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Finlay Colville
太阳能情报分析部门总监,Solar Intelligence, Solar Media

2018年内单多晶产品制造平分天下,但单晶才是未来

  • 2017年05月15日
  • 作者: Finlay Colville
    Finlay Colville

    Finlay Colville

    太阳能情报分析部门总监,Solar Intelligence, Solar Media

    Finlay Colville博士于2015年6月加入Solar Media(太阳能传媒),担任太阳能情报分析部门总监。Finlay Colville博士自2005年起活跃于太阳能产业,经常在全球主要太阳能会展和高水平产业聚会中发表演讲,并定期为太阳能杂志和在线新闻撰写评论文章。 此前,Finlay Colville博士曾在Solarbuzz公司担任太阳能事务部门副总监,带领Solarbuzz团队专注于太阳能市场研究和策略项目咨询。而在开始其在Solarbuzz的工作之前,Colville博士已有十余年相关业务和全球营销经验。他曾在美国Coherent Inc. 的太阳能事业部担任营销总监,负责市场商情分析和太阳能产品策略。 Finlay Colville博士拥有苏格兰格拉斯哥大学物理学学士学位和圣安德鲁斯大学非线性光子学博士学位。

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  • 翻译: Yi Wang

    Yi Wang

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隆基多晶硅晶柱

隆基多晶硅晶柱

包括所有n型和p型单晶太阳能电池生产在内,单晶硅太阳能电池生产和终端市场的最终组件供应水平将在2018年达到多晶硅产品的体量,并将在2019年成为太阳能产业所使用的主要技术

包括所有n型和p型单晶太阳能电池生产在内,单晶硅太阳能电池生产和终端市场的最终组件供应水平将在2018年达到多晶硅产品的体量,并将在2019年成为太阳能产业所使用的主要技术

据PV-Tech母公司Solar Media旗下市场分析部门最新发布的研究报告《光伏产业制造与技术季报》(PV Manufacturing & Technology Quarterly report)显示,单晶硅电池生产预计将在2018年内占到所有晶硅太阳能电池生产总量的49%,并将在2019年成为太阳能产业所使用的主要技术。

尽管在过去几年内始终仅有25%左右的占比,单晶太阳能电池产品预计将在未来18个月内获得大规模市场份额,2017年将是产业的准备时间,而2018年的太阳能产业将被一股联合势力所撼动,而这股力量可追溯到特定一家企业——隆基集团,所取得的巨大成功上。

本文回顾了这一头条新闻的背景,并解释了在过去几年间取得成果的不同方面,同时列举了在接下来12个月内完善整体画卷的最后几片拼图内容,这一状况将为直至2020年前的公司和技术相关竞争力产生多米诺效应。

多晶产品为何能够把持市场如此之久?

所有对太阳能产业历史有所研究的人都会知道,太阳能产业最初是单晶当道的世界,太阳能产业在多晶产品主要早期促因——半导体产业的残骸影响下存活下来。

通过定向凝固进行铸锭突破了当时的发展瓶颈,使得产业能够以具有成本效率和纯度效率的方式为太阳能电池的生产提供硅片,同时,在太阳能产业从学术领域迁移发展至商用状态后,这一技术在中国市场立即得到了大规模应用与发展。

随着太阳能产业从年需求量仅有若干吉瓦,发展至替代半导体行业成为多晶硅工厂的主要需求来源产业,多吉瓦级别的铸锭炉在全球各地得以安装。没有任何其他国家能够像中国一样成为这一趋势的缩影;就像没有任何其他企业能够像当时的保利协鑫一样代表产业发展趋势。

规模经济首次在产业内硅锭/硅片的供应领域得以实现,并十分契合繁荣发展的多晶硅电池基础设施,这一类型产品当时从市场对功率范围在230-240W之间的60块电池p型组件的需求中获益匪浅。

单晶拉晶技术则成为了小众需求,供应链被限定在某些5英寸硅片或n型太阳能电池客户需求上,且需要针对客户硅片产品的具体要求进行定制。即使当单晶硅片尺寸发展至6英寸,单晶技术规模仍以百兆瓦为单位进行计算,而保利协鑫和许多其他企业在此时已然以吉瓦为单位统计多晶硅片产能。

随后,隆基集团出现在产业舞台之上,产业内出现了多年来首个主要生产工艺升级,PERC。与此同时,产品价格在2016年底下跌至每瓦40美分。

单晶供应约束使得硅锭拉晶成为技术分裂的关键

当单晶产品在过去几年内愈来愈常见,从市场占有率的角度对其进行统计却直至现在才被进行。这一角度让许多人感到迷惑,笔者将对此进行解读。

首先需要记住的是,产业在仅仅两年的时间内即从50GW的规模增长至逾70GW。因此,任何技术或公司即使所占有的市场份额数字保持不变,也仍是以兆瓦级的速度在增长。事实上,如果不是隆基和其他单晶企业过去几年内在市场上的成长,我们今天将会见到更具市场主导地位的多晶硅电池生产规模。

确实,这也从整体上为我们提供了第一个单晶产品供应紧缩的指标,尽管要小于我们即将在未来几年内见到的程度。

即使在2017年的当下,单晶硅产品市场份额将极大地受到隆基集团和另外一家中环半导体的单晶硅片供应水平的影响。

在过去今年中,我们曾多次在PV-Tech网站上对此进行评述,无论隆基集团的资本支出投资、硅片质量和低成本结构如何,产业仍需2-3家类似的企业才能促成任何具有实质性意义的技术迁移;或至少加速从多晶向单晶的不可避免的转移趋势。

这也是我们在PV-Tech的市场调研板块持续跟踪的关键话题,而非太阳能电池制造商不断发布的假设自身能够在一夜间成为多吉瓦级异质结太阳能电池制造商的公告。

从太阳能电池制造商关于产能的不着边际的规划中预测技术发展趋势目前来说充满了令人迷惑的障眼法,而这一状况也存在于n型产品的应用领域。(我们将在不久的将来在PV-Tech上讨论n型产品的整个发展图景,因此就不在本文中进行展开了。)

在考虑到这些之后,为了能够更好地理解上文所提及的观点:我们假设只有几家制造商完成了新p型单晶PERC、n型PERT或异质结电池的多吉瓦级产能:他们都会遇到同样的一个严重问题,即硅片的供应问题。这一状况还是在假设量产工艺已达到了市场所提出的成本要求的条件下,而这一点对于大多数企业来说都是其“阿喀琉斯之踵”。

隆基和中环并非唯二的两家吉瓦级单晶硅片制造商,并制定了在今年内及以后的扩产计划。这两家公司只是到目前为止在市场上占据主导地位的企业,每家公司都有之前协鑫在产能增长上所具有的雄心。但是,在考虑产能和生产状况数据背后的事实时,对各公司状况进行类比则是相关性更大的举动。

当保利协鑫成为多晶硅片供应市场上的主导企业时,公司是通过与中国市场的多晶硅供应领域达成必要的合作伙伴关系而实现的,公司同时还与中国市场及其他市场上行业领先的太阳能电池制造商签署正式和非正式合约获得了销售渠道。

在检视在过去十八个月内签署的联合开发协议(JDA)、供应协议或在中国市场及其他市场上成立的合资公司时,其中的大多数商业行为背后均由隆基和中环两家公司的身影(点击查看PV-Tech此前相关报道),因为这两家公司所制定的发展计划将在2019年里单晶产品占据主导地位的大势所趋时代里拉开大幕。

多晶硅产品将何去何从?

这一部分的标题就表明了业内许多企业目前的困境:企业目前过剩的吉瓦级铸锭炉将用来做些什么?或者更具体地说,保利协鑫接下来将如何布局应对?

对于未来几年内相关问题走势预测是极为困难的,因为产业有许多可选择的方向。

产业内目前流传甚广的一个较为天真的想法是:多晶硅片供应商将应用金刚石线锯设备,从而能够即刻获得10%的生产线吞吐量提升,并进而凭此降低硅片成本价格,而与此同时,太阳能电池制造商将改变制绒工艺(或者硅片供应商在制绒工艺备制阶段进行),从而达到降低太阳能电池成本、提高其转换率的目的。

但是,这一论断中的许多方面细究之后并非合理。

整个过程看起来像膝跳反射一般缺乏深思熟虑,似乎是目前唯一的解决方案,却面临重重挑战。不采取任何应对措施并不是一个应选择的方向,然而多晶产品能够选择何种走势——多晶产品在经过了许多年的铸锭/电池工艺阶段内只实现了些许工艺改善(韩华Q-Cells与REC太阳能是此间的例外),必须要对此进行应对了。

相关变动同时还需要在制绒工艺领域内,以及多家硅片和太阳能电池制造商的统一行动。太阳能产业在进行统一行动方面的经验基础十分薄弱,在关于制绒工艺(预制备、湿法工艺、干法工艺等)的争辩仍旧进行得熙熙攘攘,我们距见证上文所提及的变动在实际生产中切实发生且获得具有竞争力的成本结构仍有着若干年的距离。

同时,太阳能电池领域面临着更多的挑战。电池工艺(p型电池)在单晶/多晶类型之间具有一定的灵活性,那么对于仍处于单晶电池早期应用阶段的企业来说,是否能够简单地将生产线从多晶转移至单晶,并增添PERC产品类型,从而寻求单晶硅片的供应呢?事实上,在过去的六个月内,已有多家企业——新日光、晶科能源和SoalrWorld等,明确采取了这一策略。

即使从现在算起的十二个月内,产业仍旧有极具可行性的金刚线切多晶硅片供应,我们是否就以较高的成本与精力,延迟了多晶硅产品无可避免的未来的进程?

从近期公布的若干产业内重大计划中我们能看到,产业内还存在其他野心更大的多晶硅铸锭拯救方案,相关计划均与大规模应用一项迄今为止仍未成功的技术的多种不同形式相关:铸锭单晶或此前曾提及的准单晶和其他与单晶硅产品具有类似质量的铸锭类金属等。

与黑硅产品所承载的希望相似,似乎单晶拉晶工艺正主导着整个态势,随着产业向着更高转换率的方向发展,能否真的期待除了高纯单晶硅片(拉晶工艺)之外的任何工艺能够在短时间内主导整个产业?

当然,如果保利协鑫能够奇迹般地实现15GW多晶硅铸锭炉的转化,并创造出与单晶硅片质量相当的产品,且可同时应用于PERC和n型产品之中,我们就会见证一个伟大的产业变革者的诞生。但是这也仅仅解决了硅片供应的问题;如果得以实现,也只是进一步促使多晶硅电池生产让出市场份额。

但是,我们的预期是基于多晶硅片供应在2018年内处于极度供应过剩的压力之下的情况,以及长期库存积压、低售价压力并基本上处于下降通道当中的状况,而这种状况只有从根本上使用新切片技术(如直切法/直接法)才有可能实现逆转。

极为有趣的是,多晶硅电池制造商将很有可能通过对硅片供应进行有效定价而获得短时的繁荣,从而使得许多企业希望多晶硅产品具有比现实所展示出来的更为久远的未来。

改变一切的因素!

在太阳能产业内,即使对下一个季度进行预测都是极为困难的,这一点也在过去的几年甚至更久的时间内得到了证明,而产业内也从来不缺乏能够拯救多晶硅产品、使其具有长于我们所预期的生存寿命的各类因素。

首先,隆基和中环两家所进行的单晶扩张需要取得相应的成果,尽管我们认为这一过程中的风险较低,但不可预见的延误或外部市场因素等不能够也不应该被忽视。

简单来看,在终端市场中存在着常年变化的目标。任何人只要关注了过去5-10年的产业发展,都曾见证过年终公布的实际数字远高于年初时的普遍共识。就在去年,也毫无例外地出现了这一情况,几乎所有市场调研公司的预测值都集中在10-15GW范围的底部:而这种误差不管按照任何标准来看都是极大的。

现在让我们来看一下预测终端市场需求的两种方式。

如果产业规模收缩,或保持发展静止,这只会增加单晶产品对多晶产品市场份额吞噬的速度,因为单晶产品供应紧俏并已具有与多晶产品进行竞争的规模。在这种情景执行,多晶产品将比预期更快地被挤出市场。

相反地,如果市场表现出乎意料,且规模超过85GW(丝毫不打折扣地计算),那么由于单晶产品的供应受限问题,多晶产品还会拥有一线希望。从而具有更多的时间,来获得所有低成本硅片和电池效率改善所需因素。

并且,如果我们能够实现直切法或直接法硅片工艺的长足发展,并从根本上改变多晶硅片供应的成本结构,那么我们必会见证改变行业规则的时刻。

最后,还有新的n型产品追随者们这个“通配符”的存在,关于此类产品,任何出席了几周前召开的SNEC展会的人都不会错过。如果这些公司能够找到即刻降低n型电池生产成本的方案,并拥有低成本高产出的逼近松下或SunPower级别的吉瓦级电池产能,那么单晶硅片的需求将更具推动力,并必然会吸引更多的新增资本以促进中国市场上硅锭拉晶供应产能的发展。

结论

因此,从全面来看,整个产业仍旧充满了许多不确定性,读者只能自行对哪些情况更为可能发生做出自己的判断了。

在这种条件下,我们的预测来源于自下而上的对实际硅锭生产、硅片供应、太阳能电池生产、组件供应和终端市场需求的分析,与产业价值链角度所得出的结论完全不同。唯一未知的是最终将实现发展的是哪个领域,但是所有的迹象均清晰地表明,单晶产品最终将在一个成熟的产业中推动产业规模朝向100GW年应用水平的方向发展。

而如果这些均成为现实,那么现在做出“单晶是未来”这样的结论也就不足为奇了。

最新一期的《光伏产业制造与技术季报》(PV Manufacturing & Technology Quarterly report)已在上周发布。更多关于市场分析、调研结果、特定公司技术预期等内容均可在相关报告中获得。

(责任编辑:Yi Wang)

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