光伏是光生伏特的简称,指光转变成电的一种现象。光伏发电是指太阳光射到硅材料产生电流直接发电的这一过程。光伏玻璃是光伏组件的重要装置之一,其性能对光电转换效率具有直接影响。光伏玻璃是指用于在太阳能光伏电池组件上的玻璃,是电池组件的正面。它能够保证较高的透光率使太阳能电池接受太阳光辐射而发电,又能给太阳能电池起到保护作用,延长寿命。。光伏电池的光电转换效率会因光伏玻璃吸收及反射阳光而降低,这要求光伏玻璃不断提高透明度,光伏玻璃的透明度取决于玻璃中铁含量的多少。光伏发电被认为是绿色或清洁电力,因为它的来源是可再生的,对环境不会造成污染。目前用于太阳能组件的商业生产的电池技术主要是晶硅技术与薄膜技术。根据应用对象的不同,光伏玻璃可分为两种:一是用于晶硅电池的封装盖板玻璃,如AR镀膜玻璃、超白压延玻璃、超白浮法玻璃;二是用于薄膜太阳电池的透明导电膜玻璃(TCO),主要包括涂上AZO、ITO及FTO涂层的超白浮法玻璃。
光伏玻璃的分类
来源:沙利文研究院绘制
光伏新政后,光伏玻璃市场需求紧缩,市场集中度上升
从需求端来看,中国光伏玻璃行业在2018年光伏新政后,下半年光伏需求偏弱,光伏产业链整体价格下跌,光伏玻璃价格也随之下跌,光伏玻璃行业产能出现收缩状态。从供给端来看,由于晶硅光伏电池技术是目前最成熟、应用最广发的光伏电池技术,用于晶硅光伏电池封装的超白压延玻璃已经成为光伏玻璃的主流,市场占有率在80%左右。2019年,光伏玻璃龙头企业正在加速扩张产能,如福莱特正在越南投资建设光伏玻璃生产基地。从市场竞争来看,光伏玻璃行业龙头效应较强,CR2超过50%,CR5接近80%,市场集中度较高,已经具备显著的规模效应。从光伏玻璃出口来看,海外市场对于光伏玻璃的需求逐年上升,主要的出口地包括欧洲、美国、日本、韩国等国家。
光伏平价上网在即,配套的光伏玻璃行业迎来发展机遇
根据中国发改委信息披露,2017年投产的光伏电站平均建设成本相比2012年降低了45%。在2019年初的国家发改委新闻发布会中也表示,在资源条件优良、建设成本低、投资和市场条件好的地区,光伏发电成本已达到燃煤标杆上网电价水平,已经具备不需要国家补贴平价上网的条件。2019年1月,中国发改委、能源局联合印发了《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》,强调开展平价上网项目和低价上网试点项目建设不受年度建设规模限制。同时,优化平价上网项目和低价上网项目投资环境,有关地方政府部门对平价上网项目和低价上网项目在土地利用及土地相关收费方面予以支持,降低项目场址相关成本,降低项目的非技术成本。该通知体现了政府对光伏平价上网的支持鼓励,坚持为光伏企业降低非技术成本的态度。随着光伏发电项目实现无补贴的市场化发展程度加深,光伏发电的应用更加广泛,为有技术、有实力的光伏玻璃企业腾出更大发展空间。
光伏产业对发电效率重视程度提高,双面双玻组件渗透率将得到快速提升
双面双玻组件顾名思义,是一种能够用正反面接收太阳光进行发电的电池组件。双面双玻组件用玻璃取代了一般组件的背板和铝板,正反面全部采用玻璃封装。相比常规单晶电池来说,双面双玻电池组件的优势十分明显。从生命周期上来看,双面双玻组件的寿命更长;从耐候性来看,双面双玻组件能够抗PID(电势诱导衰减),能够适应高温、高湿、沙漠、海边等环境,耐磨损、抗腐蚀性更强,平均衰减更低于普通组件;从发电效率来看,双面双玻组件可以在低辐射环境下工作,工作时间更长,发电量更高。根据沙利文数据显示,2017年中国双玻组件出货量约2吉瓦,2018年这一数字有望翻番。当前双面双玻组件的市占率较小,但从发电效率上来看,其优异表现已经远远超过普通组件。随着光伏产业越来越注重发电效率,长远来看,双面双玻组件的渗透率将得到快速提升,将进一步推动对光伏玻璃的需求。
下游市场需求下降制约光伏玻璃行业的发展
光伏行业的发展具有周期性,宏观经济情况变动、产业政策调整都将对光伏产业产生巨大影响。光伏玻璃作为光伏组件的关键构成,光伏玻璃产品主要销给光伏组件企业,因此光伏玻璃产业对光伏产业的依存度极高。2018年光伏新政暂停了普通地面式光伏电站的新增投资,控制分布式光伏规模,降低企业补贴标准,中国新增光伏装机容量大幅下滑。光伏系统价格呈现断崖式下跌,截至2018年,光伏系统建设成本已经跌至少于1美元/瓦。
光伏玻璃逐渐向轻薄化发展
在光伏发电应用过程中,光伏组件重量较大是阻碍太阳能发电成本降低的重要原因。光电晶片在封装前每瓦重量只有2.5克,但经过光伏玻璃封装后,每瓦重量可达100克以上,再加上支架和紧固件后,光伏组件每瓦重量超过200克。然而光伏组件的重量与安装复杂度成正比,重量越大意味着安装程序越复杂,安装费用也随之上升。降低光伏组件的重量需要从玻璃开始着手,用更为轻薄的玻璃或聚合物薄膜替换光伏组件上的较厚玻璃。当前2mm的外层钢化玻璃已开始进入市场,国内外许多知名企业都开始了对更轻薄玻璃的研发。2018年5月23日,中国建材凯盛科技所属中建材(宜兴)新能源有限公司首条轻薄高透光伏玻璃智能生产线正式竣工投产,主打1.5mm系列轻薄高透光伏玻璃产品。随着更多的轻薄化光伏玻璃投入到市场,光伏组件的下游应用将有机会扩展到飞艇、飞机及无人机等新的领域。
光伏建筑一体化的应用将更加广泛
光伏建筑一体化是近年来被热议较多的话题。光伏建筑一体化是指将太阳能电池与建筑有机的结合在一起。与其他的太阳能电池只需要两块封装玻璃不同,光伏建筑一体化需要三层光伏玻璃,除了两片封装玻璃外,还需要添加一片镀膜基板光伏玻璃。未来太阳能电池在日常的房屋建筑,尤其是高层建筑中将得到更广泛的应用。欧美以及其他发达国家已经开始尝试用光伏玻璃取代传统瓦片,将发电玻璃应用于屋顶的铺设。高层建筑的窗户面积较大,能够实现较大的发电量,楼层供电可以达到自给自足或者少部分依靠其他电力设施,光伏玻璃与高层建筑的结合将能极大地提高资源使用效率。
沙利文全球合伙人、全球市场战略规划副总裁兼中华区总裁王昕博士指出,光伏玻璃的需求量与下游光伏产业的发展形势息息相关。光伏新政后,光伏行业面临着较大的下行压力,光伏玻璃需求量下滑明显。长期以来,光伏发电成本要高于燃煤发电成本,光伏发电竞争劣势较大,然而目前中国部分地区的光伏发电成本已达到燃煤标杆上网电价水平,伴随光伏发电成本进一步下降,光伏发电的比重在能源消费结构不断提高,光伏玻璃产业将会优先受益,逐渐向轻薄化和建筑一体化的更高水平延伸。