被遺忘的薄膜電池,正在換一種身份歸來(lái)
過(guò)去十年,太陽(yáng)能成為發(fā)展速度最快的能源類(lèi)型,不僅光伏組件總安裝成本下降81%,而且平準(zhǔn)化度電成本更是下降85%。
隨著光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入“平價(jià)時(shí)代”,相信已經(jīng)沒(méi)有人再懷疑光伏發(fā)電普及的可行性,但在光伏發(fā)展早期,產(chǎn)業(yè)中卻存在著關(guān)于光伏電池片的“路線之爭(zhēng)”。
光伏技術(shù)最早可以追溯到1839年,法國(guó)科學(xué)家E.Becquerel發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特現(xiàn)象,由此開(kāi)啟了光伏發(fā)電的漫長(zhǎng)歷史。盡管光伏發(fā)電原理被發(fā)現(xiàn)的很早,但第一塊太陽(yáng)能電池板卻直到1954年才被貝爾制造出來(lái),人類(lèi)通過(guò)半導(dǎo)體硅片第一次實(shí)現(xiàn)了用光發(fā)電的夙愿。
然而,早期的太陽(yáng)能電池卻效率低下,再加上不菲的售價(jià),讓市場(chǎng)一度對(duì)于晶硅電池的前景充滿(mǎn)質(zhì)疑;谶@樣的背景,部分激進(jìn)的研究員開(kāi)始嘗試尋找晶硅材料的替代品。
20世紀(jì)70年代,一種基于活性材料非晶硅(a-Si)的薄膜電池橫空出世,由于薄膜電池采用的活性材料幾乎全部都是直接帶隙半導(dǎo)體,吸光能力明顯強(qiáng)于晶體硅2個(gè)數(shù)量級(jí)以上,因此僅需晶體硅1%的用量就有望達(dá)到相同的吸光能力。
在當(dāng)時(shí),實(shí)驗(yàn)室中晶硅電池的效率已經(jīng)能夠達(dá)到20%,而薄膜電池的效率卻僅為個(gè)位數(shù),盡管差距明顯,但因?yàn)榛钚圆牧系挠昧亢苌,吸光率又高,依然有不少研究員在努力提升著薄膜電池的效率,寄希望于其能夠成為降低光伏發(fā)電成本的“黑科技”技術(shù)。
尤其薄膜電池剛剛面世初期,得益于龐大的想象空間和顯著的成本優(yōu)勢(shì),薄膜電池一度從晶硅電池手中搶下超過(guò)30%的市場(chǎng)份額,甚至被稱(chēng)為是下一代光伏技術(shù)。
但薄膜電池的榮光也僅限于此,由于遲遲無(wú)法突破效率瓶頸,再加上形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)后晶硅價(jià)格大幅降低,導(dǎo)致薄膜這種效率偏低的電池形式逐漸被市場(chǎng)所淘汰。
就在整個(gè)市場(chǎng)都開(kāi)始忘記光伏產(chǎn)業(yè)還有薄膜電池這條路線的時(shí)候,它卻正在以另外一種身份回歸,并有望重新成為市場(chǎng)的焦點(diǎn)。
/ 01 /
BIPV東風(fēng)來(lái)襲
光伏產(chǎn)業(yè)火熱的當(dāng)下,分布式光伏有望成為行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
2016年的時(shí)候,分布式光伏更趨近于一種概念,當(dāng)時(shí)分布式光伏的新增裝機(jī)量?jī)H占到全年總裝機(jī)量的12.25%。但在今年,隨著國(guó)家能源局《關(guān)于報(bào)送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》的下發(fā),分布式光伏已經(jīng)成為2021年光伏最主要的落地場(chǎng)景。
《通知》明確規(guī)定,黨政機(jī)關(guān)建筑、學(xué)校、醫(yī)院、村委會(huì)等公共建筑、工商業(yè)廠房以及農(nóng)村居民住宅的屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例分別不低于 50%、40%、30%和 20%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2021年上半年全國(guó)光伏新增裝機(jī)中分布式光伏的占比已經(jīng)提升至58.8%,儼然分布式光伏逐漸成為新的風(fēng)口。
按照安裝類(lèi)型,分布式電站可以分為與建筑分離和與建筑結(jié)合兩大類(lèi),兩種電站類(lèi)型的市場(chǎng)占比幾乎相等。其中,與建筑結(jié)合類(lèi)型的電站又可以分為普通構(gòu)件(BAPV)和光伏建筑一體化(BIPV)兩種細(xì)分類(lèi)型。
現(xiàn)階段,分布式電站主要仍以傳統(tǒng)光伏構(gòu)件為主,而新興的BIPV僅占很小的市場(chǎng)份額。然而隨著分布式光伏的推進(jìn),對(duì)于系統(tǒng)安全性、美觀性、便捷性的需求將顯著提升。
簡(jiǎn)單對(duì)比不難發(fā)現(xiàn),BIPV不需要額外的固定裝置,不僅更加美觀而且也更加安全,同時(shí)BIPV融入建筑建設(shè)工期更短,所耗費(fèi)的成本也更加可控,這也導(dǎo)致BIPV有望成為未來(lái)建筑光伏發(fā)展的主流。
盡管BIPV蘊(yùn)含著很多機(jī)會(huì),但我們?nèi)员仨毘姓J(rèn),目前這一行業(yè)仍處于發(fā)展初期,尚存很多的不確定性。
首先,整個(gè)行業(yè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),這就導(dǎo)致雖然分布式光伏占今年上半年新增裝機(jī)量的58.8%,但分布式光伏并網(wǎng)量卻僅總并網(wǎng)量的32.59%。不難看出,缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)讓分布式光伏發(fā)電效率大打折扣。
同時(shí),建筑行業(yè)與光伏行業(yè)也存在明顯的割裂現(xiàn)象,缺少必要的溝通與合作。對(duì)于光伏廠商而言,其核心目的在于降本增效,而建筑應(yīng)用則需要考慮更多的居住需求,包括施工難度以及后續(xù)的維修清理等等。
BIPV有著廣闊的發(fā)展前景,但目前這一產(chǎn)業(yè)鏈暫時(shí)還未被完全打通,市場(chǎng)也并未形成統(tǒng)一的趨勢(shì)判斷。
/ 02 /
薄膜電池重現(xiàn)資本視野
早在1967年,日本MSK公司就提出了建筑光伏一體化的概念。但直至1991年德國(guó)旭格公司推出“光電幕墻”,人類(lèi)才逐漸開(kāi)始掌握BIPV這項(xiàng)技術(shù)。
縱觀整個(gè)BIPV產(chǎn)業(yè)鏈,上游為光伏組件產(chǎn)業(yè),包括硅料、硅片、電池、組件、逆變器等;中游為工程設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成服務(wù)商,擁有建筑渠道和集成服務(wù)能力;下游則是具體應(yīng)用場(chǎng)景,有助于環(huán)節(jié)工商戶(hù)高電價(jià)的問(wèn)題。
BIPV爆發(fā)帶來(lái)了雙重改變,其一讓傳統(tǒng)工程施工公司找到了轉(zhuǎn)型的方向,其二重新激活了市場(chǎng)對(duì)于薄膜光伏的需求。
眾所周知,房地產(chǎn)行業(yè)目前景氣度較差,在房住不炒的大背景下,似乎房地產(chǎn)行業(yè)的野蠻擴(kuò)張已經(jīng)停止,這一度讓很多工程公司找不到發(fā)展的方向。
而B(niǎo)IPV則給了這些公司更多的機(jī)會(huì),正如前述分析的那樣,BIPV賽道中存在光伏產(chǎn)業(yè)和建筑產(chǎn)業(yè)割裂的現(xiàn)象,這就給處于中游的工程商們提供了轉(zhuǎn)型的機(jī)會(huì)。誰(shuí)能更好的整合技術(shù),并提前鋪好渠道,那么它就有望成為BIPV的有力競(jìng)爭(zhēng)者。
另一方面,聚焦市面上的BIPV組件,可以分為晶硅BIPV和薄膜BIPV兩條技術(shù)路線,但兩者并非絕對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,而是更傾向于彼此之間的互補(bǔ)。
晶硅BIPV組件使用EVA或PVB膠膜將晶硅電池片封裝在鋼化玻璃中,這種模式繼承了晶硅電池的高轉(zhuǎn)化率優(yōu)勢(shì),單晶硅的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到23%,多晶硅的轉(zhuǎn)化率也超過(guò)了20%,多應(yīng)用于光伏屋頂場(chǎng)景。
隆基股份推出的“隆頂”、“隆錦”,中信博的“智頂”、特斯拉推出的Solar roofV1-V3,晶華新能源推出的“華頂”,上邁新能源推出的“吉瓦”都是晶硅BIPV產(chǎn)品。
薄膜BIPV是被分布式光伏所激活的新需求,雖然它依然轉(zhuǎn)換效率較低,但卻因可調(diào)控的透明度,較好的弱光性以及更優(yōu)的溫度系數(shù),保證其能夠在高溫和弱光等極端情況依然維持工作。薄膜BIPV很好的填補(bǔ)了晶硅BIPV的短板,讓其成為光伏幕墻場(chǎng)景的最佳選擇。
不同于各家企業(yè)在晶硅BIPV的全面布局,目前薄膜BIPV競(jìng)爭(zhēng)度較小,龍焱能源、漢能在這一領(lǐng)域有較為明顯的優(yōu)勢(shì),明陽(yáng)智能子公司瑞科新能源、國(guó)網(wǎng)寧波供電公司也都投入到薄膜BIPV的研發(fā)中。
對(duì)于幾乎被市場(chǎng)遺忘的薄膜技術(shù)而言,它正在以光伏幕墻核心選材的角色強(qiáng)勢(shì)回歸,并有望受益于分布式光伏的全面發(fā)展。
/ 03 /
大水之下,誰(shuí)是大魚(yú)?
分布式光伏將成為我國(guó)未來(lái)的重要戰(zhàn)略之一,也有望成為光伏市場(chǎng)新的增量,那么BIPV的浪潮會(huì)帶來(lái)怎樣的變化呢?
首先,BIPV應(yīng)用場(chǎng)景的增加,必然讓傳統(tǒng)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)績(jī)持續(xù)向好;厮葸^(guò)去一年,BIPV已經(jīng)成為光伏產(chǎn)業(yè)鏈集中布局的對(duì)象,如隆基股份、晶科能源、東方日升、中信博等光伏頭部公司,都在搶占這一賽道。
盡管BIPV會(huì)帶來(lái)產(chǎn)品放量,勢(shì)必會(huì)讓光伏產(chǎn)業(yè)鏈的公司受益,但實(shí)際上目前主流光伏企業(yè)較高的估值水平已經(jīng)包含了這部分預(yù)期,因此BIPV可能并不會(huì)對(duì)這些頭部公司產(chǎn)生本質(zhì)性的影響。
與之相對(duì),森特股份、精工鋼構(gòu)、嘉寓股份等建筑類(lèi)公司或?qū)⒏芤嬗贐IPV,存在著從傳統(tǒng)建筑公司向BIPV轉(zhuǎn)變的預(yù)期轉(zhuǎn)變。
投資并非簡(jiǎn)單的一加一,而是需要尋找預(yù)期差,F(xiàn)如今光伏產(chǎn)業(yè)鏈本就強(qiáng)勢(shì),BIPV帶來(lái)的增量其實(shí)影響有限。那么預(yù)期差存在于哪里呢?那正是市場(chǎng)需求被重新激活的薄膜廠商。
由于薄膜電池始終沒(méi)有被市場(chǎng)認(rèn)可,因此資本市場(chǎng)中目前幾乎找不到純正的薄膜電池企業(yè)。在此之前,漢能曾專(zhuān)注于銅銦鎵硒(CIGS)的薄膜電池,并已經(jīng)切入到BIPV賽道,但卻因特殊原因從2015年一直停牌至今。
除漢能外,另一家專(zhuān)注于薄膜技術(shù)的公司是龍焱能源,他是國(guó)內(nèi)最早聚焦碲化鎘(CdTe)路線的公司,CdTe曾被認(rèn)為是最有希望挑戰(zhàn)晶硅電池的薄膜技術(shù),龍焱能源更是全球?yàn)閿?shù)不多能夠量產(chǎn)CdTe薄膜電池的公司。
龍焱能源的創(chuàng)始人是資深科學(xué)家吳選之,潛心研究CdTe薄膜太陽(yáng)能電池技術(shù)10年后,吳選之選擇在68歲創(chuàng)辦龍焱能源。正是基于多年對(duì)于CdTe技術(shù)的研究,龍焱能源成為全球領(lǐng)先的高效透明光伏幕墻生產(chǎn)商。
由于龍焱能源遲遲沒(méi)有上市,因此暫時(shí)無(wú)法直接體現(xiàn)在二級(jí)市場(chǎng)中,但華控賽格、凱龍股份、深圳能源幾家公司與龍焱能源存在BIPV合作,有望成為間接受益者。
一語(yǔ)弊之,BIPV的東風(fēng)之下,重新被市場(chǎng)激活需求的薄膜電池廠商是最大受益者,但除非龍焱能源上市、漢能恢復(fù)交易,否則投資者依然難以找到直接的投資機(jī)會(huì),屆時(shí)那些尚未被市場(chǎng)發(fā)覺(jué)的關(guān)聯(lián)企業(yè)可能獲益更多。
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