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浅析当前光伏组件市场下的采购策略

2021-06-09张嬛阁

能源 2021年5期
关键词:硅料硅片生产商

文 | 张嬛阁

作者供职于中国华电科工集团有限公司

以光伏为代表的新能源正逐步成为我国的主力电源,那么其采购策略是否要有相应变化呢?

面对全球日益严峻的能源和环境问题,开发清洁低碳能源已成为世界大多数国家保障能源安全、应对气候变化、实现可持续发展的共同选择。我国是世界上最大的能源生产国和消费国,开发风能和太阳能等新能源是贯彻我国四个革命一个合作能源生产和消费战略,建设低碳、安全高效现代能源体系的有力抓手,也是推动我国能源转型发展的重要举措。

有数据显示,截至2020年底,我国风光电装机容量超过5亿千瓦,总容量位居全世界第一,在新能源领域取得了举世瞩目的成就。2020年12月12日,国家主席习近平在世界气候雄心峰会提出一系列包括“3060”能源战略在内的新举措,将新能源提到了更高的战略发展高度。

自”2030年碳达峰”的目标提出以来,各大电力企业都纷纷加大了新能源的开发力度,加大了光伏发电项目的布局,增大了开发和投资力度,这些对2021年的光伏组件市场产生了一些较大影响。市场形势发生了一些新的变化,为了能以相对合理的成本保障设备供应,有必要结合开发需求对采购策略进行必要调整。

本文先对光伏发电原理、光伏组件产业链进行简单介绍,并对市场环境进行简要分析,阐述项目开发需求,最后提出了适应当前市场环境的采购策略。另外,本文所述的光伏组件均指晶硅,其他类型光伏产品不在讨论之列。

组件产业链及重要技术参数

目前市场上主流光伏组件是以硅材料为基材,在本征硅材料基础上添加与其不同价电子结构的硼原子或磷原子,形成P型硅、N型硅,使得在二者形成多子、少子。P型硅、N型硅通过特定工艺紧密结合,当受到太阳光照射时,受阳光激发,在接触面附近生成自由电子和自由空穴,自由电子、自由空穴的有序排列使得P型硅电特性表现为正,N型硅电特性表现为负,多个晶硅串并联后,可作为电源使用。

主流光伏组件是由高效单晶/多晶太阳能电池片、钢化玻璃、封装材料(EVA、POE等)、功能背板、互联条、汇流条、接线盒以及铝合金边框组成。生产过程大致为:

原料硅石→硅料→硅锭→硅片电池片→光伏组件

硅石到硅料是将高纯度硅料从硅石(二氧化硅)中提取出来;再通过不同的长晶工艺,使得硅晶体(高纯度硅料)定向生长,从而得到多晶硅或单晶硅铸锭;对硅锭进行切片,得到硅片;硅片经过制绒、扩散、钝化、丝网印刷等一系列工艺,最终得到电池片;最终将电池片经过排布、串焊、层压、封装后得到光伏组件。以硅料、硅片、电池片为主线,光伏组件的生产链可分为上中下游,上游一般生产到硅锭,中游一般生产到硅片或电池片,下游是将电池片进行封装、测试,最终生产出成品。在光伏组件下游生产过程中还有一些较为重要的辅料参与生产,包括边框、玻璃、背板、EVA等,其中边框、玻璃、对组件的成本影响构成较大。

光伏组件的转换效率、最大功率点、填充因子、串联电阻、并联电阻、电池组件伏安特性以及工作温度范围及温度系数(电流温度系数、电压温度系数、峰值功率温度系数和功率温度系数)等技术参数对性能表现有重要影响:转换效率是光伏组件最重要的技术参数,目前市场主流P型PERC单晶高效电池片的平均转换效率已经超过22.5%,组件转换效率也普遍超过20.2%。

综上,光伏组件根据生产过程、工艺特点构建了光伏组件产业链,决定了生产组织形式,直接影响了市场供应、生产组织、产业链配套。

市场环境

(1)各环节生产商分布情况

如前所述,光伏组件产业链按照主材转化过程分为上中下游,作为生产的上游,公开数据显示,2020年我国硅料产能达46万吨(预计2021年扩产至58万吨),其中国内排名前十的龙头生产商产能占比超过90%,对硅料市场供应格局具有重要影响。据不完全统计显示,2020年我国硅片总产能为205GW,其中前五家主要生产商产能占比超过90%,产业集中度高。在电池片方面,统计显示,2020年我国电池片产量为135GW,主要生产商出货量占比超过9成。主材市场的格局具有集中、聚集的特点。

近年来,部分资金实力较为雄厚的主要生产商为进一步巩固市场地位,大力拓展上下游产业链布局,推进垂直一体化供应、生产、经营,提高供货保障性,协调生产组织,滚动平移上下游生产环节利润,平抑盈利波动。统计显示,主要生产商基本按照不低于本企业70%组件产能的比例进行电池片生产,个别生产商还进一步发展硅片生产环节布局,根据电池片产能,按照1:1的比例布局硅片产能,强化了垂直一体化经营布局。

对于铝边框、玻璃、EVA、背板等主要辅材,其市场环境各有不同。铝边框具有大宗商品特征,采取来料加工的模式,目前在细分市场有十余家主要生产商,竞争充分;光伏组件玻璃目前市场主要生产商超过十家,行业龙头生产商的出货量市占率合计超过5成,且掌握低成本熔窑技术,随着低成本产能逐步释放,当前的市场格局将进一步强化;胶膜生产工艺较为成熟,行业竞争较为充分,目前市场主要供应商超过五家,呈现一超多强的市场格局,由于EVA胶膜具有较强壁垒,包括技术、客户资源、产品认证等方面,因此当前的市场格局短期内不会发生明显变化;背板市场主要生产商超过十家,近年来市场竞争较为激烈,市场格局仍在形成过程中。

(2)主流光伏组件产品现状与发展趋势

近年来,随着技术进步、市场环境变化,主流硅片的类型、规格、技术参数有了明显变化,多晶、单晶硅片的出货量占比明显易位,新技术的应用步伐不断加快,在“降本”+“提效”的双重因素驱动下,硅片环节的竞争格局已基本清晰,“大尺寸”+“薄片化”已成为硅片环节的主要发展方向。技术发展主要趋势包括:

一是电池片效率明显提升,如前所述规模化单晶、多晶电池片平均转化效率截至目前,平均每年增加0.5%,能量转化有长足进步。

二是硅片大尺寸趋势明显,硅片尺寸增加为度电成本降低带来关键解决途径,以PERC高效单晶硅片为例,目前182mm、210mm尺寸电池片已经量产,各主要主辅材生产商积极跟进,更新设备产线。此外,异质结电池、TOPCon电池等高效电池技术以及半片等工艺、技术也正在蓬勃发展中。

三是硅片薄片化进程进一步加快,考虑到上游成本增加,硅片变薄能减少单位瓦数硅料用量,是降本的关键途径,各主要生产商纷纷加快了硅片薄片化的产业化进程。据测算,硅片厚度15~18μm,可以覆盖硅料8元~10元/KG的价格涨幅,目前已有厂家将166尺寸硅片厚度由175μm减薄至170μm。

四是组件技术革新多头并进,基本思路为降低组件内阻,提高组件有效受光面积。包括多主栅技术、半片技术、双面双玻、高密度封装等。

综上所述,随着组件上下游产业各环节的技术快速进步,长期来看技术的革新、发展将进一步推动终端产品成本、度电成本降低。

(3)近期产品价格变化原因及后续发展预测

近期光伏组件出现了价格明显的上涨趋势,统计显示,2020年中开始至2021年3月,单晶硅组件单价平均上涨0.2元/Wp左右,大多数主要供应商182/210规格以上的高效单晶组件单价报价已经超过1.7元/Wp,对下游电站项目开发建设带来了很大的压力。为准确评估当前市场形势,有必要准确分析当前组件产品价格上涨的原因,并对后续发展进行分析研判。

分析认为本轮光伏组件价格上涨由多方面因素导致,包括组件成本上升、市场需求放大、生产组织形式变化,个别分析还认为销售策略也在其中发挥了或多或少的作用。

从组件成本构成看,目前电池片的成本已经超过组件整体成本的一半,在电池片成本中又以硅片成本占比最高,截至2021年4月,硅料报价已经超过140元/千克,相比2020年低点,上涨接近2倍。可以说硅料涨价是本轮组件价格上涨最重要的内因。硅料价格上涨的主要原因,根据公开报道,是由于2020年两大硅料厂发生的火灾爆炸安全事故,受事故影响,硅料产能、产量明显降低。由于硅料是通过坩埚等设备对原料硅石进行熔融、提纯而得的,是一种比较典型的连续过程生产行业,具有高资产、高能耗,因此硅料的产能扩张周期往往较长。

从市场供需情况看,光伏发电终端开发需求具有明显的长周期性、短波动性特点,受政策影响较大,终端的长期需求受国家能源和气候发展战略决定,稳定可预期;但短期需求受市场供应、价格博弈、并网政策等影响又呈现一定的波动性。2021年以来,终端需求已处于持续释放阶段,终端的需求压力正在逐级传导,在传导过程中逐级放大,当传导到上游硅料环节时,因其长期产能不能及时扩充,实时产能调整范围窄,难以匹配光伏发电周期性、波动性需求,目前已成为整个产业链循环的堵点、痛点。

从生产组织看,如前所述,目前一些产业链布局较为完整的主要组件生产厂家为保障本企业生产,与硅料厂家通过长协方式锁定了部分产能,这部分硅料不能进入市场流通。据部分行业研究报告,目前几家主要硅料企业的产能均100%被下游生产商以长协锁定,由于近期硅料供应异常突出,部分进口硅料也被下游硅片生产商以长协的方式锁定。此外,在硅料供应环节还存在一些中间商,以上因素均加剧了硅料供应局面的紧张程度。

从销售策略看,由于拥有上游资源的组件生产商在市场供应上已经具有较大主动权,客观上促使市场买卖双方的主导权发生了一定的偏移。在这种情况下,生产商有条件进行一些销售策略方面的调整,通过价格调整逐步释放终端需求成为可能,在当前市场供需紧平衡的情况下,不排除部分生产商以价格为工具,对市场供销节奏进行调整。

综上所述,根据当前市场结构、供销模式,初步预判市场供需的紧平衡局面在2021年内还不能根本缓解,2022年随着硅料产线逐步具备生产条件,市场形势将有所改变。

为了能以相对合理的成本保障设备供应,有必要结合开发需求对采购策略进行必要调整。

采购策略

(1)边界条件

光伏电站作为一个高资产项目,项目开发必然要考虑项目资本收益情况,投资人对光伏电站的内部收益率设置了必要的“门槛”,达不到门槛线,项目不具备开发条件。项目的内部收益率受多方面因素影响,包括初始投资、财务成本、运营成本以及上网电价、利用小时等。

与常规能源电站相比,在全寿命周期,光伏电站初始投资占比远高于常规能源电站,初始投资往往是项目收益的决定性因素,而初始投资中又以设备成本占比最高。

影响项目收益的另一个关键因素是上网电价,在部分区域,为了引导光伏项目上网电价合理降低,地方政府通过竞价方式进行资源核准,将项目开发权授予上网电价报价最低的投资方,为保证投资人各自新能源发展规模,各投资商相互压价。自2021年开始,国家全面取消除户用光伏外的补贴,正式进入无补贴时代,光伏电量补贴的取消,进一步影响了项目投资收益。可以说,包括电价、利用小时在内的收益率影响因素,压力最终都叠加传导到项目投资环节。

光伏项目转入工程建设阶段,为保证项目顺利开工、竣工、并网,在采购阶段还需要综合考虑组件供货能力、及时性和组件质量。有些地区还要求项目开发人承诺竣工、并网时间,因此对供货能力和及时性提出更高要求。

归根结底就是在组件选购这一环节必须遵循技术成熟、质量稳定、供货可靠、产品高效、综合性价比高的原则。

(2)采购策略

在当前市场形势下,为有效保障项目开发和建设,在采购方式、采购时机、供应商选择、调价机制设置等方面采取适当措施加以应对。

一是采购时机。如前所述,光伏组件具有短波动性特点,以季度为单位,受并网政策影响,国内光伏电站一般在6月30日和12月30日之前并网,以锁定上网电价,因此在这两个时间点前一两个月,往往会形成“抢装潮”,以该时间点倒推,可大致选择需求淡季启动采购,避免一窝蜂向生产商发出采购订单。

二是采购方式。为增加采购方主导权,采购人可将采购需求打包,进行集中招标,增大标的物吸引力,从而增加采购过程中的话语权;具体采购方式可采用框架招标,通过框架协议锁定入围供应商和价格边界,兼顾刚性要求的同时还具有一定弹性。

三是目标供应商选择。根据出货量,目前国内光伏组件生产商可大致分为一二三线,在资金实力、供应保障、产品质量、产品性能,后续服务、产品价格上一二三线逐级递减,因此可根据框架协议内各建设项目的边界条件,按照高低搭配的方式,选择多个供应商,即边界条件要求宽松的可以选择一二线供应商,反之可以选择二三线供应商,增加框架招标结构的适配性。

四是设置调价机制。通过框架招标实施采购的,一般执行期较长,由于光伏组件市场波动频繁剧烈,价格随行就市,有时框架招标时确定的中标价在实际执行时与市价相差甚远,为保障买卖双方的利益,可以设置调价机制,约定调价启动条件、调价时机、调价幅度,增加框架招标的弹性。

四是优选产品规格。目前光伏组件向高参数、大规格方向发展的趋势越发明显,应用案例越来越多。高参数、大规格组件能有效解决电缆、支架以及土地等方面的投资,双面双玻组件能明显增加项目发电收益。在采购时应保持对行业发展方向的敏锐性,有侧重地向高参数、大规格产品倾斜。

结论

本文对光伏组件市场特点、格局进行了初步剖析,分析了组件的成本构成及产业分布情况,对当前市场形势及后续发展趋势进行了分析预判并提出了建议措施。如前所述,由于光伏组件终端市场具有长周期性、短波动性交织叠加的特点,产业链上下游各环节在调整过程中很难保持同频共振,这意味着市场供需难以实现实时和有序衔接。有鉴于此,如何根据光伏组件市场特点,选择切实可行、合理适当的采购策略,扬长避短,保护采购人合理利益至关重要。本文所述采购策略对大型光伏开发企业具有一定参考性。

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