大浪淘“沙”：中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)“提純”記

李靖恒

中國(guó)光伏企業(yè)的發(fā)展跌宕起伏。在政策扶持下，我國(guó)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)展出了龐大的光伏產(chǎn)業(yè)鏈，2018年5月31的光伏新政之后，補(bǔ)貼政策逐漸退出，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也開(kāi)始加劇，大量企業(yè)被淘汰。目前，在技術(shù)積淀和市場(chǎng)考驗(yàn)的基礎(chǔ)上，一批在技術(shù)和市場(chǎng)上具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)正在脫穎而出。

從養(yǎng)魚到“捕光”

通威股份成立于1986年，前身是四川省眉山縣漁用合料廠。1991年公司正式更名為通威，形成了涉及水產(chǎn)飼料加工、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工等領(lǐng)域的經(jīng)營(yíng)范圍。在2006年，通威控股子公司永祥樹(shù)脂投資建立了永祥硅業(yè)，開(kāi)始涉足多晶硅生產(chǎn)。后來(lái)，通威股份通過(guò)在內(nèi)蒙古包頭、四川成都、樂(lè)山、眉山、云南保山等地不斷擴(kuò)產(chǎn)，形成了硅料、電池片、光伏電站一體的光伏產(chǎn)業(yè)鏈條。

通威股份相關(guān)人士表示，公司目前的漁光互補(bǔ)項(xiàng)目可以讓養(yǎng)殖戶在水面下養(yǎng)殖水產(chǎn)品，水面上發(fā)電?！拔磥?lái)的方向是按照自動(dòng)化和集約化的方向改造。如果其他的光伏企業(yè)做水面光伏的話，就不會(huì)考慮水下養(yǎng)殖的問(wèn)題?！睂?duì)方進(jìn)一步表示。

近期，一份研究報(bào)告指出，相比農(nóng)牧板塊的各類產(chǎn)品業(yè)務(wù)，光伏產(chǎn)品有著更高的毛利率。而相比太陽(yáng)能電池及組件，多晶硅及化工和光伏發(fā)電毛利率更高。近4年以來(lái)，多晶硅及化工業(yè)務(wù)平均毛利率為34.77%，光伏發(fā)電業(yè)務(wù)平均毛利率為47.84%。

通威股份此前一直專注于光伏硅料、電池及電站環(huán)節(jié)。后來(lái)因光伏新政、疫情以及行業(yè)波動(dòng)性事件的影響，公司在產(chǎn)業(yè)議價(jià)能力上處于相對(duì)弱勢(shì)地位。為了改變局面，公司與天合光能合作投資，共同出資新建拉棒、切片環(huán)節(jié)產(chǎn)能。此舉鞏固了公司在硅料端的強(qiáng)勢(shì)地位，也開(kāi)始試水硅片環(huán)節(jié)一體化發(fā)展。

從2020年下半年開(kāi)始，硅料的供應(yīng)持續(xù)處于緊張狀態(tài)。通威股份的高純晶硅在2020年持續(xù)滿負(fù)荷生產(chǎn)，月產(chǎn)超8000噸，產(chǎn)能利用率達(dá)116%。2020年在建產(chǎn)能7 5萬(wàn)噸，2021年年底投產(chǎn)后產(chǎn)能將達(dá)到15.5萬(wàn)噸。根據(jù)通威2020年至2023年度發(fā)展規(guī)劃，2022年硅料產(chǎn)能將達(dá)到11萬(wàn)噸至22萬(wàn)噸，2023年將達(dá)到22萬(wàn)噸至29萬(wàn)噸。

據(jù)預(yù)計(jì)，通威的硅料市場(chǎng)占有率在2021年年底將達(dá)到22.37%。而且，下游企業(yè)為了避免硅料短缺帶來(lái)的影響，紛紛與通威等上游硅料生產(chǎn)商簽訂長(zhǎng)單。通威硅料未來(lái)一段時(shí)間的產(chǎn)能已被提前鎖定，不愁銷路。

在技術(shù)方面，通威股份成立了大量技術(shù)中心改進(jìn)工藝技術(shù)。據(jù)介紹， “通威的新項(xiàng)目采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的‘第五代永祥法、獨(dú)創(chuàng)的‘反應(yīng)精餾法，N型單晶80%以上，達(dá)到電子級(jí)晶硅水平，實(shí)現(xiàn)高純晶硅‘中國(guó)制造?！?/p>

通威股份進(jìn)一步介紹： “公司目前正在研發(fā)下一代的太陽(yáng)能電池，包括HJT（異質(zhì)結(jié)）電池的研發(fā)，目前還沒(méi)有量產(chǎn)?！惫獯笞C券分析師認(rèn)為，目前通威積極研發(fā)的HJT、TOPCON、PERC+等電池很有可能成為下一代量產(chǎn)主流技術(shù)路線。

高端裝備攪局者

與通威股份不同的是，上機(jī)數(shù)控在2002年成立時(shí)就將自己定位于高端裝備制造領(lǐng)域，是一家從事精密機(jī)床研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)。2004年該公司進(jìn)入光伏行業(yè)，從事晶硅專用加工設(shè)備的制造。2019年，公司成立全資子公司弘元新料公司，進(jìn)軍光伏單晶產(chǎn)業(yè)務(wù)。

上機(jī)數(shù)控相關(guān)人士表示，公司的主要業(yè)務(wù)包括光伏切片設(shè)備和光伏硅片，目前大部分利潤(rùn)來(lái)源于單晶硅片。

東北證券分析師介紹稱，光伏設(shè)備的主要生產(chǎn)商有日本小松、瑞士梅耶博格、國(guó)內(nèi)的上機(jī)數(shù)控、晶盛幾點(diǎn)、連城數(shù)控、高測(cè)股份等，其中連城數(shù)控主要為隆基股份提供相關(guān)設(shè)備。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)專用設(shè)備水平的提升，一方面隨著國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)崛起，國(guó)內(nèi)設(shè)備企業(yè)更加貼近客戶，本土化優(yōu)勢(shì)更加明顯;另一方面，國(guó)內(nèi)設(shè)備在成本端優(yōu)勢(shì)更為明顯，在光伏產(chǎn)業(yè)全環(huán)節(jié)降本增效的趨勢(shì)下，國(guó)內(nèi)企業(yè)崛起。目前海外企業(yè)逐漸退出市場(chǎng)，上機(jī)數(shù)控切片機(jī)市場(chǎng)占有率達(dá)到4590左右，為行業(yè)第一。

在單晶硅項(xiàng)目上，目前上機(jī)數(shù)控的項(xiàng)目主要有兩個(gè)，分別是“包頭5GW單晶硅拉晶生產(chǎn)項(xiàng)目”以及“年產(chǎn)8GW單晶硅拉晶生產(chǎn)項(xiàng)目”，兩個(gè)投資項(xiàng)目總投資額分別為31億元以及57億元。對(duì)比同行單晶硅項(xiàng)目投資，公司項(xiàng)目實(shí)際產(chǎn)能彈|生將遠(yuǎn)高于公布產(chǎn)能。隨著公司不斷改進(jìn)工藝，生產(chǎn)效率提升后，兩個(gè)項(xiàng)目實(shí)際投產(chǎn)可能達(dá)20GW左右。

“隨著上機(jī)數(shù)控產(chǎn)能逐步釋放，公司有望在2021年產(chǎn)能躋身行業(yè)前五，如繼續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，有望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能更大幅度躍遷?！睎|北證券分析師判斷。

從光伏材料到半導(dǎo)體材料

原料提純到一定程度就可以用于制作太陽(yáng)能發(fā)電材料，而提純到更極致的程度則可以用于半導(dǎo)體的制作。

中環(huán)股份主營(yíng)業(yè)務(wù)圍繞硅材料展開(kāi)，專注單晶硅的研發(fā)和生產(chǎn)。公司的制造范圍在半導(dǎo)體制造和新能源制造領(lǐng)域延伸。其中半導(dǎo)體板塊包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體器件、半導(dǎo)體封裝;新能源板塊包括太陽(yáng)能硅片、太陽(yáng)能電池片、太陽(yáng)能組件。

中環(huán)股份表示，公司擁有生產(chǎn)光伏硅片和半導(dǎo)體硅片的兩類生產(chǎn)線。目前光伏硅片可以生產(chǎn)各種類型的硅片，大尺寸的半導(dǎo)體硅片一部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，另一部分還處于研發(fā)驗(yàn)證階段。

光大證券分析師在一份研究報(bào)告中稱， “中環(huán)股份已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)唯一擁有電子級(jí)和太陽(yáng)能級(jí)硅材料雙產(chǎn)業(yè)鏈的上市公司。”他指出，中環(huán)股份擁有國(guó)內(nèi)先進(jìn)的單晶生長(zhǎng)技術(shù)，可有效降低晶體內(nèi)在缺陷，保障硅棒品質(zhì)，提升太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率。憑借多年的技術(shù)研發(fā)和積累，在業(yè)內(nèi)率先推出了低衰減單晶硅棒和高效能單晶硅棒，成為國(guó)內(nèi)單晶拉制技術(shù)光伏應(yīng)用的領(lǐng)軍者。在單晶硅片方面，中環(huán)股份不僅具備一流的切片技術(shù)工藝與專用砂漿回收技術(shù)，同時(shí)最早建成國(guó)內(nèi)最大的產(chǎn)業(yè)化鉆石線切片產(chǎn)線。

中環(huán)股份表示： “由于半導(dǎo)體硅片的技術(shù)含量更高，利潤(rùn)也相比光伏硅片更高?！?/p>

據(jù)介紹，半導(dǎo)體單晶硅材料對(duì)于純度的要求比光伏工藝流程更復(fù)雜。光伏單晶硅純度一般在99.999%至99.999999%（S到8個(gè)9）。而半導(dǎo)體硅材料純度要達(dá)到99.999999999%（11個(gè)9以上）。

在半導(dǎo)體生產(chǎn)方面，中環(huán)股份主導(dǎo)產(chǎn)品電力電子器件用半導(dǎo)體區(qū)熔單晶硅片綜合實(shí)力全球前三，國(guó)外市場(chǎng)占有率超過(guò)18%，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%。先后開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)換效率高達(dá)到26%的高效N型DW硅片、 “零衰減”的直拉區(qū)熔硅片。

光大證券分析師也指出，12英寸大硅片由于設(shè)備和工藝差距有待國(guó)產(chǎn)化跨越。在國(guó)際巨頭占據(jù)全球半導(dǎo)體硅片主要市場(chǎng)份的背景下，中國(guó)大陸半導(dǎo)體硅片企業(yè)占比較小，技術(shù)較為薄弱，多數(shù)企業(yè)以生產(chǎn)200mm及以下半導(dǎo)體硅片為主，國(guó)內(nèi)企業(yè)300mm硅片生產(chǎn)能力與國(guó)外先廠商相比仍有一定的差距。目前，中環(huán)股份總產(chǎn)能規(guī)劃8英寸的為105萬(wàn)片/月，1 2英寸的為62萬(wàn)片/月。

光伏的未來(lái)：從發(fā)電到儲(chǔ)電

目前，太陽(yáng)能等新能源發(fā)電所面臨的最大問(wèn)題之一是發(fā)電端和需求端的不匹配，比如居民用電需求較高的晚上卻沒(méi)有太陽(yáng)能。而且，我國(guó)光照資源最多的地區(qū)和用電需求最多的地區(qū)距離較遠(yuǎn)。解決這個(gè)辦法之一就是發(fā)展儲(chǔ)能，將新能源發(fā)電就地變?yōu)榛瘜W(xué)能或者氫能。

陽(yáng)光電源公司成立于1997年，以光伏逆變器起家，目前已經(jīng)成為全球逆變器龍頭。陽(yáng)光電源表示，公司主要是生產(chǎn)光伏設(shè)備，比如光伏逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及水面光伏等，不生產(chǎn)光伏組件?！坝捎谠诋a(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性方面具有優(yōu)勢(shì)，所以能夠受到市場(chǎng)認(rèn)可。”對(duì)方表示。

國(guó)元證券的分析師彭聰在研究報(bào)告中介紹，光伏逆變器是太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的心臟，主要功能為將太陽(yáng)能電池組件產(chǎn)的直流電轉(zhuǎn)化為交流電，并入電網(wǎng)或供負(fù)載使用，此外還具有最大功率跟蹤功能以及最大限度發(fā)揮太陽(yáng)能電池性能和光伏發(fā)電系統(tǒng)保護(hù)等功能。

“光伏逆變器的可靠性、安全性直接關(guān)系太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)整體的平穩(wěn)運(yùn)行，其轉(zhuǎn)換效率直接影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，其使用壽命直接關(guān)系到光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用年限?！迸砺斦J(rèn)為。

憑借高性價(jià)比、售后服務(wù)等優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)逆變器逐步從國(guó)產(chǎn)替代變?yōu)榧铀俪龊＃?012年國(guó)產(chǎn)逆變器在全球市占率僅為9%，到2019年為止，國(guó)產(chǎn)逆變器市占率達(dá)到58%，出貨量最高的兩家企業(yè)均為中國(guó)企業(yè)，分別是華為（ 22%）和陽(yáng)光電源（ 13%）。

從2014年開(kāi)始，陽(yáng)光電源與三星SDI在合肥設(shè)立儲(chǔ)能電池和儲(chǔ)能電源兩個(gè)合資公司，進(jìn)軍儲(chǔ)能業(yè)務(wù)。

彭聰分析到，儲(chǔ)能系統(tǒng)具備削峰填谷、負(fù)荷調(diào)節(jié)的功能，能夠有效提高發(fā)電效率、降低用電成本。在日漸興起的能源互聯(lián)網(wǎng)中，由于可再生能源與分布式能源在大電網(wǎng)中的大量接入，結(jié)合微電網(wǎng)與電動(dòng)車的普及應(yīng)用，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)將是協(xié)調(diào)這些應(yīng)用的至關(guān)重要的一環(huán)，儲(chǔ)能環(huán)節(jié)將成為整個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。近幾年來(lái)用戶側(cè)出現(xiàn)多樣性需求，包括削峰填谷、5G基站和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心等等，各樣的電能需求顯著拉動(dòng)儲(chǔ)能的需求。

2020年《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書》顯示，2019年陽(yáng)光電源儲(chǔ)能變流器、系統(tǒng)集成市場(chǎng)出貨量均位列中國(guó)第一。截至2020年6月底，陽(yáng)光電源參與的全球重大儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目超過(guò)1000個(gè)，廣泛應(yīng)用在中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、加拿大、德國(guó)、日本、澳大利亞、印度等眾多國(guó)家，公司在海外儲(chǔ)能市場(chǎng)份額快速提升。在北美，陽(yáng)光電源2019年工商業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)份額為15%，2020上半年則超過(guò)了20%。

光伏儲(chǔ)能的另一條路是運(yùn)用光伏發(fā)電制氫，將電轉(zhuǎn)化成氫能。陽(yáng)光電源表示： “目前公司在光伏制氫方面還處于研發(fā)階段?！?/p>

陽(yáng)光電源2019年成立了氫能事業(yè)部，并在自己的陽(yáng)光產(chǎn)業(yè)園投建了一個(gè)多模式制氫系統(tǒng)示范基地，其中包括光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、制氫裝置和氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。目前公司己簽訂數(shù)個(gè)光伏制氫示范項(xiàng)目，并在持續(xù)加大研發(fā)投入。

彭聰認(rèn)為，氫氣需求巨大，遠(yuǎn)期需求可達(dá)6000萬(wàn)噸。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)計(jì)，到2030年，中國(guó)氫氣需求量將達(dá)到3500萬(wàn)噸，能源體系消費(fèi)額占比達(dá)到5%;到2050年氫能在中國(guó)終端能源體系占比至少達(dá)到10%，氫氣需求量接近6000萬(wàn)噸，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值12萬(wàn)億元。

“風(fēng)能光能電解水制氫是中長(zhǎng)期最佳氫氣來(lái)源?！迸砺敱硎荆覈?guó)制氫成本較低，制氫路線包括化石燃料制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源制氫等。其中最佳制氫方式是可再生能源電解水制取綠氫。一方面可極大地消除氫氣生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放問(wèn)題，構(gòu)建真正潔凈的新型能源體系;另一方面隨著太陽(yáng)能和風(fēng)能的存儲(chǔ)需求顯著增長(zhǎng)，短周期儲(chǔ)能無(wú)法滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，由可再生能源產(chǎn)生的大量氫氣與儲(chǔ)氫技術(shù)相結(jié)合，可以為電力系統(tǒng)提供長(zhǎng)期的季節(jié)性儲(chǔ)能。

以光伏為例，當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)電充足但無(wú)法上網(wǎng)、需要“棄光”時(shí)，利用光伏發(fā)電將水電解制成氫氣（和氧氣），將氫氣儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)需要電能時(shí)，將儲(chǔ)存的氫氣通過(guò)不同方式（內(nèi)燃機(jī)、燃料電池或其他方式）轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)，或者直接用于氫能汽車的行駛。