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菁英行丨破解玻璃大涨之困,透明背板显现历史性机遇

编者按:

2020年是极其特殊的一个年份。

它既是二十一世纪的第二个十年之始,又让我们再次切肤地感知到:一个安全、和平、健康的地球环境,是多么珍贵与重要。

过去一段时间,包括能源一号在内的新媒体,记录了众多企业在这场意外的疫情中是如何与国内国际社会心手相连,如何保护家乡、员工及需要帮助的人们。

现在,国内疫情基本稳定之时,能源一号也希望通过更多的笔触,来记录企业的日常之行。呼唤绿色,让全球生态价值的陆地、水域、空气更洁净,最大程度地提升人类福祉,这是我们发起这轮菁英智造行(下称“菁英行”)大型访问的动力与初衷。

此轮采访的目的是,通过一次次的真实对话与沟通,深切感知和挖掘这些创造新科技、新技术、新产品的杰出企业。从他们的视角出发,观察近年来能源行业的起伏与变迁,诠释与理解新智造的核心力量和生长密码,并试图用文字清晰呈现。

访问的第一站,我们选择了杜邦公司全球光伏业务部。这家两百多年的世界500强企业,既承载着厚重的历史,又在波云诡谲的全球商业战场里辗转向前。它继续通过创新的光伏业务,在飞速发展的现代文明、热血奔腾的新能源领域中挥斥而来。

“最近一段时间内,透明背板受市场关注程度非常高。”杜邦光伏解决方案全球市场总监马可直言,相对于正在大幅涨价的玻璃而言,透明背板的产量更充足且价格稳定,在性能表现上与玻璃对比各有特色。因此,透明背板的话题正在快速升温。

以发电量为核心来测算光伏电站的收益中就能发现,透明背板具有一定的优势。

据正泰新能源户外实证应用对比中:透明网格背板双面组件,比网格双面双玻组件的单瓦发电量平均高出0.6个百分点。

有关数据显示,2019年的透明背板出货量达2.5GW左右,今年预计全市场的透明背板出货量更是将高达7GW,短时间内的剧增,让透明背板这款产品的未来发展潜力不可小觑。

杜邦方面也对能源一号表示,在这高达7GW的出货预估中,基于杜邦™Tedlar®PV3001薄膜的透明背板所占份额或有6GW之多,是透明背板材料厂商中的佼佼者。

就在今年下半年,光伏行业迎来了爆发性的需求旺季,组件也在集中大规模扩产,一时间玻璃突然供不应求,六大组件厂家联手恳请国家帮助解决玻璃供需的问题。

这一时刻,透明背板的优势更为凸显:一部分光伏企业的采购转向该材料,从而保证产品最终的顺利供货。不但如此,这一背板材料的到来,也会对兼顾性价比及发电效率的地面电站投资方,带来更多惊喜。

潜心研发,高质保证

在今年预计7GW的透明背板出货中,将可能有6GW源自于杜邦™Tedlar®PV3001薄膜,足见这家企业在市场中的王者地位。

“杜邦™Tedlar®透明背板,将会持续带给客户更高的性价比,让客户更愿意选择,作为质保期高达25年~30年组件材料的一员。这与杜邦透明背板材料的杰出性能和客户对杜邦产品的信赖有关。”马可对此表示。

品牌名称为“Tedlar®”的这一产品,是20世纪40年代发明的聚氟乙烯材料,于1961年投入商业应用。近60年来,它被广泛应用于航空航天、建筑外墙和屋顶、太阳能电池组件、户外广告及内饰表面保护等多个行业领域。

Tedlar® PV3001透明薄膜材料的核心特性之一是,它能帮助双面组件散热。能源一号获得的一组数据显示,中长红外波段(波长>3um)在经过玻璃时,透过率明显下降,不利于电池散热。

相比之下,同波段的Tedlar® PV3001透明薄膜透过率就可观,有利于电池片从组件背面红外辐射散热。之前有人担心,大尺寸组件渐成气候后,相关产品的运行过程中,一旦温度升高就会对组件本身带来不良影响。但由于透明背板具有良好的散热性能,与大尺寸组件的匹配度更高。

晶硅光伏组件散热示意图*

Tedlar®透明薄膜红外波段透过率

同时,Tedlar® PV3001透明薄膜的可见光透过率为93%,Tedlar®透明背板(已有9家合格产品,如中来TFB、乐凯和明冠TPC等)的透光率也在90%以上。双玻组件背面一般采用非镀膜压花玻璃,透光率在90%-91%。因此在透光率方面,透明背板和双玻产品的表现实则不相上下。

整体而言,Tedlar® PV3001透明薄膜材料能耐紫外、耐水解,并且能够抵御各种大气成分的破坏,经过超过300kWh/m2紫外老化和3000小时湿热老化测试表明,基于Tedlar®薄膜的的透明背板性能十分优异。

能有这么多的性能优势,在于杜邦对于技术的执着投入与静心研究。

马可强调:“杜邦拥有218年历史,是一家历来以创新研发为核心的科学企业。同时,我们在氟塑料领域中有着80多年的积累,9种典型氟塑料当中有7种都是杜邦发明的,这种积累形成了一个可持续的研发实力。杜邦科研人员对产品检测标准有着更高的要求,我们全球有一个可靠性研究的团队,运行了10年,检测了3个GW以上的电站。因此,研究出一个可以在户外延续使用25-30年的产品,是需要一个长期积累的。”

Tedlar®透明背板材料,在户外已经有20年多年组件背板应用历史。同时杜邦对Tedlar®透明背板材料做了各类长期可靠性实验测试,大量实验数据和反复论证,加上应用Tedlar®透明背板双面组件的光伏电站的数量也在逐步增加中,其稳定性表现优越。“我们公司针对背板的创新设计,基于35年以上户外实绩验证的组件经典结构而来的,从推出到现在已实现大规模的量产。不少大型项目与企业也都与杜邦进行了相关产品的合作。我们关注客户长期利益,使得平价上网更真实。”马可说道。

杜邦实验室对于Tedlar®透明背板材料做了大量不同类型的紫外老化实验。另外相比其他透明背板材料来说,由于杜邦的产品商业化时间更早,实绩验证和使用数量及比例要高出一大截,因此在市场中具有更强的号召力和覆盖面。别的透明背板产品可能从实验室走到商业化的路程相对较短,产品稳定性尚待验证。

对于不同技术路径的双玻组件产品来说,其结构设计和辅料在不断变化:从玻璃不断减薄再到加边框、抗PID封装,耐冲击性和耐冷热性能等,都在不断调整。

供应链稳健,实证出彩

今年10月起,国内光伏玻璃短缺,引起了全行业尤其是组件厂商的高度恐慌。

2020年9月,尺寸为2.0mm的镀膜玻璃报价是24元每平米,时隔2个月之后,价格达到了34元每平米。3.2mm的光伏镀膜玻璃更是从今年8月的27元上涨至42元。

玻璃价格

玻璃售价的间歇性大涨,引发六大组件厂商联手向国家有关部门发出恳求信,希望尽快缓解玻璃短缺的问题,足见这一产品对供应链造成的极大负面影响。从另一角度看,这给予了背板厂商更多的机遇,让以往偏小众的透明背板材料快速成为替代玻璃的组件材料最优选择之一。

马可对能源一号就表示,目前看来玻璃的供需紧张问题将会持续一段时间,并且它的价格容易出现较大波动,这对供应链的长期规划会造成不确定性。在前不久一场210组件技术论坛上,晶科能源副总裁钱晶也被媒体问到,如何看待2021年的组件价格,当时她的回答也十分明确,“这就要看玻璃价格了。”钱晶也表示,令人匪夷所思的是,组件厂商的产出居然被玻璃所压制住,这一点也是很多人始料未及的事情。

在过去长达十多年的光伏产业发展过程中,光伏玻璃的最初成本具有一定优势,全行业将双面组件发展的重任“托付”给了双玻组件。但过于集中的产品路线,加之组件的快速扩产,迅速逆转了光伏玻璃的供需关系,3季度至今,光伏玻璃已涨价超过70%。

相较之下,透明背板组件几乎不受原材料产能的影响,价格也较平稳,能保证供应链的长期稳定。

另一方面,杜邦™Tedlar®透明背板作为一种高分子材料,前期经历了产品爬坡阶段,随着产品的逐步成熟和不断放量,其成本从最初上市至今已下降40%。如今,背板和玻璃的两种技术路线对比看,成本已倒挂。

不同于光伏玻璃行业的“寡头”优势,光伏背板行业竞争充分,利润空间更加透明。全球背板企业已形成十亿平米的年生产能力,可支持200GW以上的需求,且扩产相对容易,能快速应对组件的大量需求。透明背板对企业无疑是更为稳妥的选择。

经过多年来的市场淬炼及客户验证,透明背板组件的优异性能被一个个实打实的大型光伏项目所验证。

以下图表显示,在同样的沙地中、离地高度1.2米的地带,采用Tedlar®透明背板的双面组件比双面双玻组件的背面发电量增益0.85%。

从一线组件厂商和开发商等反馈过来的数据,均论证了Tedlar®透明背板双面组件发电量高于双面双玻组件。

黄河水电青海特高压项目采用600多MW Tedlar®透明背板双面组件,这是在其实证基地验证了Tedlar®透明背板双面组件可靠性之后,才进行了大规模的应用。

南方电网也在贵州一个大型山地光伏电站项目上,采用了Tedlar®透明背板双面组件。该区域的地势起伏不定,组件本身的重量也会导致运输困难,透明背板双面组件因为质量较轻而入选该项目的应用。

根据南方电网新能源事业部技术主管郑海兴对透明背板双面组件应用数据的反馈显示,Tedlar®透明背板双面组件比双玻组件高约0.33%。实践出真知,Tedlar®透明背板也确实是通过市场应用的考验。

不可忽视的是,尽管近期由于供应端出现问题引发了玻璃价格的暴涨,但长期来看,该类产品的价格会有一定回落,供应短缺问题也能有所缓解。在双玻组件仍将占据一定市场份额的情况下,杜邦的透明背板材料,在未来时间内也会凭借更好的性价比、大量稳定的产出、较高的发电量、良好的散热性能等综合性表现,赢得更多市场,获得大量客户的青睐。

马可也表示,双玻组件是有先发优势的,它与透明背板组件是两种技术路线,彼此有竞争和补充的关系,各自都具备不同的属性与特点。从性价比来说,随着出货量不断提升,透明背板未来的降本空间也是比较大的。

就在今年,光伏产业链上下游40家企业共同组建的600W+光伏开放创新生态联盟正式宣告成立,产业链对组件、电站项目的内生性协同及彼此共呼吸的特性,也被提到从未有过的高度。光伏也从原有的较简单技术化走向高技术、更分散化,更多新生态的方向上,在发电量和发电效率的多重考验下,只有更稳定、更具价值、更耐热耐冷的材料产品,才能在指数级复杂的地理气候条件下“不言败”。

光伏材料也不简单的一桩生意,更要依靠技术水平、供应链、人才及资金等各个方面的汇合。作为性能已得到印证的透明背板双面组件,是新能源上下游一体化的坚实支持者和协同方,通过与其他材料的密切配合,也组件和电站之间更深层次的配合与加持,它能推动双面组件一往无前,获得更大的延展性和需求度。

漫漫数十年,不忘初心。杜邦深耕于光伏行业,200多位科学家和众多的市场营销人士,正日复一日地致力于创新太阳能解决方案。在与光追逐的时代中,这支澎湃力量正逐浪而行。

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