樂 勇,馬丹陽
(中建材蚌埠玻璃工業設計研究院有限公司,蚌埠 233010)
由于太陽能電池片不能直接暴露在陽光、雨雪等自然條件下,因此,需要對其進行保護性封裝,形成完整的電池組件。目前,太陽能電池的封裝技術主要分為玻璃封裝和非玻璃封裝,以玻璃封裝為主。玻璃封裝是以玻璃為基材,采用真空層壓封裝工藝,將太陽能電池片夾在兩層熱熔性EVA膠膜中間,通過真空加熱層壓使EVA膠膜將電池片、低鐵鋼化玻璃正面蓋板和聚氟乙烯復合膜背板黏合為一體,周邊用鋁合金邊框固定形成完整組件,也可用玻璃封裝材料替代聚乙烯復合膜背板,形成無邊框雙玻組件。
相比非玻璃封裝及單玻封裝組件,雙玻組件背板采用玻璃代替有機復合材料,無邊框設計,具有耐高溫,抗風沙能力強,且具備抗UV老化和抗降解腐蝕的顯著優勢,而且具有較強的抗PID(電勢誘導功率衰減)性能與較強的抗沖擊性,同時也能減少電力輸送能耗,大幅延長使用年限,投資回報率高,被一致認可是新一代光伏組件的主要發展方向。
雙玻組件的玻璃封裝材料主要為超白壓延玻璃。近年來,隨著光伏發電技術的日益成熟及平價上網時代的到來,世界光伏裝機的快速增長,太陽能裝備用光伏電池封裝材料的需求量也隨之不斷上升,市場前景非常廣闊。
據統計,截至2019年底,我國太陽能裝備用光伏電池封裝材料生產企業共計38家,其中在產企業16家,在產窯爐42座,產能為24 970 t/d,名列世界第一。
目前,國內太陽能裝備用光伏電池封裝材料生產企業按照地域主要分布在華北、華東和華南地區。其中規模較大的企業有信義玻璃、福萊特集團、凱盛集團等企業。
太陽能裝備用光伏電池封裝材料生產由于需要長久的經驗積累、一站式生產工藝流程及較大的初始投資額,而且大型熔窯的核心技術主要掌握在龍頭企業手中,行業壁壘較高,集中度較高。目前CR2已達到44%,CR5達到74%。信義光能與福萊特處于第一梯隊,彩虹、金信、凱盛集團作為第二梯隊公司產能規模較小,與第一梯隊差距較大。
預測未來的新增產能主要來自信義光能、福萊特和彩虹新能源等龍頭企業。根據各企業的在建生產線投產情況,預計2020~2021年全行業新增產能約2 000~4 000 t/d,同時將有1 000~2 000 t/d的產能陸續進入冷修期。
2.1.1 市場分析
受光伏組件價格下降及光伏組件技術進步的影響,光伏發電成本與其他發電成本的差異進一步縮小,加上全球越來越多的國家加大了對可再生能源尤其是光伏發電的支持,全球光伏新增裝機容量取得快速發展。2019年全球新增光伏裝機量約120 GW,較去年增長14%,主要集中在中國、美國、印度、日本、歐洲等國家。
中國是全球第一大裝機量市場,2019年中國光伏新增裝機30.11 GW,光伏累計裝機達到204.30 GW。預計2020年中國光伏裝機將達到35~45 GW。第二大裝機市場是歐洲,據歐洲光伏產業協會的初步統計數據顯示,歐盟28個成員國2019年光伏新增裝機16.7 GW,同比增長104%。同時預計,2020年歐盟光伏新增裝機將達到21 GW。第三大裝機市場是美國, 2019年美國光伏新增裝機達到13 GW,據Wood Mackenzie預測,2020年光伏新增裝機將達到18.5 GW。第四大裝機市場是印度,據pvnews預測,2019年印度光伏新增裝機10 GW左右,2020年光伏新增裝機或將維持在10 GW左右,持平于2019年。
2019年新增裝機超過GW級的國家和地區達16個,除中、美、印、日外,歐洲有4個(西班牙、德國、烏克蘭、荷蘭),其余還包括越南、澳大利亞、墨西哥、巴西、韓國、阿聯酋、巴基斯坦、中國臺灣地區等。另外,裝機規模超過10 MW的國家和地區超過150個。
2019年,除了中、美、印、日、歐五大傳統市場之外,新興市場需求呈現出快速上升勢頭,裝機總量達到50.1 GW,占全球總量約41.4%,較2018年上升22.4 GW,上升幅度達到80.9%。在目前市場中,有約180個國家已經制定了光伏政策的目標。2020年全球新興市場需求潛力巨大,尤其東南亞、中東、南美將成為區域市場的主要增長動能。新興市場作為光伏行業下一階段新增裝機的主要動力,它的全球占比也將更加備受關注。
2.1.2 未來預測
據統計,全球光伏新增裝機GW級別的國家和地區從2018年的13個增長到2019年的16個,進一步明確了光伏產業全球發展的趨勢。2020年,在光伏發電成本持續下降和新興市場拉動的有利因素推動下,全球光伏市場仍將保持較高的增長速度,預計全年全球光伏新增裝機量有望超過130 GW,樂觀情況下可以達到140 GW,發展潛力巨大,見圖1。

2.2.1 市場分析
中國已經將以太陽能為代表的可再生能源作為未來低碳經濟的重要組成部分。根據國家能源局公布的統計數據,2019年我國光伏發電新增裝機容量30.11 GW,其中地面電站新增裝機容量17.91 GW,分布式電站新增裝機容量12.20 GW。2019年我國光伏發電累計裝機容量204.30 GW。
2013~2019年,我國光伏行業新增裝機量呈現出波動變化的趨勢。2013~2017年,呈現波動上升的趨勢,2017年,我國光伏行業裝機總量為53.06 GW,為歷年最高值;2018~2019年,受政策影響,光伏行業裝機量驟減,2019年光伏行業裝機總量為30.11 GW,較上年下降31.65%。
2019年度從新增裝機布局看,華北地區新增裝機858萬千瓦,同比下降24.0%,占全國的28.5%;東北地區新增裝機153萬千瓦,同比下降60.3%,占全國的5.1%;華東地區新增裝機531萬千瓦,同比下降50.1%,占全國的17.5%;華中地區新增裝機348萬千瓦,同比下降47.6%,占全國的11.6%;西北地區新增裝機649萬千瓦,同比下降1.7%,占全國的21.6%;華南地區新增裝機472萬千瓦,同比下降5.1%,占全國的15.7%。
2.2.2 未來預測
綜合考慮補貼政策調整、平價上網、棄光限電以及光伏發電成本降低等因素,保守的情境下預計2020年光伏新增裝機量可達到35 GW以上,樂觀預計可達到45 GW,見圖2。2020年是實現平價上網過渡的最后一年,也是企業不斷提升技術、降低成本的關鍵一年。隨著210大尺寸硅片、異質結、鈣鈦礦等技術的推廣,在技術進步及成本下降的推動下,光伏發電可以跟火電等其他能源競爭,裝機需求也將持續增長。預計“十四五”期間新增并網裝機量將達到260 GW以上。

根據權威機構預測,到2030年,中國整個能源需求將達到75億t標準煤,屆時可再生能源將發揮巨大的替代作用。到2050年光伏發電裝機容量將達到2 200 GW,占全球光伏總裝機容量的37%,光伏發電將占國內總發電量的21%。
光伏發電將成為我國可再生能源中繼核電、風電之后的第三大利用能源。可見無論從近期還是遠期看,光伏產業己進入一個高速發展期,與之配套的太陽能裝備用光伏電池封裝材料也將得到飛速的發展。
從需求來看,除了光伏裝機的增長引起太陽能裝備用光伏電池封裝材料的需求量上升之外,雙面組件滲透率的提升也將拉動太陽能裝備用光伏電池封裝材料的需求快速增長。
在雙面占比的提升以及組件輕量化等要求推動下,太陽能裝備用光伏電池封裝材料的薄型化趨勢明確。和常規組件相比,雙玻組件多使用一塊光伏封裝材料,雙玻組件采用兩塊厚度為2.5 mm的封裝材料取代常規組件使用的3.2 mm蓋板和背板。據測算,單位裝機量中雙玻組件帶動太陽能裝備用光伏電池封裝材料單位需求量增長56%,未來隨著雙玻市場占有率提升,太陽能裝備用光伏電池封裝材料需求量有望進一步提升。
由此可見,光伏裝機增速疊加雙玻組件替代雙重拉動,太陽能裝備用光伏電池封裝材料有望迎來機遇期。隨著光伏裝機量的增長,太陽能裝備用光伏電池封裝材料的市場需求也在穩步增長。隨著雙玻組件市場份額的快速提升,考慮光伏裝機未來的增速以及雙玻組件替代的雙重拉動,將有效拉動太陽能裝備用光伏電池封裝材料需求的進一步增長。
根據CPIA提供的數據,2018、2019年雙玻組件的比例分別為12%、14%,基于此,隨著下游應用端對雙玻組件發電增益的認可以及安裝方式的逐步優化,雙玻發電組件的應用規模將不斷擴大。預計2020~2021年雙玻組件比例將分別達到25%、35%左右。
2020年光伏裝機陸續進入到全面平價階段,據預測,2020年、2021年全球新增裝機容量分別為140 GW、155 GW,預計2020年、2021年太陽能裝備用光伏電池封裝材料需求量分別達到9.26億m2,11.07億m2,見表1。

表1 太陽能裝備用光伏電池封裝材料市場需求量預測
2019年市場整體的供需差顯著收窄,而這也使得2019年太陽能裝備用光伏電池封裝材料市場不景氣的現象得到顯著改善。2019年內太陽能裝備用光伏電池封裝材料連續3次提價,漲幅約21%。2020年對應9.26億m2的太陽能裝備用光伏電池封裝材料需求,而行業有效供給為8.37億m2,太陽能裝備用光伏電池封裝材料的有效供給小于總需求。由此,可以預計未來供需進一步緊張,價格可能進一步上漲。
綜上所述,隨著低碳發展的共識得到世界各國的認同并正在積極采取行動,目前支撐太陽能產業發展的根本環境沒有改變;可再生能源在一次能源消費中的比重還比較低,依然具有較大的發展空間;光伏發電隨著技術的不斷成熟,競爭力在不斷顯現,新產品、新技術的投入對太陽能裝備用封裝材料的需求在不斷加大,因此太陽能封裝材料未來依然具有廣闊的市場空間;但由于太陽能產業受政策影響較大,國際貿易保護、國內政策調整都將對基數不斷加大的太陽能產業鏈帶來嚴峻的挑戰,需重點加以關注。