在气候、环境日益恶劣的当今世界,新能源将成为未来能源主力军已是业界毫无争议的共识。光伏则是新能源中重要的能源产业之一。
能力君今天和大家分享的案例就是一家光伏企业——美国第一太阳能(First Solar, Inc.)。回顾过去十年,光伏发展之路跌宕起伏,但First Solar却在市场沉浮之中从容应对,它有哪些做法值得国内企业借鉴?来和能力君一起看看吧!
我们首先来了解一下,First Solar是一家怎样的企业
First Solar是一家全球领先光伏产品解决方案的供应商,其产品分布在全球35个国家。截至2017年2月,First Solar在全球拥有大约5400位员工,年收入达30亿美元,净利润约5.5亿美元,推进光伏项目融资约145亿美元,光伏组件效率达16.9%,全球装机容量为1700万千瓦。
美国加州,帝王太阳能南部中心的建设正在进行中,第一太阳能公司工人在建筑工地工作。
专注技术
First Solar最早可追溯到1984年,发明家、企业家哈罗德·麦克马斯特创办的Glasstech Solar。麦克马斯特很早就预测到,低成本的薄膜电池将成为未来光伏电池的主力军。在尝试了非晶硅材料后,他将重点转移到了碲化镉薄膜材料,并于1990年创办了Solar Cells, Inc.。 1999年2月,美国风险投资公司True North Partners购买了Solar Cells,并将其更名为First Solar。
自2002年起,First Solar开始涉足光伏模块业务,2005年年产量达2.5万千瓦。2006年,First Solar在纳斯达克上市。2009年,First Solar年产量达到100万千瓦,成为世界最大的光伏模块制造商。2015年1月,First Solar已成为全球第一家薄膜太阳能装机容量达到1000万千瓦的公司。
在过去的十年里,很多光伏企业业绩下滑,破产倒闭,但First Solar却能独树一帜,勇往直前,这主要得益于于它对技术创新的专注。
众所周知,光伏发电的关键元件是太阳能光伏电池。目前被业界普遍接受的光伏电池可以大致分为三代:第一代为硅晶太阳能电池,第二代为薄膜太阳能电池,高倍聚光电池、有机太阳能电池、柔性太阳能电池、染料敏化纳米太阳能电池等新技术则统称为第三代太阳能电池。目前,市场普遍应用的是第一代硅系太阳能电池,薄膜电池的市场份额也在逐步扩大,第三代电池中除了高倍聚光电池外,大部分还处于实验室研发阶段。
按其器件的厚度来看晶硅电池和薄膜电池,晶硅电池的厚度一般为100~300微米,而薄膜电池的厚度小于3微米。薄膜电池可以制造成柔性器件,在特殊应用领域发挥重要作用。而薄膜电池的代表主要分为硅基薄膜电池、碲化镉 (CdTe)薄膜电池、铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池三种类型。其中碲化镉是晶体结构为立方闪锌矿的二元半导体材料,带宽1.43eV, 接近理想值。目前效率最高的碲化镉电池为21.5%,该记录便由First Solar创建并保持,良好的吸光性能使碲化镉电池有很好的电流收集效果,与单晶硅电池相当,并远高于其他类型电池。First Solar一直专注碲化镉太阳能电池板的研究和开发,创建了数个最高效率记录。
碲化镉太阳能电池板已经生产,并且在薄膜太阳能电池市场中占有最大的份额。而First Solar是全球唯一一家大规模量产碲化镉薄膜光伏模块的公司,高效率,低成本以及其更优异的温度系数,这些独特的技术使其在市场竞争中具有极大优势。
不过,碲化镉电池的缺点在于Cd的毒性和稀缺性。考虑到这一点,在市场发展的同时,First Solar已经建立了一套镉的回收系统,从而更好地践行绿色技术的理念。
审时度势
从2011年起,最先利用太阳能发电的德国开始削减财政补贴,法国、意大利、西班牙等国家也出现了补助不稳定现象,这对全球太阳能市场造成了巨大影响。专注于薄膜电池的First Solar在2011年损失了3950万美元,股价在12个月内下跌至85%。First Solar首席财政官马克·维德马宣布说,“我们需要重新调整公司业务布局,必须做出改变来适应市场的变化。比如减小产量,降低成本,将市场重点转移到未来新兴市场,如美国,印度和中国。”
通过裁员,2012年First Solar降低生产成本3000~6000万美元,随后每年还可降低1000~1200万美元的成本。
技术的提高也使得成本进一步降低。例如在光伏组件的效率上,First Solar将光伏组件平均效率从2011年的11.9%提高到了2015年的15.6%,已与主流多晶硅的转换效率相当。2012年,其生产成本每瓦特降低至0.72~0.7美元。2013年,First Solar成功将生产成本降低至每瓦特0.65美元。
同时,公司成立电力事业部,专注大规模光伏发电站解决方案,并确定此方向为公司未来发展的重要核心业务。在2012~2013年,First Solar连续两年被《Solar Power World》杂志评为排名第一的工程承包商。2015~2016年,在光伏EPC企业中,First Solar也连续两年排名第二。世界上最大的太阳能电站之一——黄玉太阳能光伏电站(Topaz Solar Farm)采用的900万碲化镉光伏薄膜模块便全部由First Solar提供,该电站可供加利福尼亚州16万家庭用户用电。还有2014年完工的29万千瓦阿瓜克莱恩特光伏电站(Agua Caliente Solar Project)等多个大型光伏电站也由First Solar承包。
First Solar敏锐地洞察市场风向,通过结构重组、技术提升、业务重点和市场的转移,成功渡过全球光伏的冬天,不仅在光伏模块上保持领先优势,还在系统集成、工程总承包等方面实现了强劲有力的发展势头。
勇于开拓
2015年,经过美国国家可再生能源实验室鉴定,First Solar的薄膜光伏电池光电转化效率打破世界纪录,达到了21.5%的实验水平。这已经是First Solar从2011年始,第8次刷新转换效率纪录,同时光伏模块效率达18.6%,均已超过市场多晶硅的性能。也正是由于光伏发电效率的提升,2015年,First Solar宣布光伏模块成本已经降低至0.54~0.52美元。
为了减少对环境的影响,First Solar在生产和制造光伏组件过程中采用创新的制造工艺,保证其产品具有最低的降低碳足迹、最低的生命周期用水量,以及最快的能量回收时间。First Solar的创新工艺降低了均化电力成本(Levelized cost of electricity),并提供了稳定可靠的并网方案。First Solar一直努力提高光伏模块的寿命及可靠性。2015年1月,该公司生产的光伏模块成功通过德国阿特拉斯材料测试技术公司的Atlas 25 +最高认证。通过此项认证,充分说明其产品具有很高的可靠性和持久的耐用性。
目前,First Solar已经开发了一整套环保生产、运维、回收产品的方案,努力创建环保生产、环保销售的理念。First Solar自己运营的光伏电站,其产品回收率很高,90%的半导体材料继续使用在新生产的光伏模块上,90%的玻璃也可以重复使用。
点评
未来市场竞争将促使光伏企业技术转型
光伏产业和其他新能源产业相似,受政府政策影响较大。但从整体社会能源转型的长远角度来看,光伏产业依然有很大的发展潜力。2010~2014年,全球光伏装机总量以每年3000~4000万千瓦的速度持续增长。2015年,全球新增装机容量达到5000万千瓦,相比2014年增幅达25%。截至2015年年底,全球总装机容量达到2.27亿千瓦。
从市场分布来看,全球需求将从光伏发展较早的国家如德国、西班牙等欧洲国家转向印度、中东、拉美等国家和地区的新兴市场。2015年,中国新增装机容量为1520万千瓦,总装机容量到达4400万千瓦,超过一直处于领先地位的德国,成为全球装机容量最大的国家,约占全球总装机容量的19%。
未来五到十年,中国、印度等新兴市场将依旧保持强劲的增长趋势。全球知名光伏企业将纷纷进军新兴市场,并与中国光伏企业展开激烈的竞争。中国光伏企业除依赖本国的保护政策外,应全方位地在保证产品性能的前提下,进一步降低成本。积极开展新产品、新技术的研发,实现技术转型是保证我国光伏企业行业地位的重要举措。
First Solar在紧紧把握住技术创新、提高产品效率和可靠性的同时,还致力于降低成本,这是其在变幻莫测的市场中立于不败之地的根本原因。从产品生产、使用和回收全方位考虑,实现绿色、环保和健康的能源使用理念。当然,其不足之处在于光伏产品比较单一,这也为公司发展带来了一定的局限性。作为新能源重要产业之一,无论是国内光伏企业还是国外企业,都还有诸多有待提升之处。
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