真正的高效单晶组件 还要看异质结

效率和成本是电站投资商投资电站时考虑的两大因素,兼具效率和成本优势的产品尤其受到投资者青睐。而“领跑者计划”实施以及光伏“超级领跑者”计划的提出再次让高效产品成为行业关注的热点,单晶与多晶之争也再一次甚嚣尘上。数据统计显示,尽管单晶的转换效率高于多晶,但同等条件下,高效多晶的投资回报率仍力压单晶。随着技术改进带来的功率提升,量产单多晶组件功率差将进一步缩小,多晶组件由于兼具效率和成本双重优势,仍将持续占据市场主导地位。

高效平价是根本

由国家能源局牵头推动、实行的光伏“领跑者计划”从2015年开始执行,该计划的目的是鼓励先进技术的推广与应用,从而加快实现光伏发电平价上网。自“领跑者计划”实施以来,符合领跑者标准的产品越来越受到投资者青睐,而如何在符合“领跑者”标准的产品中进行选择,则直接关系着投资者的收益。

行业内的公认指标是LCOE(Levelized Cost of Energy),即“平准化度电成本”。

从上面的计算方法可以看到,影响度电成本高低的主要因素是初始建设成本与发电总量。

根据规定,多晶组件转换效率需达16.5%,单晶转换效率则是17%以上。我们选取达到领跑者门槛效率的270W多晶组件、280W单晶组件以及290W PERC高效单晶组件三款组件,分别从初始投资和发电总量角度进行对比。

在光伏电站投资中,组件成本占比约为45%,剩余的成本占到55%,因而在组件发电量一致的前提下,组件效率更高,可以在剩余的成本上节约费用。而剩余的成本中受组件效率高低影响的因素,主要是土地、支架、线缆、安装等环节,其实只占到总成本的20%左右。因此,如果高效率组件带来剩余成本降低的同时,因自身成本增加导致45%的组件成本上升过多,则反而会导致项目整体度电成本上升,项目收益率下降。

首先,我们对比一下光伏电站投资成本重头----组件的价格,以装机容量达20MW的项目为参照,并对建设成本进行了核算。从下列数据可以看出:多晶组件凭借每瓦3.12元占据上风,其性价比大大高于主流高效单晶技术产品。

而以50MW项目为基础,分别列出应用三款不同组件对应的建造成本,并考虑到25年土地成本差异,多晶组件单瓦的总成本以6.92元远远胜过单晶与高效单晶组件,从下面的表格可以对比出高效多晶的性价比优势。

综合上述数据可以看出,组件功率每上升10W,可以给系统BOS成本带来约0.05~0.06元/W的差异。然而,由于三款组件本身的价格差异太大,导致单晶高效率优势并未带来总建设成本的下降。按照50MW的项目来看,单晶、高效单晶与多晶组件系统成本相比,分别将高出600万与850万左右。

接下来,我们对比一下符合“领跑者”标准的组件发电量差异。根据PHOTON户外长期跟踪报告,每瓦发电量多晶组件与单晶组件无明显差别(如下图),差别主要来源于组件的封装质量、封装材料、衰减等因素。目前行业各家公布的组件衰减参数情况基本相仿,单晶产品首年衰减3%,多晶则为2.5%;而单晶弱光响应能力稍强,所以选对组件制造商以及BOM才是最重要的。

目前来看,单多晶组件每瓦发电量几乎一致,这意味着以在中国建设电站的成本模型来考虑,如果要使度电成本下降,单晶280W组件的价格只能比多晶270W组件高0.06元/W;而PERC单晶290W组件的价格,也只能比多晶270W高0.12元/W以内才能实现平价上网。

因此,高效技术是否能真正给电站业主带来总投资回报的增益,不能仅仅关注组件的功率,结合成本因素全面考虑才更符合实际情况。高效单晶技术要大量普及,不能光靠国家领跑者划出的门槛,而是必须在控制成本上多下功夫,确保能与高效多晶技术保持在合理的价差范围内。在组件成本中占相当比重的硅片,是降本增效的重要手段。目前单多晶硅片价差一元的水平,至少要减半,单晶组件的性价比才能显现。

领跑者升级,达标产能将明显变少,项目按时完工并网难

领跑者计划规定,多晶组件转换效率需达16.5%,单晶转换效率则是17%以上。由于单晶组件的转换效率高,80%的单晶产能都能满足这一要求,而多晶能达到16.5%的产能比例则要少很多。随着最近“超级领跑者”的呼声越来越高,新的门槛出来后,单晶产能能达到标准的比例势必将大幅下降。

过半领跑者项目规定电站在2017年6月30日前满足并网发电的条件,最晚也要在2017年9月30日前满足并网发电的条件。尽管目前TOP5的组件企业在不断加大高效单晶产品的产能,但是考虑到高效单晶产能完全释放的时间、高效单晶产品出口和内销比例分配的问题,实际可用于新一批领跑者电站的高效单晶产品仍将供不应求。

与此同时,随着高效多晶技术的发展,多晶组件在成本增加很有限的前提下,效率也在稳步提升。单多晶组件功率差异将从过去的20W左右缩小到10W甚至5W。目前多晶275W组件已经量产,当明年上半年超级领跑者推出时,多晶组件的量产功率预计将达到280W,价格预计将依然控制在现有水平。这样的性价和产能优势将对单晶发起强劲的挑战。而扎堆采购单晶PERC组件恐再次出现推迟交货6个月的窘境。

异质结双面电池技术 助力度电成本再度下降

光伏行业属于泛半导体领域,同样适用于摩尔定律。伴随着周期性的、几乎无止境的技术进步与迭代,光伏发电的成本将几乎无止境的下降,同时,光伏市场与产业规模会有长达几十年的高速扩张。预计到2020年,光伏发电有望实现平价上网。

“光伏发电成本持续降低,在用户侧实现平价上网”既是太阳能发展“十三五”规划的目标,也是所有光伏人的愿望。目前,主流一线厂商在高效组件的研发上不断投入,各种高效技术百花齐放。在各种高效技术中,异质结双面电池技术正以高达21%以上的单面发电效率、首年0.5%逐年0.4%的超低衰减、超低的功率温度系数、更好的弱光发电性能以及双面发电带来额外的发电量,而更受到投资机构的青睐。

在多种综合因素的叠加影响下,异质结组件每瓦发电量将比普通单多晶组件高出20%以上,这就在一定程度上大大推动度电成本的下滑,即使建设成本比普通单多晶要高,也能将这部分成本在后续的发电收益中迅速收回。