Быстрое развитие технологии солнечных элементов обеспечивает постепенный рост рынка

Непрерывное снижение затрат и повышение эффективности в фотоэлектрической промышленности обусловили быстрое развитие рынка фотоэлектричества. Экономическая жизнеспособность фотоэлектрической генерации стала заметной, и ее доля в структуре электроснабжения также неуклонно растет. С 2023 по 2024 год благодаря постоянным технологическим прорывам, инновациям в процессах и применению новых материалов по всей цепочке фотоэлектрической промышленности эффективность фотоэлектрического преобразования солнечных элементов увеличилась с 23,2% до более чем 26%, а основной диапазон мощности модулей увеличился с 540-600 Вт до 580-710 Вт, что позволило осуществить рыночный переход от P-типа к N-типу.

Однако из-за быстрого расширения мощностей дисбаланс между спросом и предложением в отраслевой цепочке стал заметным, что привело к жесткой ценовой конкуренции и потерям. Чрезвычайное снижение затрат устранило премию за высокоэффективные продукты. Тем не менее, в среднесрочной и долгосрочной перспективе продукты с более высоким приростом выработки электроэнергии и большим потенциалом для технологического совершенствования будут первыми, кто получит рыночные преимущества во время следующей волны взрывного роста рыночного спроса.

1. Повышение выработки электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла является основным фактором разработки продукции

Для продуктов PV-модулей основными показателями производительности генерации электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла являются эффективность фотоэлектрического преобразования и деградация. Такие факторы, как эффективная площадь приема света, производительность при слабом освещении, температурный коэффициент и противомикротрещинная производительность PV-модулей, условия освещения на проектных площадках и равномерность облучения, а также влияние инкапсуляционных материалов на производительность солнечных элементов, существенно влияют на выработку электроэнергии PV-модулем.

Теоретический предел эффективности преобразования кристаллических кремниевых ячеек составляет 29,4%. Для различных технологий ячеек теоретические пределы эффективности различаются: ячейки TOPCon и HJT имеют теоретический предел эффективности 28,5%, а ячейки с обратным контактом (BC) имеют теоретический предел эффективности 29,1%. Теоретический предел эффективности может быть улучшен с помощью технологических инноваций и внедрения новых материалов, но пространство для улучшения ограничено. Ведущие отечественные фотоэлектрические компании вложили значительные средства в НИОКР в технологическую разработку модулей. Лабораторная эффективность солнечных ячеек приближается к теоретическому пределу, а уровень эффективности массового производства также быстро улучшается. В настоящее время эффективность массового производства лучших отечественных ячеек TOPCon составляет около 25,5%, ячеек HJT около 25,8%, а ячеек BC около 26,5%. С точки зрения теоретической предельной эффективности и наилучшей эффективности, достигнутой в массовом производстве, ячейки BC имеют более очевидное преимущество.

Продукты с более высокой выработкой энергии неизбежно станут мейнстримом рынка. В настоящее время все еще ведутся споры о пути развития основных технологий на ближайшие три-пять лет, в основном потому, что время индустриализации высокоэффективных продуктов, таких как модули TOPCon, HJT и BC, относительно короткое, а эмпирические данные по проектам, доступные для отслеживания, ограничены. Трудно сравнивать выработку электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла. Однако рыночный спрос на высокоэффективные модульные продукты продолжает расти, при этом внутренние и международные конечные пользователи активно пробуют новые технологии. Продукты TOPCon быстро заменили PERC, заняв более 70% доли рынка. Технологии HJT и BC относительно более сложны, а скорость их индустриализации ниже. Однако количество проектов HJT и BC и установленная мощность постепенно увеличиваются в 2024 году как внутри страны, так и за рубежом. Примечательно, что модули BC привлекли широкое внимание рынка в 2024 году, появляясь как в распределенных, так и в централизованных проектах. Они стали ключевым направлением НИОКР для фотоэлектрических компаний. Процесс индустриализации может ускориться в будущем.

II. Текущая структура рынка солнечных батарей

Скорость итерации рынка солнечных элементов, переходящих с P-типа на N-тип, значительно превзошла ожидания рынка. Согласно опросу SMM, в 2022 году рыночные доли монокристаллических элементов PERC, TOPCon, HJT и BC в Китае составили 91,11%, 6,29%, 0,6% и 0,2% соответственно, при этом небольшое количество поликремниевых элементов все еще оставалось на рынке. К 2023 году поликремниевые элементы практически ушли с рынка, а рыночные доли монокристаллических элементов PERC, TOPCon, HJT и BC составили 73%, 23,6%, 1,8% и 0,9% соответственно. В первом полугодии 2024 года элементы TOPCon превзошли элементы PERC и стали основным направлением рынка, при этом их рыночная доля превысила 75%, рыночная доля PERC упала до 20%, а совокупная рыночная доля элементов HJT и BC выросла до 5%.

2023 год стал периодом быстрого роста спроса на ячейки N-типа, а также периодом обострения противоречий. С точки зрения конечных пользователей фотоэлектрических систем, доля закупок модулей N-типа государственными предприятиями и центральными предприятиями увеличилась с менее чем 10% в начале 2023 года до более 67% к концу года. Экспорт модулей N-типа также постепенно увеличивался, при этом ежемесячная доля ячеек N-типа в Китае выросла с 10% в начале года до 48,68% в декабре. В течение 2023 года на рынок вышло большое количество новых производителей ячеек, а существующие производители ячеек значительно расширили свои возможности для сохранения доли рынка. Мощность ячеек TOPCon выросла с 65 ГВт в начале года до более чем 490 ГВт к концу года, а общая мощность солнечных ячеек достигла 961,31 ГВт к концу 2023 года. Дисбаланс между спросом и предложением ячеек был значительным, при этом внутренняя скорость эксплуатации солнечных ячеек упала с более чем 90% в конце первого квартала 2023 года до примерно 77% к концу года. Общий спрос на солнечные ячейки в Китае в 2023 году составил приблизительно 530-540 ГВт (включая экспорт), при этом спрос на ячейки TOPCon составил менее 150 ГВт. Поскольку конкуренция среди производителей ячеек TOPCon была жесткой, премия за продукт быстро исчезла, и появился рынок ячеек TOPCon по той же цене, что и ячейки PERC.

В 2024 году ценовая война охватила всю цепочку фотоэлектрической промышленности, и премия за высокоэффективные ячейки TOPCon исчезла. Уровень завершения запланированных проектов по мощности на 2024–2025 годы составил всего 40%. Согласно опросу SMM, по состоянию на август 2024 года мощность ячеек TOPCon достигла более 770 ГВт, что составляет почти 70% от общей мощности солнечных батарей Китая, при этом спрос вырос с примерно 60% в начале года до примерно 90% в августе. Однако темпы роста спроса не соответствовали темпам роста предложения, и средняя скорость эксплуатации солнечных ячеек в 2024 году упала ниже 60%. Большинство линий по производству ячеек TOPCon новых производителей работали менее чем на 20% мощности. Из-за того, что текущие рыночные цены на ячейки были ниже себестоимости и недостаточный рыночный спрос, компании столкнулись с убытками при производстве, при этом некоторые производители приостановили производство на несколько месяцев и постоянно откладывали возобновление. Первоначально запланированная мощность новых ячеек TOPCon составляла около 1500 ГВт, но по состоянию на август 2024 года фактическая реализованная мощность составила менее 650 ГВт, при этом более 140 ГВт линий по производству ячеек PERC были или будут переведены на ячейки TOPCon. Из-за дисбаланса спроса и предложения солнечных ячеек Topcon и потери премий волна расширения ячеек Topcon во второй половине 2024 года временно прекратилась.

III. После солнечных элементов TOPCon, элементы BC становятся центром следующего раунда технологической итерации.

Чтобы направлять упорядоченное расширение предприятий фотоэлектрической промышленности, ускорять трансформацию отрасли, модернизацию и структурные корректировки, а также содействовать качественному развитию фотоэлектрической промышленности, Департамент электронной информации Министерства промышленности и информационных технологий публично запросил мнения по «Регламенту и мерам управления объявлениями для отрасли производства фотоэлектрической промышленности (проект для обсуждения)» в июле 2024 года. Отраслевые правила сформулированы на основе принципов оптимизации компоновки, корректировки структуры, контроля общего объема, поощрения инноваций и поддержки приложений. Они направлены на то, чтобы направлять предприятия фотоэлектрической промышленности для сокращения проектов, которые просто расширяют мощности, укреплять технологические инновации, улучшать качество продукции и снижать производственные затраты.

В проекте Положения и мер управления объявлениями для отрасли производства фотоэлектрических систем (издание 2024 г.) упоминаются следующие основные моменты, касающиеся качества и технологии производства модульной продукции:

(1) Предприятия обязаны тратить не менее 3% от общего объема продаж и не менее 10 миллионов юаней ежегодно на НИОКР и совершенствование процессов;

(2) Существующие производители модулей обязаны гарантировать, что средняя эффективность фотоэлектрического преобразования монокристаллических кремниевых ячеек P-типа и монокристаллических кремниевых ячеек N-типа (двусторонних ячеек, рассчитанных по эффективности передней стороны) составляет не менее 23,2% и 25% соответственно. Средняя эффективность фотоэлектрического преобразования монокристаллических кремниевых модулей P-типа и монокристаллических кремниевых модулей N-типа (двусторонних модулей, рассчитанных по эффективности передней стороны) должна быть не менее 21,2% и 22,3% соответственно;

(3) Новые и расширенные предприятия и проекты должны гарантировать, что средняя эффективность фотоэлектрического преобразования монокристаллических кремниевых ячеек P-типа и монокристаллических кремниевых ячеек N-типа (двусторонних ячеек, рассчитанных по эффективности передней стороны) будет не менее 23,7% и 26% соответственно. Средняя эффективность фотоэлектрического преобразования монокристаллических кремниевых модулей P-типа и монокристаллических кремниевых модулей N-типа (двусторонних модулей, рассчитанных по эффективности передней стороны) должна быть не менее 21,8% и 23,1% соответственно;

(4) Требования к эксплуатационным характеристикам модульной продукции, выпускаемой предприятиями, следующие: скорость деградации кристаллических кремниевых модулей P-типа не должна превышать 2% в первый год, 0,55% ежегодно в дальнейшем и 15% в течение 25 лет. Скорость деградации кристаллических кремниевых модулей N-типа не должна превышать 1% в первый год, 0,4% ежегодно в дальнейшем и 11% в течение 25 лет.

Регламент устанавливает требования к будущей эффективности фотоэлектрического преобразования модулей. Согласно опросу SMM, текущие средние уровни эффективности большинства модулей соответствуют требованиям к эффективности и скорости деградации, указанным в регламенте. Однако некоторые новые предприятия по производству модулей TOPCon сталкиваются с определенными техническими проблемами при повышении эффективности, что приводит к более низким, чем ожидалось, улучшениям. Текущий основной диапазон эффективности массового производства ячеек TOPCon составляет 24,7% -25,4%. Ведущие отечественные предприятия по производству ячеек могут массово производить ячейки сверхвысокой эффективности (более 26%), но доля продукции на этом уровне эффективности относительно низка. В будущем предприятия с эффективностью фотоэлектрического преобразования ячеек N-типа ниже 25% и эффективностью модулей N-типа ниже 22,3% могут быть быстро устранены с рынка. Требование к новым и расширенным предприятиям и проектам по достижению эффективности фотоэлектрического преобразования N-типа 26%, несомненно, устанавливает высокий порог для новых участников.

По мере того, как эффективность массового производства ячеек TOPCon постепенно приближается к теоретическим уровням, сложность дальнейшего повышения эффективности становится все больше, а пространство все более ограниченным. Для повышения конкурентоспособности и сохранения доли рынка и положения крупные предприятия по производству солнечных элементов обращаются к технологии TBC. С точки зрения эффективности преобразования продукция BC-модулей более чем на 0,5% выше, чем модули TOPCon. По данным SMM, ведущие предприятия по производству модулей имеют технические резервы для ячеек BC, и в будущем больше производителей наладят линии массового производства ячеек BC.

Хорошо известно, что технология производства ячеек BC является весьма сложной, требующей мощных возможностей НИОКР и значительных финансовых вложений, а также долгосрочного технического накопления и изучения процесса. В настоящее время только два ведущих предприятия, Longi и Aiko, имеют массовое производство ячеек BC с общей мощностью более 50 ГВт. По данным SMM, некоторые предприятия добавят линии массового производства ячеек BC во второй половине 2024 года. Для других предприятий, которые все еще находятся на стадиях НИОКР и пилотных проектов, может потребоваться 2-3 года, чтобы достичь стадии зрелого массового производства, в зависимости от их технических возможностей. Ожидается, что ячейки TOPCon останутся крупнейшим типом ячеек в течение следующих трех лет. Однако по мере роста рыночного спроса на ячейки с более высокой эффективностью преобразования все больше предприятий будут инвестировать в мощность ячеек BC. Ожидается, что мощность ячеек BC достигнет 100 ГВт в 2025 году, при этом рост будет в основном за счет Longi и Aiko. Прогресс массового производства других ведущих предприятий может ускориться в 2026 году, при этом мощность ячеек BC потенциально может достичь более 160 ГВт и, возможно, превысить 200 ГВт в 2027 году.

Резюме

Итеративный путь технологии солнечных элементов и направление оптимизации поддерживающей ее цепочки поставок стимулируют развитие всей цепочки отрасли, которая всегда была ключевым направлением рынка. Высококачественное развитие отрасли требует постоянных технологических инноваций и итерации продукта. В ближайшие два-три года рост мощности солнечных элементов будет происходить за счет элементов с более высокой эффективностью преобразования, причем элементы BC имеют значительный потенциал.

Мао Тинтин, старший аналитик по фотоэлектрическим системам в SMM

Источник: https://news.metal.com/newscontent/102929641/Rapid-Iteration-of-Solar-Cell-Technology-Brings-Incremental-Growth-to-BC-Cell-Market%C2%A0