太阳能行业分析(中)


(二). 国外生产多晶硅企业

Tokuyama(日本);Wacker(德国);Wacker公司是目前世界第二大多晶硅厂,也是目前世界上最大的半导体硅材料厂之一,其产业链包括多晶硅、单晶硅(CZFZ)、硅片(磨片和抛光片)、太阳电池用铸锭硅和切片。Wacker公司的多晶硅计划的增产速度较快,在短短四年中增产8400吨。除了资金和成熟技术的实力外,更重要的是Wacker公司也是德国最大的化学工业厂。不仅有丰富的原辅材料,同时还有自备的水利发电厂。 3hemlock美国);世界第一大多晶硅生产企业4MEMC(美国)产能:由目前3800吨到2年后的8000吨,扩张部分主要为太阳能级多晶硅。与无锡尚德签有长期合同,合同金额高达60亿美元。

(三). 全球产能及实际产量

传统七大厂公布的扩产计划合计2008-2010年的产能分别约为55000吨、73000吨、84000吨。这些传统大厂的工艺已经比较成熟,但其对于废物回收等环保要求较高,预计其2008-2010年产量可分别达到42000吨、60000吨、80000吨;国际上的新进入者当中,以日本的M.Setek产能最大。这些新进入者合计2008年底产能为10000吨,2009年底产能为20000吨,2010年底产能为21000吨,预计他们2008-2010年的产量分别可达到5000吨、10000吨、15000吨。德国瓦克正在建设一座年产能达10000吨的多晶硅生产厂,该项目投资额为7.6亿欧元。此外,瓦克还将再追加投资1亿欧元左右用于博格豪森第八期扩建项目,其扩建后的多晶硅产能将从每年7000吨提高到10000吨。通过上述措施,瓦克的多晶硅年产能将从目前的1.5万吨提高至3.5万吨以上。综合预计2008-2010全球多晶硅产量可分别达到5.1万吨、8.0万吨、12.5万吨

(四). 国内生产单晶硅企业:

河北晶龙实业集团有限公司(产能2600吨,硅片6000万片—河北宁晋地区太阳能级单晶硅生产基地 ; 常州市天合光能有限公司; 浙江昱辉阳光能源有限公司; 有研半导体材料股份有限公司; 锦州阳光能源有限公司(东北太阳能电池用单晶硅生产基地--锦州市的太阳能电池用单晶硅生产基地,以太阳能电池用φ5.5-φ8″的单晶硅锭和硅片为主导产品,其中单晶硅锭年产量800吨,硅片年产量2000万片); 江苏顺大半导体发展有限公司(1000/年); 洛阳单晶硅有限责任公司; 西安隆基硅材料有限公司; 青海华硅能源有限公司(1000吨)

目前,全世界单晶硅的产能为1万吨/年,年消耗量约为6000吨~7000吨。十五期间,单晶硅的产量实现了30%以上的增长,2006年底,中国单晶硅的产量达到3200吨,其中半导体用约800吨,太阳能电池用2500多吨。在抛光片方面,我国半导体用硅抛光片平均增长超过19%,总用量达到2.2亿平方英寸。

目前国内太阳能硅生产企业主要有洛阳单晶硅厂、河北宁晋单晶硅基地和四川峨眉半导体材料厂等厂商,其中河北宁晋单晶硅基地(晶龙集团)是世界最大的太阳能单晶硅生产基地,占世界太阳能单晶硅市场份额的25%左右。

三.中游:太阳能电池百花齐放

(一).  太阳能电池的分类

制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电于转换反应。根据所用材料的不同,太阳能电池可分为:1、硅太阳能电池;2、以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材料的电池;3、功能高分子材料制备的大阳能电池;4、纳米晶太阳能电池等(见图1)。不论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:1、材料易于获得,且成本低;2、要有较高的光电转换效率:3、材料本身对环境不造成污染;4、材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。但随着新材料的不断开发和相关技术的发展,以其它村料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。以下是对太阳能电池的种类及其应用前景的评价。

  太阳能电池类型(按材料类型分)
  

  资料来源:赛迪顾问  200512

  主要太阳能电池成本-性能评价表

  

  资料来源:赛迪顾问  200512

  从上表1的评价结果,我们可以得出以下结论:

1.    单晶硅电池:

  未来35年内(20062010年),太阳能级单晶硅仍是太阳能电池最重要的来源,虽然单晶硅太阳能电池成本较高,但是由于具有较高转化率的优势,仍然占有一部分市场,并且在一段时间内还处于增长状态,需要技术水平也较低。

  然而,太阳能级单晶硅技术目前已经较成熟,技术水平再提高的空间较小,同时,由于受单晶硅材料价格及相对繁琐的电池工艺影响,致使单晶硅成本价格居高不下,要想大幅度降低其成本是非常困难的。因此,可以预计单晶硅太阳能电池的长远发展前景并不乐观,但未来一段时期内,仍有较大的发展空间。

  2.多晶硅电池:

  与单晶硅太阳能电池相比,多晶硅电池成本低,但也存在明显缺陷。晶粒界面和晶格错位,造成多晶硅电池光电转换效率一直无法突破20%的关口。而单晶硅电池早在20多年前就已经突破20%。然而,近年来多晶硅太阳能电池的技术水平提升很快,其电池转换效率最高已经达到17%以上,组件转换效率可达15%以上,与单晶硅的差距正逐步减小。最近,德国弗劳恩霍夫协会发表公报说,目前该协会下属的弗赖堡太阳能系统研究所经过两年攻关,成功开发出一种新技术,可以使多晶硅电池的晶格错位等缺陷得到部分解决。其技术关键是在太阳能电池生产过程中选择适当温度,使多晶硅的电子性能得到提高,并同时形成高效率的太阳能电池结构。该所的研究人员已经找到了适当的温度平衡点,既保证太阳能电池高效率所需高温,又兼顾这一温度在材料可接受的范围以及它在工业生产中的可行性。如果该技术能够达到产业化应用,将进一步提高多晶硅太阳能电池产品的竞争力。

  3 .  多晶硅薄膜电池:

  多晶硅薄膜电池由于所使用的硅远较单晶硅少,又无效率衰退问题,并且有可能在廉价衬底材料上制备,其成本远低于单晶硅电池,而效率又高于非晶硅薄膜电池,因此,随着薄膜生产技术的不断完善和成熟,多晶硅薄膜电池将来可会在太阳能电地市场上占据主导地位。

  4.  非晶硅薄膜电池:

  非晶硅薄膜太阳能电池的成本低,便于大规模生产,普遍受到人们的重视并得到迅速发展。但是由于非晶硅的光学带隙为1.7eV,使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感,这样一来就限制了非晶硅太阳能电池的转换效率。此外,其光电效率会随着光照时间的延续而衰减,即所谓的光致衰退S-W效应,使得电池性能不稳定。为了解决非晶硅薄膜电池的稳定性问题,人们开始研究aSi/aSi叠层太阳能电池技术,能够在一定程度上提高非晶硅薄膜电池的转移效率,但该电池的稳定性仍然不高,转换效率的大辐提高仍有待时日,近年内要实现大规模生产可能性较小。

   5.   III-V族化合物及CIS电池:

  作为太阳能电池的材料,III-V族化合物及CIS等系由稀有元素所制备,尽管以它们制成的太阳能电池转换效率很高,但从材料来源看,这类太阳能电池将来不可能占据主导地位。此外,这类电池材料中,有相当一部分属于剧毒元素,如AsCd等,从环保的角度看,这类产品也不可能在未来清洁能源市场上得到在规模的应用。而另两类电池纳米晶太阳能电池和聚合物修饰电极太阳能电池存在的问题是,它们的研究刚刚起步,技术不是很成熟,转换效率还比较低,基本上还处于探索阶段,短时间内不可能替代硅系太阳能电池。

(二) 太阳能电池的发展趋势

根据以上分析,从转换效率、材料成本和环保等角度看,今后发展的重点仍是硅太阳能电池特别是多晶硅和非晶硅薄膜电池。由于多晶硅和非晶硅薄膜电池具有较高的转换效率和相对较低的成本,将最终将可能取代单晶硅电池,成为市场的主导产品。

2007年太阳能电池产能,结晶硅型具有绝对优势,占整体的近90%。但08年以后该比例将下降,2012年将降至62%左右。而非晶硅(a-Si)型、串联型和CIGS型将分别增至12%、8%和7%。另外,欧洲和亚洲厂商将涉足此前主要是美国厂商从事的CdTe(碲化镉)型太阳能电池的生产。因此,2012CdTe型的构成比例将占4.4%。但色素增感型仍将不足1%。上述数据参照了法国调查公司Yole Developpement560家工厂所做调查的结果。接下来看一下08年欧洲、美洲、亚洲以及其它地区的产能。美洲的结晶硅型所占比例低于40%,但其它3个地区超过了70%。在产能最大的亚洲,结晶硅型的比例非常高,约为90%。美洲产能虽不及亚洲和欧洲,但各类型的构成比例很有特点。美洲的结晶硅型产能所占比例较低,但a-Si型、CIGS型和CdTe型的比例都很高。 

(三).  全球太阳能电池产业现状

据统计资料显示,目前全世界共有136 个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中,其中有95 个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发,积极生产各种相关的节能新产品。1998,全世界生产的太阳能电池,其总的发电量达1000兆瓦,1999年达 2850兆瓦。而2008年,全球太阳能电池产量增幅85%,高达7.9GW Q-cells继续保持老大宝座,不过First Solar突然跃居老二,中国老大尚德电力力压日本巨头保住老三的位置;还像2007年一样,2008年中国最大出产国不变,并把德国和日本远远抛在脑后;预测2009年电池产量为10-14.7GW

图中准确数据为087.9GW,  07年为4.27GW

分析2008年全球太阳能电池Top10 top20,首先,德国厂家Solarworld退出前十;其次,所有日本厂家在top20里整体位置趋于逐降,并且逐渐失去竞争力,而中国厂家却在不断攀升。中国不仅保持其全球第一生产国的地位,并且与去年相比,产量翻了一番还多。尽管亚洲量压群雄,令其他国家望尘莫及,不过,从top10名单里来看,西方还是领先的,毕竟Q-cells还是位列老大。

Top10逐个看

1.     Q-cells

2008年,作为仅留的一个欧洲电池厂家,蝉联了他作为全球第一太阳能电池生产商的位置。事实上,Q-cellls竞争力非常强劲。去年电池产量为581.6MW(包括全资子公司Sontor生产的3.6MWa-Si/μ-Si微非组件,Calyxo3MWSolibro5MW),产量比2007年增长了49%(去年是389.2MW)。2007Q-cells力克日本夏普,勇夺世界第一,当时的市场份额达到9.1%;有趣的是,由于激烈的竞争,2008年市场份额降到了7.4%

其实,不管是市场份额还是产量,Q-cells都应该更高一些,但是由于金融危机,Q-cells调低了主营业务晶硅电池的产量,从585MW调到了570MW。据一些客户反映,Q-cells对他们的交货日期被推延到了2009年。据Q-cells对外发布的消息称,鉴于当前市场的变化情况,他们要利用年假期间来进行调整。预计Q-cells 2009年硅基电池产量在800MW1GW之间。这个区间听起来似乎大了些,其实早期他们还声称产量至少要达到1GW

在产能建设方面,其他厂子担心组件过剩,所以停止产能增长,而Q-cells却似乎在这方面有自己的打算。2008Q-cells不仅在Thalheim的产能目标成功实现760MW2007年产能是516MW),而且还寻找德国以外的机会,以便使产能翻番。2009年,Q-cells除了在Thalheim厂产能增加40MW外,还计划在马来西亚开工厂。硅棒、硅片和电池产能在第二季度达到520MW,从而使全年产能提升到1.32GW。此外,Q-cells还计划扩大薄膜电池产能。

2.     First Solar

2008Q-cells可谓演绎了恢宏,而CdTe电池生产商First Solar的表现却更加传奇。2007年,这家美国薄膜电池生产商闪电般跃居全球太阳能电池top10之列,成为全球第一个位列top10的薄膜电池生产商;而2008年,这家公司以504MW的产量毫无争议地飞跃到了全球第二,增幅高达152%。值得一提的是,Q-cells在丢失市场份额,而First Solar的市场份额却上升了1.7个百分点,达到6.4%。预计这家公司2009年在美国俄亥俄洲产出145MW,在德国产出不到192MW,在马来西亚产出将近167MW。据该公司发布的消息称,他们有一个目标,要将产量翻番到1GW。鉴于这条消息,预计2009年美国产出147MW,德国产出196MW,马来西亚产出657MW。看起来似乎挺困难,因为仅比产能1.1GW低了一点(马来西亚的产能为784MW)。但是,如果这个目标经努力可以实现的话,那么First Solar2009年会成为全球第一。不过经验告诉我们,First Solar过去通常都能超越自己的预期,所以我们相信这次他们也一定可以。

First Solar还必须重塑自己的社会形象。因为他们生产的组件不能循环再利用,所以该公司不仅要面对环境论者的抨击,同时还得面对由于使用了有毒的镉而造成的竞争压力。其实对于First Solar在光伏行业的竞争而言,经济上的竞争远比化学上的竞争重要。在去年的第四季度报表中,该公司声称自己成为全球光伏界首家突破1美元/W大关的企业,生产成本只有98美分。这意味着First Solar的组件降价空间很大,打开了抢夺客户资源的大门,尽管在经济最紧张的时候他们都可以保持高利润。

3.       Suntech Power

中国最大的光伏企业尚德电力有限责任公司2008年保持了全球第三的位置,以497.5MW的产量,仅比排在第二的First Solar低了那么一点点儿。这个数字使尚德电力首次超越了日本巨头夏普。与2007年的产量相比,2008年增长了48%,涨幅比排在第一的Q-cells的涨幅仅仅低了一点儿。但是,正如全球第一生产商一样,尚德的市场份额也有所下降,从原来的7.9%降到了6.3%,其中多晶硅电池占60%,单晶硅电池占40%

金融危机让尚德电力的管理层不得不决定采用更加保守的策略。尚德电力2009年产能不再增加,保持1GW,为了使产能得到实际利用,今年尚德电力将把产量提升60%,达到800MW。这意味着尚德电力在电池产量方面今年依然会名列前10,但是却会影响到2010年的排名。尽管2010年尚德决定将重新扩大产能,但是与其最大的竞争对手相比,速度慢下来了。

4.      Sharp

2008年夏普的太阳能电池产出为472MW,这个结果可能让尚德不得不检查自己的防守措施了。虽说夏普下滑了两位,屈列第四,不过这家日本巨头可能将时来运转了。其实30%的增长在top10里是最低的,一点也不出彩。2007年,夏普是363MW的产量(比上一年仅增长了16%)。这种年同比增长率的下降程度不仅对夏普来说是首次,就是在top10所有公司的历史上也是独一无二的。不过,2008年夏普6%的市场份额增长率让人觉得这家公司应该是个赢家。由于夏普对2009年没有任何官方的预测,我们预测增长率似乎不变,产量至少达到600MW

2008年,夏普单晶硅和多晶硅电池产量增长了27%,达到435MW;它在Katsuragi工厂的a-Si/μ-Si微非串联组件产量也上升81%,达到38MW,产能达到160MW。这个薄膜记录给我们启示,它告诉业界未来夏普将驶向何方。早在2007年的时候,夏普就声称要在Osaka地区的Sakai建设1GW规模的薄膜电池工厂;接着在200811月份,夏普又称从2010年中期开始,第一期产能要达到480MW(不知是否包括了Katsuragi薄膜的产能)。根据17Kyodo News报道,夏普将在今年某个时候开始生产薄膜电池,而不是2010年。此外,夏普可能会在意大利建设同样大小的薄膜工厂。在与意大利能源供应商Enel SpA和一个没有透露名称的欧洲公司达成的三方协议里,夏普在20081127日对外宣布将于12月签署一份备忘录,建设一座产能达到1GW的薄膜电池工厂,2010年中期开始,第一期产能为480MW。但直到目前为止夏普也没有对此事做进一步的确认。

夏普为什么重新对光伏产业重视起来,很可能是与日本政府计划重启著名的户用光伏系统补贴政策有关。但是可能还有另外一种原因,那就是洗去耻辱,王者归来。

5.       JA Solar

在排名第四的日本夏普和排名第五的中国晶澳之间跨度有170MW之多。据晶澳报道,2008年他们的产量达到300MW,其中90%的产品属单晶硅基电池。如果这个数据准确的话,那么晶澳的产量与2007年相比就增长了127%,市场占有率3.8%,年度产能750MW。名列top10第五对于晶澳来说进步神速——因为2007年晶澳首次进入top10,名列第十,2006年仅仅名列21。这样的攀升速度是两年来任何企业都没有的。

2009年,晶澳预计产量为500MW,同比增长67%;在产能建设方面,晶澳提出800MW1GW之间。之所以区间这么大,可能是由于金融危机的缘故,为了给自己留有回旋余地吧。

6.       Kyocera  

与夏普的命运一样,京瓷的排序也在下滑,下滑了两个席位,屈居第六。尽管如此,京瓷2008年多晶硅电池产量290MW,市场占有率3.7%;与2007年相比,增长了40%。今年京瓷预计多晶硅电池产量为400MW,增长38%。这样来看,由于其他企业的计划都比京瓷的高,所以这也说明2009年京瓷会继续下滑。

京瓷2008年在Shiga工厂的年底产能是360MW。对于今年没有任何预测。在200811月份,京瓷公布了一份计划,要在Shiga建第二座电池厂生产背接触(back-contact)新型电池,其转换效率为18.5%。尽管没有对产能建设做陈述,不过京瓷说到2012年三月公司在现有工厂电池产量将达到650MW。显而易见,到时候京瓷已经不再top10之列了。

7.      yingli Solar

京瓷之后是中国厂家英利新能源,2008年多晶硅产量为281.5MW,与2007年相比,增长了93%,这个数字足以将其市场占有率提高两个点,达到3.6%。不过其400MW产能只运用了2/3。今年英利发布了让人难以置信的计划,如果能在第三季度将200MW生产线安排到位的话,2009年年底产能将能上升到600MW。尽管如此,英利还是把年平均产能定位在550MW的水平上,不过该公司也坚持会产出550MW600MW的电池。除非是加速产能建设,否则我们是无论如何都无法相信这两个数字的。

8.      Motech

2008年台湾地区最大的太阳能电池厂家茂迪产出272MW,比前年增长了54%,不过还是降了两个席位,降到了第八。在台湾岛内产出了168MW的多晶硅电池和102MW的单晶硅电池,另有2MW的单晶硅电池是在大陆江苏的工厂生产的。江苏分厂2008年的产能为60MW,到2009年产能将升至120MW,因为增加了多晶硅电池生产线。台湾岛内,茂迪计划产能从350MW增至435MW,以使整体产能达到555MW2009年产量要达到415MW,其中360MW在台湾,55MW在大陆。

尽管去年茂迪与韩国多晶硅供应商DC Chemical签署了三份到2016年的多晶硅供应协议,不过我们关心的问题是:茂迪何时能从对美国多晶硅供应商AE50%的控股中获益。该厂计划今年开始生产,产能为1800吨。特别是在去年12月茂迪高层又同意再给AE投资490亿TWD的背景下提出这个问题就显得格外尖锐了。

9.      Sunpower

2008年,总部在美国加州,生产厂房在菲律宾的全球高效率保持者Sunpower初次进入Top10 Sunpower2008年单晶硅电池产量是237MW,从去年的Top13升到了Top9,市场份额为3%。电池产量增长率高达137%。今年电池产量将再增90%,达到450MW或更多。年底产能在2008年年底产能414MW的基础上增至574MW

10.  Sanyo

日本电子公司三洋——HIT太阳能电池制造商,2008年电池产量215MW,其中包括5MW的非晶硅(a-Si)薄膜电池。尽管2008年产量从前年的165MW增长了30%,还是从Top10名单里下滑了两个席位,屈居第十。

去年11月份,从Sanyo高层得到的消息称,日本的松下从今年4月份开始将完全控股Sanyo,这对于Sanyo太阳能业务将起到现实的促进作用,此外还将拓宽业务渠道。据117EE Time报道,松下总裁Funio Ohtsubo说,他的公司将通过全球分销渠道来推广HIT太阳能电池。

到目前为止,Sanyo并没有对2009年预算发布任何消息,我们猜测2009年他的产量为300MW。关于产能方面,除了5MWa-Si,两条HIT生产线加上其他电池,整体在340MW的样子。

(四).  我国太阳能电池行业现状

我国太阳能电池产业虽然发展很快,但技术进步却不明显,创新能力不强,自主创新的核心技术很少,产品的总体质量不如欧美日等发达国家和地区,包括设备制造在内的总体技术水平与发达国家有比较明显的差距。为此,在扩大行业规模的同时,应把更大的力气花在全行业的技术进步(包括技术标准的进步)方面。

在太阳能电池及其组件生产方面,据有关专家统计,2008年我国已有太阳能 电池 生产企业62家,产能4GW,产量2GW; 组件封装企业330家,产能5GW,产量3GW。按此推论, 太阳能 电池 企业平均产能65MW,产量32MW;组件封装企业平均产能15MW,产量9MW。这样的产业结构显然不符合集约型规模经济和可持续发展的要求,且将为后续的市场竞争埋下隐患。因此,在大力发展太阳能电池产业的同时,必须充分重视产业的优化升级和结构调整工作,扶持企业做大做强,提高国际市场的竞争力,避免重复布点建设,防止恶性竞争。与此同时,尽管我国迈入薄膜太阳能电池领域处于刚刚起步阶段,但已涉足该领域的企业数量已有20家左右,鉴于薄膜太阳能电池 建设的固定资产投资额将数倍于晶硅太阳能电池 ,则更应尽量避免建设和发展中的盲目性。

  20世纪90年代以来,全球太阳能电池行业以每年15%的增幅持续不断地发展。据Dataquest发布的最新统计和预测报告显示,美国、日本和西欧工业发达国家在研究开发太阳能方面的总投资, 1998年达570亿美元; 1999646亿美元; 2000700亿美元;2001年将达820亿美元; 2002年有望突破1000亿美元。