奧聯電子(SZ300585,股價 18.22 元,市值 31 億元)跨界鈣钛礦卻被 " 打假 " 一事,一度令外界對這一新型行業産生疑慮。" 飄在雲端,飛在天上 ",似乎還需要很久才能真正落地——這是很多人對鈣钛礦的印象。
4 月 12 日,極電光能宣布計劃建設全球首條 1GW 鈣钛礦光伏生産線,這也是全球首條 GW 級鈣钛礦産線。然而,在 2 月份的一輪炒作後,目前 A 股市場對鈣钛礦似乎并不感冒,上述消息并未激起鈣钛礦概念股的波瀾。有投資者甚至表示," 鈣钛礦别來買熱搜了,耽誤我炒 AI"。
鈣钛礦,究竟是場 " 虛火 ",還是新一輪光伏産業革命的開端?
昆山協鑫光電 圖片來源:每經記者 朱成祥 攝
鈣钛礦将開啓量産時代?
鈣钛礦一直被認爲是光伏産業未來的發展方向。不過,目前全球範圍内鈣钛礦仍然停留在 MW 級階段。據記者了解,已建成 MW 級鈣钛礦生産線的企業主要有三家,分别爲昆山協鑫光電材料有限公司(以下簡稱昆山協鑫)、極電光能和杭州纖納光電有限公司(以下簡稱纖納光電)。
2020 年,昆山協鑫開始建設首條 100MW 鈣钛礦組件量産型,産品尺寸達 1m × 2m。預計 12 個月完成設備安裝調試,2021 年 12 月開始試生産,2022 年實現産能釋放。2022 年年初,纖納光電建成 100MW 鈣钛礦産線。2022 年 12 月,極電光能 150MW 鈣钛礦産線投産。
無錫極電光能 圖片來源:每經記者 朱成祥 攝
可以看出,三大鈣钛礦廠商均于 2022 年先後建成鈣钛礦 MW 級産線。如今,極電光能投建 GW 級産線,新一輪競争又開始了。
據極電光能公衆号,其鈣钛礦産業基地項目占地面積約 173 畝,位于錫山開發區東廊路西、膠陽路南,計劃建設全球首條 1GW 鈣钛礦光伏生産線、100 噸鈣钛礦量子點生産線、研發創新中心及總部大樓。項目今年 3 月土地摘牌,4 月開工建設,預計 2024 年三季度投産。
從股東背景看,昆山協鑫背後是保利協鑫光伏系統集成有限公司,保利協鑫間接持有其 51.35% 的股權。而極電光能背後是長城汽車(SH601633,股價 28.02 元,市值 2377.89 億元)實控人魏建軍。魏建軍持有穩晟科技(天津)有限公司 99% 股權,穩晟科技持有極電光能 62.66% 的股權。
中金公司認爲,站在當前時點向前展望,随着 2023 年一季度末,頭部初創公司中試線提效取得喜人進展,2023 年二季度起産業鏈有望進入 GW 級産線進展活躍期,有望對二級市場鈣钛礦闆塊熱度回升形成催化。
昆山協鑫董事長範斌曾對《每日經濟新聞》記者表示,今年(2023 年)年底開始建設 GW 線。此外,其也表示,鈣钛礦是國内企業第一次原創做研發,從設備到材料,都需要做原創研發。
而原創研發也意味着,一旦 GW 級産線陸續建設,相關國内設備廠商或将因此受益。
發電效率尚遜色于晶矽電池
既然鈣钛礦已經計劃開始建設 GW 級産線,那麽其産品與晶矽産品相比具備競争力嗎?
2023 年 3 月,《每日經濟新聞》記者先後實地探訪了昆山協鑫、極電光能 MW 級産線。
3 月 10 日,記者來到位于昆山高新區的昆山協鑫,其鈣钛礦組件爲尺寸較大的 2 平方米組件,标準組件具體參數爲長度 2005mm,寬度 1005mm,厚度 35mm,面積 2.01 平方米,重量 34.5kg,使用鋁邊框,POE+ 丁基膠封裝。額定功率爲 280W 左右,其保證輸出功率 10 年内達到額定功率的 90%,25 年内達到 80%。
與之對比,愛旭股份(SH600732,股價 32.25 元,市值 419.71 億元)N 型 ABC 白洞系列電池組件尺寸爲 1722mm × 1134mm × 35mm,面積約爲 1.95 平方米。而該産品 STC(标準測試條件)最大功率爲 440W。可以看出,尺寸相當的背景下,鈣钛礦組件與 N 型 ABC 電池組件發電功率仍有較大差距。
電池發電衰減方面,愛旭股份稱首年功率衰減≤ 1%,2 至 30 年之間每年功率衰減≤ 0.35%。即目前鈣钛礦在功率衰減方面也無法與當下成熟的 N 型電池組件媲美。
或因發電功率仍無法與晶矽相提并論,目前鈣钛礦還沒有大規模商業化。在昆山協鑫,記者看到了正在運營的鈣钛礦發電設施。從外表看,其與晶矽電池差距并不大。鈣钛礦的透明度更高,沒有表面的栅線。
昆山協鑫鈣钛礦發電設施 圖片來源:每經記者 朱成祥 攝
昆山協鑫鈣钛礦、晶矽、碲化镉組件發電性能對照試驗區
圖片來源:每經記者 朱成祥 攝
盡管目前鈣钛礦發電效率遜色于晶矽電池,但近來年進步顯著。以極電光能爲例,2019 年 12 月,1 平方厘米電池效率 22.74%,組件效率 18.7%;2020 年,64 平方厘米效率 19.41%;2021 年,63.98 平方厘米組件效率全球首破 20%;2022 年 10 月,756 平方厘米組件效率 18.2%。
3 月 15 日,極電光能副總經理姜偉龍接受《每日經濟新聞》記者專訪時表示:" 同樣的工藝,面積越大,效率越低。評價鈣钛礦工藝的好壞,就是看随着面積的放大,效率降低的幅度是多少。"
比如纖納光電,由于尺寸小于昆山協鑫,其發電效率也更高。纖納光電的 α 鈣钛礦組件尺寸面積約 0.79 平方米。其 α 系列發布了四個型号,功率分别爲 115W、120W、125W、130W,最大功率 130W。
從商業化角度,極電光能認爲,将先從 BIPV 領域切入,晶矽能做的鈣钛礦未來都能做。姜偉龍解釋:" 考慮到一開始鈣钛礦的效率、成本,它的度電成本還沒辦法與晶矽競争。此外,穩定性也沒有得到客戶的充分認可。在這種情況下,進入(光伏)電站市場是不現實的。而 BIPV 市場,鈣钛礦可以用作(大廈)玻璃幕牆。由于鈣钛礦是半透明的,用作玻璃幕牆也可以發電,這是晶矽做不到的。此外,鈣钛礦也更美觀,符合建築審美要求。"
令人關注的是,纖納光電在建設鈣钛礦地面電站。據其公衆号消息,2022 年 2 月 15 日,纖納光電在衢州市衢江區後溪鎮舉行了全球首個鈣钛礦集中式光伏電站一期的開工儀式。該項目占地 250 畝,裝機容量 12 兆瓦,計劃總投資 6000 萬元左右。
鈣钛礦的優勢與瓶頸
從目前的發電效率看,鈣钛礦比不上晶矽電池,爲何鈣钛礦仍然受到各方重視?記者注意到,一方面,鈣钛礦發電效率理論極限更高;另一方面,鈣钛礦産業鏈更短,量産成本更低。
姜偉龍表示:" 太陽能電池技術都有一個理論極限效率,是根據材料特性、電池結構等因素測算的最高效率。而根據測算,晶矽組件效率是 29.4%,鈣钛礦組件效率是 33%。當然,這在現實中達不到,但說明了鈣钛礦效率天花闆比較高。"
此外,鈣钛礦在量産成本上也具有優勢。姜偉龍認爲:" 晶矽分矽料、矽片、電池片、組件等多個環節。而鈣钛礦進廠是普通的化工原料,出廠就是組件,一個工廠就是一個産業鏈。因此,如果鈣钛礦量産成功,它的成本會比晶矽低一半。首先,鈣钛礦材料用量非常少,發電薄膜的厚度隻有 0.5 微米,而且用的也是常規的化工原料,沒有稀有元素。"
至于姜偉龍提到的稀有元素,主要是此前第二代薄膜電池中使用的稀有材料,比如硒和镉。硒在銅铟镓硒 ( CIGS ) 電池中用到,镉在碲化镉 ( CdTe ) 電池中用到。
此外,姜偉龍也提到,鈣钛礦不使用矽,生産能耗也比晶矽要低,碳足迹隻有晶矽的四分之一。
既然鈣钛礦相比晶矽電池有着諸多優勢,那麽限制其大規模量産的瓶頸又在哪裏?
對于鈣钛礦大面積高質量薄膜制備,以及穩定性的痛點,姜偉龍分析道:" 這兩個問題都有明确的解決路徑。大面積(薄膜制備)的問題,是薄膜電池的共性問題。在研發和産業化過程中,就是從小面積往大面積一點一點做。實驗室一開始做 0.1 平方厘米,再到 1 平方厘米,慢慢提升尺寸。商業化的話,最低的尺寸要求是 1.2 米 × 0.6 米,也是我們現在這條産線的尺寸。将來如果做到 GW 級,我們尺寸對标晶矽,約 2.5 平方米。"
關于穩定性問題,其表示:" 晶矽電池到現在約有 70 年,有大量的實證數據。鈣钛礦因爲是新技術,沒有自己專用的标準。我們就用晶矽的 IEC61215 标準測試鈣钛礦組件,也能夠通過全套的測試訓練。"
" 至少在科學層面、技術層面,穩定性已經不是一個大問題,下一步就是在工程層面進一步做驗證。" 姜偉龍補充道。
每日經濟新聞