HJT异质结组件产业策划方案

HJT异质结组件产业策划方案

以《太阳能光伏产业综合标准化技术体系》为基础，加快智能光伏标准体系研究。重点开展智能化光伏组件、接线盒、逆变器、控制器、追踪系统、户用光伏系统等产品及测试方法标准制定，加强光伏产品生产及管理系统互联互通标准、智能制造工厂/数字化车间模型标准、智能制造关键设备标准、智能制造设备故障信息数据字典标准、制造过程在线检测、追溯及数据采集标准等智能生产及评价标准研究。加强光伏系统智能运维标准研究，包括智能清洗、智能巡检、智能排障等，制定智能运维平台设计及评价规范，规范光伏系统运维平台通信接口、数据格式、传输协议等。围绕智能光伏产业发展需求，推动产学研用结合，建设技术创新平台，开展一批关键性、前沿性技术研发；支持有能力、有资质的企事业单位建设国家级智能光伏检测认证公共服务平台，围绕智能光伏各环节开展检测认证、评级等服务，为电站系统设计、设备选型提供依据；支持地方、园区、龙头企业等建设一批公共服务平台，开展技术研发、产品设计、财税政策、战略研究等科技及专业服务；支持智能光伏领域众创、众包、众扶、众筹等创业支撑平台建设，推动建立一批智能光伏产业生态孵化器、加速器，鼓励为初创企业提供资金、技术、市场应用及推广等扶持。鼓励企业采用ERP（企业资源计划）、MES（生产过程执行系统）、PLC（可编程逻辑控制器）、SCADA（数据采集与监视控制系统）、SRM（供应链管理系统）、PLM（产品生命周期管理系统）、CRM（客户关系管理系统）等信息化管理系统，实现产品设计、工艺研发、材料供应、资源调度、环境监控、设备管理、质量管控、库存管理等生产流程全信息化管理。在自动化流水线基础上，进一步实现生产线集中监控与智能化管理调配，包括生产数据自动获取、工业编码系统开发、实时质量监控、分析与处理等，通过信息监控调度和数据分析支撑加快工艺制程改善和智能化升级。开展智能光伏农业应用示范支持光伏与农业融合发展，开展立体式经济开发，在有条件的地方实现农业设施棚顶安装太阳能组件发电、棚下开展农业生产的形式，将光伏发电与农业设施有机结合，在种养殖、农作物补光、光照均匀度与透光率调控、智能运维、高效组件开发等方面开展深度创新；鼓励光伏农业新兴商业模式探索，推进农业绿色发展，促进农民增收。我国光伏行业发展情况（一）光伏产品制造产业发展情况近年来，我国光伏产业继续巩固在全球的规模领先优势，在硅料、硅片、电池片和组件四个环节的全球产量排名中，多家中国企业均处于前列。在产品技术方面，182/210大硅片开始量产，N型电池加速商业化应用进程。我国光伏企业在PERC、TOPCon、HJT和IBC等高效电池生产技术上先后取得突破，不断刷新电池效率的世界纪录。光伏企业通过自动化改造，使用机器人和物联网等新技术提升生产效率，降低用工成本。组件企业主要通过应用自动串焊机、自动摆串机、智能层压机、EL图片自动分析等一系列设备和技术推动组件智能制造。头部企业已采用智能计算、自动化预测和分析控制等技术，对光伏制造过程进行智能化管控，实现节约成本、提质增效。在产业布局方面，我国光伏企业通过海外建厂，应对欧美贸易保护政策。据中国新能源海外发展联盟发布的《2018中国新能源国际发展报告》统计，国内企业已形成东南亚、欧洲两大海外光伏制造基地群。东南亚光伏制造基地群主要涉及越南、泰国和马来西亚，欧洲光伏制造基地群主要涉及德国和希腊。同时，在国内产业布局方面，耗能较高、对电价敏感的多晶硅和拉棒环节向能源供应丰富、电价更低的西部地区转移，而硅片、电池片及组件的生产则集中在配套完善、人才资源丰富的中东部地区，产业布局愈加合理。光伏行业进入整合阶段，产业链各环节的龙头企业依靠资金、技术、成本和渠道优势，不断扩大规模，产业集中度进一步提高，中小厂商和落后产能正在退出市场。根据彭博新能源财经（BNEF）数据，2019年光伏行业有21%的厂商遭到淘汰，退出市场的企业数量超过此前3年的总和。在多晶硅料环节，头部企业在技术、设备、能源条件和成本等方面的竞争力优势愈加明显。2021年，全球前十的多晶硅企业总产能达到70．5万吨，较2020年的54万吨/年增长30．7%，占全球总产能的91．1%；2021年，世界前五的多晶硅企业总产量之和为45．3万吨，约占全球总产量的70．6%，产量高度集中。在硅片环节，薄片化+大尺寸技术迭代推动头部企业扩产，强化了头部企业的规模、成本和市场话语权。2021年全球生产规模前十的硅片企业均为中国企业，前五家企业产能超过全球产能的74%。在电池片环节，目前处于由P型PERC技术向N型电池技术过渡的前期，头部企业正在开展N型电池技术的研发和试生产。除自产电池外，头部组件企业也外购电池，造成该环节的市场集中度相对光伏行业其他环节较低，但也处于不断趋于集中的状态。2021年，全球前十大电池片企业产量占全球总产量的76．3%，同比增长10．1个百分点，其中9名为中国企业；全国前十大电池片企业产量占全国总产量的78．3%，同比提升10．1个百分点。由于新增产能的非硅成本更低、产品效率更高，老旧低效产能将在竞争中加速退出。目前，行业领先企业已具有规模效益，新进入者的规模门槛更高，电池片环节的产业集中度将继续提高。在组件环节，需要较长时间和较大投资树立品牌和建设销售渠道，品牌和渠道是组件环节的核心竞争力。目前，随着高效组件技术不断成熟，头部组件企业持续扩产，凭借成本、品牌和渠道优势迅速提升市场份额。2021年，排名前五的企业组件产量占全国总产量的60．7%，同比增长5．4个百分点，扩张和渗透速度加快。（二）光伏应用市场情况根据中国光伏行业协会数据，2021年，我国新增光伏装机54．88GW，尽管受到疫情影响，仍较2020年的48．2GW增长14%。其中，集中式光伏电站新增装机25．6GW，较2020年降低21．7%；分布式光伏新增装机29．3GW，较2020年提高88．9%。权威机构普遍认为2022年中国光伏新增装机规模将较2021年呈现较大增长，据IHSMarkit预测，2022年中国新增光伏装机将为105GW；根据中国光伏行业协会预测，2022年中国新增光伏装机将超过75GW。光伏行业未来发展趋势（一）光伏行业市场和应用发展趋势1、全球能源转型驱动光伏装机规模快速扩大，新兴市场份额将逐年提高与使用化石燃料相伴的碳排放造成大气温度上升，危及人类的可持续发展。全球各主要经济体已对降低其碳排放做出了明确承诺。欧盟、美国、日本、韩国等计划在2050年实现碳中和。基于我国的经济发展水平和能源供应及需求现状，在2020年9月22日召开的第75届联合国大会上，中国宣布将争取在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。此外，2020年12月12日，在全球气候雄心峰会上，我国提出到2030年风电、太阳能发电总装机容量将达到1，200GW以上。全球能源转型、实现碳中和的路径是提高用能电气化率，并提高光伏、风电、水电等可再生能源在发电量中的占比。根据IHSMarkit预测，2022-2025年，中国、美国和印度将是全球最大的三个光伏市场，但这三个市场的联合市场份额将降低。新兴市场的全球市场份额逐年提高，光伏市场更加国际化和多元化，有利于国际化经营能力强、销售渠道覆盖广的光伏企业发挥优势，扩大海外市场份额，进一步提升经营成果。2、分布式光伏规模持续增长根据IHSMarkit预测，预计2022-2025年全球分布式光伏新增装机规模将持续增长。地面电站市场是组件价格敏感市场，价格竞争激烈。与地面电站不同，分布式光伏的业主是居民和工商电力用户，没有能力独立实施光伏项目，倾向于成套采购系统解决方案。同时，分布式光伏项目的适用电价是用电电价，高于地面电站的发电上网电价，分布式光伏项目通常较地面电站具有更好的经济性，项目业主对成本敏感度低，但重视光伏应用体验。在用电电价高、对分布式光伏+储能补贴高或电网供电可靠性偏低的发达国家。分布式光伏市场销售渠道长、重视应用体验和服务、对价格不敏感的特点给有渠道和服务优势的光伏企业提供了扩大销售范围，销售包括储能的整套系统解决方案的业务机会，有利于这些企业扩大分布式业务规模，提高盈利能力。3、光伏应用日趋多样，跨界融合趋势愈发凸显基于光资源的广泛分布和光伏发电的应用灵活性特点，近年来，我国光伏发电在应用场景上与不同行业相结合的跨界融合趋势愈发凸显，其中，光伏能源制氢的应用前景非常广阔。利用可再生能源发出的电量制取绿色氢气，并利用氢气和燃料电池做动力，替代内燃机，可助力长途公路运输行业脱碳；利用氢气与大气中的二氧化碳合成航空燃料，可以实现航空业脱碳；直接燃烧氢气，能使冶金和建材行业摆脱化石能源；储存绿色氢气可以解决跨季节储能问题。可再生能源制氢扩展了光伏的应用范围，加大了光伏的未来应用规模。（二）光伏行业技术和产品发展趋势1、大尺寸硅片逐渐普及，进一步降本增效行业主流硅片尺寸从158．75mm提升到166mm后，182mm和210mm产品也已经开始量产。大硅片能够在光伏制造和光伏应用两个方面降低成本，从而降低光伏发电的应用成本。在制造方面，在拉棒环节，加大硅片尺寸有利于提高长晶炉的加料量，从而降低能耗；在从拉棒、切片、电池片到组件的制造环节，加大硅片尺寸有利于以更低的边际成本提升产能，降低人工成本和折旧费用；在组件制造环节，加大硅片尺寸能够减少电池片间的连接，有利于提高组件可靠性，并减少电池片间空隙面积，提升组件效率，进而提升对组件辅材的利用效率。所有这些因素一起降低每瓦组件的非硅成本。同时，加大硅片尺寸有利于制造功率更高的组件。在应用方面，高效率和高功率组件能够减少电站占地面积，提高对土地的利用效率，并减少支架、电缆等BOS用量，降低组件安装人工时，便于电站维护，从而降低电站的建设和运维成本，是降低光伏电站平准化度电成本的有效途径。2、光伏行业技术迭代不断加快技术进步一直是推动光伏行业发展的原动力。技术发展的主要方向是，提升电池和组件的光电转换效率、降低所有环节的制造成本和提高组件产品的可靠性和环境耐受性、提高组件产品与应用环境的适配度，以扩大光伏应用范围。目前的主流光伏技术是单晶PERC电池和半片（或多分片）电池+多栅线的双面组件技术。未来进一步提升电池和组件转换效率的技术发展方向是TOPCon和HJT、HJT+钙钛矿或TOPCon+钙钛矿的电池技术。其中，采用HJT技术的电池量产效率将超过25%，采用HJT+钙钛矿的电池量产效率有望达到30%。这些技术的产业化应用，将进一步降低光伏发电成本。光伏发电具有应用场景多的优势，能够充分利用各种场地资源，不同的应用场景需要不同的组件产品。面对电池和组件的光电转换效率提升、制造成本降低、可靠性和环境耐受性提高、组件产品与应用环境的适配度提高的研发和制造，需要持续的研发努力和大量的研发投入。针对不同应用场景的差异化组件产品在拓宽光伏应用范围、推动能源转型的同时，能够降低细分应用领域的竞争，有利于技术领先企业扩大市场份额，并增强盈利能力。（三）光伏行业竞争趋势1、光伏行业研发投入增大，产能升级加快光伏技术迭代不断加快，不仅要求光伏企业具有强大的研发能力和持续进行研发投资，也加快生产设备和工艺的更新和升级速度。采用最新技术的产能将以更低的成本生产出性价比更高的适销产品。2、光伏行业市场国际化，品牌和渠道能力成为核心竞争力光伏组件是同质性较高的产品，价格竞争激烈，品牌、目标市场、渠道和服务能力及其与目标市场的匹配情况决定企业的销售和经营业绩。在市场国际化和多元化背景下，特别是考虑到分布式光伏市场的机会、特点和要求，品牌、国际化经营能力、渠道覆盖和效率是光伏企业的核心竞争力。3、光伏行业一体化程度日益提高在激烈的价格竞争情况下，利润空间被压缩，促使企业在扩大规模的同时提高制造一体化程度，以便从更多的制造环节中获取利润。光伏终端市场需求的季节性波动导致上游供应的阶段性张弛，引起采购成本波动和资源供应不足问题。提高上下游一体化程度，可以保证供应、降低成本。在全产业链进行产能布局还有利于企业提高技术敏感度和取得市场先发优势，增强抗风险能力，并有利于实施严格质量控制，提升品牌影响力。4、光伏行业加速整合，集中度不断提高前述的技术加速迭代、产能快速更新、制造一体化程度不断提高、市场国际化和多元化等因素对光伏企业的资源和能力提出了全方位的高要求。同时，随着行业规模扩大，光伏企业还需要不断扩产，以保持或扩大市场份额。中小厂商因缺乏资源和能力而被加速淘汰，市场份额向头部企业聚集，行业加速整合，行业集中度不断提高。（四）光伏行业大型储能市场发展趋势光伏和风力发电功率具有间歇性和不可控的特点，且在时间和季节不能与用电负荷相匹配。随着这两种能源装机容量在电网总装机容量中的占比不断提高，电网将会出现运行稳定性和安全性降低等问题，储能是解决这些问题的有效途径。以锂电池为主的化学储能具有调节速度快、循环寿命长、模块化而便于实施等特点，适合在电源侧、电网侧和用户端解决可再生能源发电与用电负荷时间错配问题、平抑可再生能源发电功率波动、提高电网运行稳定性和安全性、降低电网拥堵而避免或推迟输配电网投资等应用。随着储能成本的持续下降和各国政策支持力度的不断加强，全球大型储能市场将进入快速增长阶段。2021年全球大型储能新增装机18，159MWh，约为2020年5，669MWh的3．2倍；预计2022全球大型储能新增装机39，275MWh，约为2021年的2．2倍。同时，大型储能系统的应用范围将从早期的以调频为主扩展到更多应用，包括容量储备和为二次调度提供电力平衡服务等，平均储能时长也相应从目前的2．2小时逐步提高到超过3．0小时。我国是全球锂电池制造和电动汽车应用大国。根据赛迪顾问数据，2021年中国动力电池产能约占全球的70%，加之部分省份的可再生能源渗透率已较高，在供需两端具有成为全球储能应用大国的条件。随着《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》《关于深化电力现货市场建设试点工作的意见》等一系列政策及相关行动规划的出台，我国进一步推进电力体制改革，加快电力现货市场建设，完善电力市场化交易机制，营造了有利于储能产业发展的市场环境，助推我国储能产业加速发展。推动光伏系统智能集成和运维运用互联网、大数据、人工智能、5G通信等新一代信息技术，推动光伏系统从踏勘、设计、集成到运维的全流程智能管控。支持无人机在光伏系统建设踏勘中应用，在云端完成2D/3D建模。鼓励开发智能化光伏设计系统，综合考虑勘测地理信息数据、屋顶承重能力、当地辐照条件、产品价格等因素，对不同组件、逆变器、电气方案、支架方式等进行模拟方案比对；开发智能光伏发电施工管理系统，促进其在采购、施工过程、质量检测、电站测试、验收等方面应用，实现工程进度实时监控、成本控制、库存管理、人员调配与施工问题预警。以提升光伏系统效率、降低运维成本为导向，支持开发光伏电站系统智能清洗机器人、智能巡检无人机等产品。应用信息技术手段，发展具有光伏电站运行监测数据采集、集中远程监控、故障检测、记录、报警、分析和处理等功能的智能光伏发电监控系统。支持推广智能光伏发电监控系统的应用，建立智能区域集控运维中心和移动运维平台，实现集中管理与远程管理。应用大数据分析与处理技术，自动生成运维建议和电子工作票，实现远端系统无人值班，少人值守。支持采用智能机器人、无人机等技术替代人工运维管理六、开展智能光伏工业园区应用示范。深入落实《信息产业发展指南》、《工业绿色发展规划（2016-2020年）》，鼓励工业园区、新型工业化产业示范基地等建设光伏应用项目，制定可再生能源能占比的具体评价办法，提升清洁能源使用比例，推动工业园区等绿色发展。提高光伏产品全周期信息化管理水平鼓励企业采用ERP（企业资源计划）、MES（生产过程执行系统）、PLC（可编程逻辑控制器）、SCADA（数据采集与监视控制系统）、SRM（供应链管理系统）、PLM（产品生命周期管理系统）、CRM（客户关系管理系统）等信息化管理系统，实现产品设计、工艺研发、材料供应、资源调度、环境监控、设备管理、质量管控、库存管理等生产流程全信息化管理。在自动化流水线基础上，进一步实现生产线集中监控与智能化管理调配，包括生产数据自动获取、工业编码系统开发、实时质量监控、分析与处理等，通过信息监控调度和数据分析支撑加快工艺制程改善和智能化升级。开展智能光伏交通应用示范推动交通领域光伏电站及充电桩示范建设，鼓励光伏发电在公路声屏障、公路交通指示标志、太阳能路灯、公路服务区（停车场）、公交场站、港口码头、航标等导助航设施、海上工作趸船、海岛工作站点等领域的应用。探索光伏和新能源汽车融合应用路径。推动光伏基础材料生产智能升级支持多晶硅生产、收获、运输、破碎、分拣、清洗、包装等环节的机械化与自动化；实现有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控、安全生产的全方位监控，建立多晶硅生产在线应急指挥联动系统。提升铸锭炉、单晶炉等自动化水平，研究长晶自动控制系统，推广自动喷涂、自动倒角、金刚线截断、开方和磨面自动上下料以及自动检测等设备。鼓励金刚线切割、自动插片、自动粘胶、全自动硅片清洗及自动分选机、自动粘脱胶设备等应用。提升工序间自动化传输和流水线作业能力。光伏行业产业链光伏产业链的上游为多晶硅料生产、单晶拉棒/多晶铸锭和切片等环节，中游为光伏电池生产、光伏组件封装等环节，下游为光伏应用系统的安装及服务等多晶硅是光伏产品制造的基础原材料。目前，改良西门子法是世界主流的多晶硅生产方法，目前我国多晶硅95%的产品由此种方法生产；近年来，硅烷法颗粒硅系统进步明显，按照《中国光伏产业发展路线图（2021年版）》预测，未来硅烷流化床粒状多晶硅的市场份额可能会有所增加，到2030年有望达到10%的市场份额。从2011年开始，我国多晶硅产量排名世界第一，产业竞争力不断提高。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年，全球多晶硅有效产能为77．4万吨，同比上升27．3%；全球多晶硅产量64．2万吨，同比增长23．2%。光伏技术进步使每瓦组件使用的多晶硅料量逐年降低，硅料在组件总成本中的占比已经较低。多晶硅料经过铸锭制成多晶硅锭，或者熔融后加入单晶硅籽晶、并用直拉法或悬浮区熔法制成单晶硅棒。硅锭和硅棒经过砂浆钢线或金刚线切割被加工为硅片。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年全球硅片总产能415．1GW，产量约为232．9GW，同比增长38．9%。我国大陆硅片产能407．2GW，同比增长69．7%，产量226．6GW，同比增长40．4%。电池片能够实现光能向电能转化。电池片是硅片经过制绒、扩散、刻蚀等一系列环节后加工而成的，电池片加工需要较高的技术能力与资本投入。根据硅衬底不同，晶硅电池分为P型电池和N型电池。P型电池的PERC技术是当前晶硅电池的主流技术，效率普遍超过22%。N型技术是下一代晶硅电池技术，具有制程短、转换效率高、抗衰减、温度系数低等特点，有利于提高光伏发电量、降低发电成本，发展前景广阔。根据中国光伏行业协会数据统计，2021年，全球晶硅电池片总产能423．5GW，同比增加69．8%；总产量223．9GW，同比增加37．0%。我国大陆电池片总产能达到360．6GW，同比增加79．2%，占全球总产能85．1%；电池片总产量达到197．9GW，同比增加46．8%，占全球总产量88．4%。组件是将一定数量的电池片采用串并联的方式连接，并经过严密封装后，形成的光伏发电设备。组件是光伏发电系统最重要的设备，在很大程度上决定光伏发电成本。得益于组件技术在光学、电气和结构三方面的优化和进步，从2010年到2016年，光伏组件转换效率平均每年提升0．3%-0．4%；从2017到2020年，转换效率提升速度加快到每年0．5%-1%。其中，光学优化是指