光伏產(chǎn)業(yè)輔材系列報告——銀漿(二)——光伏銀漿需求探究
一、引言
前序報告《光伏產(chǎn)業(yè)輔材系列報告——銀漿(一)——光伏銀漿初探》系統(tǒng)地對光伏銀漿的產(chǎn)業(yè)鏈位置、作用、價值占比等進行了詳細(xì)闡述。本篇將聚焦于光伏銀漿的市場需求,以宏觀光伏裝機量為切入點,以電池片技術(shù)變革和制造技術(shù)發(fā)展為探究路線,自上而下探究光伏銀漿行業(yè)的市場空間。
二、全球光伏新增裝機量快速提升,拉動銀漿需求
碳中和已成各國共識,全球電氣化趨勢加速。自工業(yè)革命以來,人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強的溫室氣體逐年增加,大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強,已引起全球氣候變暖等一系列嚴(yán)重問題。為應(yīng)對全球氣候變化問題,推動碳中和已成為各國的共識,目前,全球已有包括美國、歐盟、英國、日本、加拿大、韓國、中國在內(nèi)的超過120個國家和地區(qū)提出了碳中和目標(biāo),2050年成為大部分國家承諾實現(xiàn)碳中和的時間點。
再生能源發(fā)電替代化石能源發(fā)電,能源消費端實現(xiàn)以電能替代化石能源是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的核心。根據(jù)IRENA數(shù)據(jù),在全球2050年實現(xiàn)碳中和的背景下,到2050年電力將成為最主要的終端能源消費形式,占比達(dá)51%,其中90%的電力由可再生能源發(fā)電供應(yīng),63%的電力由風(fēng)電和光伏發(fā)電供應(yīng)。
2018年與2050年終端能源消費類型占比圖片
資料來源:IRENA,OFweek整理
光伏發(fā)電降本明顯,全球范圍內(nèi)平價時代加速實現(xiàn)。各國對光伏補貼政策逐漸減少的背景下,光伏產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)各廠商不斷加強研發(fā),硅料、硅片、電池片和組件等各環(huán)節(jié)技術(shù)路線均快速迭代,光伏度電成本明顯下降。根據(jù)IRENA數(shù)據(jù),全球光伏LCOE由2010年的0.378$/kWh快速下降至2020年的0.048$/kWh,降幅高達(dá)87%,全球范圍內(nèi)的用戶端平價上網(wǎng)正在逐漸實現(xiàn),光伏發(fā)電成本已逐步低于該地區(qū)售電價格。
隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和成本的降低,近年全球各國均在大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè),光伏新增裝機量達(dá)到GW級的國家/地區(qū)數(shù)量快速提升。根據(jù)IEA數(shù)據(jù),2020年全球光伏新增裝機量達(dá)到GW級的國家/地區(qū)已達(dá)到20個。
資料來源:CPIA,OFweek整理
全球光伏年度新增裝機量加速提升。2021年,共同應(yīng)對氣候變化,實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為全球廣泛的共識,建立以可再生能源為主的能源體系是實現(xiàn)目標(biāo)的首要選擇,光伏已經(jīng)成為可再生能源中的重要力量。近年來,全球光伏市場需求激增,2021年全球光伏新增裝機達(dá)到170GW,同比增長30.8%,累計裝機容量約926GW。在平價和碳中和的雙重刺激之下,未來光伏年度新增裝機量有望加速提升,保守預(yù)計2030年全球新增裝機量將達(dá)到320GW。
資料來源:CPIA,OFweek整理
發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)我國減排目標(biāo)的重要舉措之一,我國光伏新增裝機量增長明顯。2020年9月,我國政府提出“3060目標(biāo)”,即于2030年前達(dá)到二氧化碳排放峰值,并力爭于2060年前實現(xiàn)碳中和。發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)我國減排目標(biāo)的重要舉措之一。我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期主要以政府驅(qū)動為主,發(fā)展速度與國家政策高度相關(guān)。2014-2021年,受光伏補貼政策調(diào)整的影響,我國光伏年度新增裝機規(guī)模呈現(xiàn)波動上升趨勢。
2021年2021年,國內(nèi)光伏新增裝機54.88GW,同比增加13.9%,其中,分布式光伏裝機29.28GW,占全部新增光伏發(fā)電裝機的53.4%,歷史上首次突破50%。2021年戶用裝機達(dá)21.6GW,創(chuàng)歷史新高,占2021年我國新增光伏裝機的約39.4%。CPIA預(yù)測,“十四五”期間我國光伏年均新增光伏裝機或?qū)⒊^75GW,保守預(yù)計2030年我國光伏新增裝機量將達(dá)到105GW。
資料來源:CPIA,OFweek整理
我國是電池片制造大國,電池片產(chǎn)量不斷提升拉動光伏銀漿需求。作為光伏組件的重要組成,光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展直接帶動了太陽能電池片的需求。全球電池片環(huán)節(jié)生產(chǎn)布局依然集中在亞洲區(qū)域,特別是我國大陸地區(qū)。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),2011年起,我國太陽能電池片產(chǎn)量占全球的比例持續(xù)提升,2021年已達(dá)到84%,早已成為全球第一電池片制造大國。我國發(fā)達(dá)的電池片制造業(yè)為國產(chǎn)銀漿行業(yè)提供了便利的服務(wù)條件和旺盛的市場需求。
資料來源:CPIA,OFweek整理
三、電池片技術(shù)路線的發(fā)展增加銀漿耗量和制造難度
N型電池片的發(fā)展將提升銀漿需求。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力是度電成本不斷下行,帶動投資收益率的不斷提升,降本增效是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的恒久追求。電池轉(zhuǎn)換效率是電池片最關(guān)鍵的指標(biāo),隨著P型PERC電池的效率挖掘逐步接近24.5%的理論效率極限,以TOPCon、HJT(異質(zhì)結(jié))電池為代表的N型電池成為電池片的重要迭代方向。N型電池是天然的雙面電池,其正面、背面均采用正面銀漿,光伏銀漿消耗量顯著高于P型。
2021年P(guān)型電池片銀漿的消耗量為107.3mg/片;N型電池片中TOPCon(隧穿氧化層鈍化接觸)電池銀漿消耗量為164.1mg/片,比P型電池片高53%;而異質(zhì)結(jié)(HJT)電池銀漿的消耗量為223.3mg/片,比P型電池片高108%,且使用低溫銀漿。
不同種類電池片銀漿耗量對比
注:除HJT使用低溫銀漿外,其他電池使用高溫銀漿;TOPCon電池正面主柵使用銀漿,細(xì)柵使用銀鋁漿
資料來源:CNKI,OFweek整理
HJT電池帶來低溫銀漿需求,進一步提升銀漿市場空間。高溫銀漿燒結(jié)溫度 500℃以上,適用于 BSF 電池、PERC 電池、TOPCon(TOPCon 正面使用銀鋁漿,銀含量 95%以上)等晶硅電池片,低溫銀漿燒結(jié)溫度250℃以下,適用于異質(zhì)結(jié)(HJT)晶硅電池片,主要原因 HJT 具有非晶薄層,如果燒結(jié)溫度過高(大于 250℃)將導(dǎo)致非晶薄層材料從非晶向晶體轉(zhuǎn)變,進而導(dǎo)致 HJT 電池片失效。2020年異質(zhì)結(jié)電池低溫銀漿占據(jù)整個HJT電池加工成本的 30%左右。目前低溫銀漿的價格高昂,制造成本約為0.08美元/W,而P型PERC電池所用的高溫銀漿成本不到0.02美元/W,銀漿用量大、價格貴是異質(zhì)結(jié)電池成本高的原因之一。HJT技術(shù)的逐步成熟將有望拉動低溫銀漿需求,提升銀漿的市場空間。
四、制造技術(shù)的發(fā)展減少銀漿耗量
銀包銅技術(shù)的發(fā)展有望降低光伏銀漿生產(chǎn)成本。銀因及其優(yōu)異的導(dǎo)電性成為電池片電極的主要材料。銀漿成本構(gòu)成中超過95%為銀粉,每噸白銀的價格在400-500萬元左右,降低白銀價值和質(zhì)量占比能夠有效節(jié)約成本。白銀和銅在相同條件下電阻相差較小,同期銅價5-7萬元/噸,其他金屬因?qū)щ娦圆町惒⒉贿m用于電極制造。采用銀包銅的方式能夠在充分利用白銀優(yōu)異導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上,盡可能降低生產(chǎn)成本。
銀包銅技術(shù)生產(chǎn)路線
資料來源:中信期貨,OFweek整理
多主柵技術(shù)有效減少銀漿耗量。晶硅太陽能電池正面金屬化電極由用于匯流、串聯(lián)的主柵線和收集載流子的細(xì)柵線組成。在保持電池串聯(lián)電阻不提高的條件下,減小細(xì)柵寬度有利于降低遮光損失并減少正銀用量。多主柵技術(shù)(MULTI-BUSBAR,MBB)是通過提高主柵數(shù)目,提高電池應(yīng)力分布均勻性,進而提高導(dǎo)電性,增加轉(zhuǎn)換效率。2021 年,細(xì)柵線寬度一般控制在 32.5μm 左右,印刷設(shè)備精度在±7.7μm。隨著漿料技術(shù)和印刷設(shè)備精度的提升,細(xì)柵寬度仍會保持一定幅度的下降,對應(yīng)的銀漿耗量也同步減少。
五、光伏銀漿市場需求測算
2016-2020年全球光伏銀漿需求量整體呈現(xiàn)上升趨勢。2016-2020年,受益于電池片尺寸提升、轉(zhuǎn)換效率提高及印刷技術(shù)的進步,電池片的銀漿單耗降幅明顯,但光伏電池片整體需求的提升有效對沖了技術(shù)進步帶來的單耗降低,整體需求量相對穩(wěn)定。
資料來源:CPIA,OFweek整理
全球光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是光伏銀漿市場需求的主驅(qū)動,電池片技術(shù)路線與制造技術(shù)的改進對銀漿市場需求產(chǎn)生邊際影響。光伏發(fā)電平價時代的到來,讓光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展從政策驅(qū)動逐步變?yōu)槭袌鲵?qū)動。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的爆發(fā),光伏銀漿市場需求不斷擴充。
2021年全球光伏新增裝機量183GW,2021年中國光伏新增54.88GW。根據(jù)SolarPowerEurope(歐洲光伏協(xié)會)、CPIA(中國光伏協(xié)會)等機構(gòu)對全球、中國光伏裝機增速的預(yù)測,我們調(diào)整了全球光伏新增裝機預(yù)期。預(yù)計2025年全球光伏新增裝機在中性條件下為270GW,2030年全球光伏新增裝機在中性條件下分別為320GW。經(jīng)測算,2021年全球光伏銀漿需求量達(dá)到3474噸,2025年預(yù)計達(dá)到6075噸,2030年預(yù)計達(dá)到6051噸。
資料來源:OFweek
光伏裝機量仍然是光伏銀漿需求的主驅(qū)動:2021-2025年期間,光伏銀漿跟隨全球光伏新增裝機量實現(xiàn)快速增長;2025年后,隨著光伏新增裝機量增長的放緩,制造技術(shù)革新的影響開始逐步發(fā)揮作用,整體光伏銀漿需求量逐步維持在6000噸左右,整體需求仍然旺盛。我國作為電池片制造大國,電池片產(chǎn)量全球占比超過80%,在光伏銀漿需求快速擴充的窗口期,我國銀漿企業(yè)將迎來寶貴的發(fā)展契機。
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(作者:高維產(chǎn)業(yè)咨詢光伏分析師 范家愷)
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