2023-11-30 15:08:32 发布人:hao333 阅读( 4747)
做电视的创维、做拖鞋的宝丰时尚、做空调的格力、做益智玩具的沐邦高科……自“双碳”战略使光伏成为炙手可热的风口以来,各行各业杀入光伏领域展开竞逐。在很多人眼里,追...
做电视的创维、做拖鞋的宝丰时尚、做空调的格力、做益智玩具的沐邦高科……自“双碳”战略使光伏成为炙手可热的风口以来,各行各业杀入光伏领域展开竞逐。在很多人眼里,追捧光伏,就是追逐未来。
作为绿色电力的主要来源,车企尤其关注光伏。试想,如果一家车企既能做好光伏,又能做大储能,还能玩转新能源汽车,相当于打通了从绿色电力的生产、储存到使用的链条,获得的市场空间将是难以想象的。
野心勃勃的特斯拉早已把光伏写入“宏图计划”中。从2016年以26亿美元股票收购SolarCity正式进军光伏开始,特斯拉不断扩大新能源投资版图。今年3月发布的“宏图计划”第三篇章,电动汽车甚至不再是主角,大量篇幅留给了“如何通往可再生能源道路”的内容上。
在中国,包括吉利、广汽、理想、奇瑞等资金雄厚、制造经验丰富的车企,纷纷把脚踏入光伏产业。这其中,由王传福掌舵的比亚迪,算是和特斯拉理念最相近的企业了。早在2010年,王传福就曾表达了这样的愿景:终有一日,人们不仅驾驶的是比亚迪汽车,居住的也是由比亚迪建造的,配有光伏、储能系统的新能源住宅。
11月上旬,比亚迪官宣布局下一代光伏技术——钙钛矿,并组建了一支专业化的光伏技术研发团队,重心放在能量转换效率的突破上。
在新能源汽车和储能市场,两大汽车巨头已经在正面交锋,而战火向光伏蔓延的趋势也已不可阻挡。这或许,又将是一场贴身肉搏的较量。
光伏+汽车,会产生怎样的化学反应?
2021年2月,“隐身”多年的吉利掌门人李书福高调出手,斥资228亿元大举进军光伏业,并在全产业链上进行布局,如此大幅度的跨界不禁让人有些错愕。
无独有偶,通用汽车斥资100多亿元进军建筑光伏一体化;大众汽车不惜血本收购中国某光伏电池制造企业……
无论是国内还是海外,主流车企开始密集地和光伏发生“化学反应”,就连新势力之一的理想汽车,觊觎光伏市场长达两年之久,也终于按捺不住,在2023上半年坐上了牌桌。
这是一场关于企业和资本的“双人舞”,而特斯拉就是那位“领舞者”——在新能源跨界方面提供了范本模式。正因此,不少车企师从特斯拉,在战略布局和路径选择上,都大体相同。
首先,生产汽车只是特斯拉的阶段性任务,马斯克已明确将以“汽车”与“能源”为主线构造其商业版图,完善特斯拉新能源电动汽车充电需求,并将太阳能光伏发电作为新的投资盈利增长点。
特斯拉正在建设一个由太阳能供电、靠电池运行并且以电动汽车为交通工具的世界
在2016年公布的“宏图计划”第二篇章,特斯拉第一次提出全面拥抱太阳能。于是在同年6月,特斯拉以26亿美元收购美国光伏企业Solar City为标志,正式进军光伏行业。此后,特斯拉继续加大光伏领域的投资:
例如2020年一季度财报会议上,马斯克提出至少1000个屋顶安装团队的构想。
在2021年美国德州断电事故中,特斯拉旗下的光伏屋顶和Powerwall电池系统名声大噪之后,同年推出了首款自研光伏逆变器,并在上海启用了中国首座光储充一体化充电站。
从长期来看,如何找到一条通往可再生能源的道路,是特斯拉自身的使命所在。对于更加务实的中国汽车企业来说,光伏事关企业能源转型的长期战略。汽车未来想要出口欧美,就要想办法在制造端持续脱碳。最直接的方式,就是在工业园区和厂房安装光伏。
而光伏和汽车同属大规模标准化制造,同时光伏的准入门槛较低,生产制造比汽车要简单。与此同时,作为典型的重资产结构的行业,进军光伏最需要的不是科技和渠道,而是大笔低成本的资金。资金恰恰是财大气粗的汽车企业最不缺的。因此,有雄厚资金和制造经验成为汽车企业进军光伏的重要底气。
马斯克曾表示,未来能源业务的增速将远远超过汽车业务,达到300%的年复合增幅,最终让能源业务与汽车业务并驾齐驱。
为了扩大光伏业务的规模,特斯拉把新能源汽车作为“移动式的电力充储系统”,探索“光伏储能与电动车一体化”的商业模式,即给家庭和企业用户安装配套储能的光伏系统,将白天产生的电力储存起来,在夜间或停电期间为家庭提供电力。
在特斯拉消除化石燃料的计划中,以光伏为主的可再生能源贡献了35%的比例
在国内,不少车企也在效仿特斯拉,通过投资光伏车棚,整合太阳能和储能技术,打通能源从吸收、存储到应用的各个环节,逐步探索“光储一体”的业务模式。一方是供给,一方是需求,当光伏作为能源流展开,车企后续的充电业务就成了重要受益者。目前看来,大部分车企的光伏计划都少不了这一点。特别是掌握电池核心技术、自有储能电池生产线的车企,更加坚定了向光伏发起进击的决心。
不过,由于中美在电网灵活性和家用储能市场成熟度的不同,导致中国汽车企业发展“光储一体”相对更具挑战。同时,中国的光伏产业高度成熟,并形成了较为稳定的竞争格局,在规模、技术、成本、质量等方面,都已成为光伏老兵的护城河。而且,在当下产能过剩、价格厮杀激烈的情况下,行业的集中度会进一步向头部靠拢,因此,车企跨界光伏,前路并非坦途。
比亚迪就是最典型的例子。
比亚迪光伏,从明牌到暗牌
如果说特斯拉不再是纯粹意义上的电动汽车品牌了,那么在国内,也有一家不希望被冠以汽车制造商帽子的企业,那就是比亚迪。
很少有人知道,比亚迪曾是中国光伏产业的“一代宗师”,其业务重要性曾一度高于新能源汽车。奈何汽车业务功高盖主,光伏业务相比之下有些暗淡失色。但实际上,比亚迪手握不少光伏产业链上下游多个环节的技术,其光伏项目产品遍布全球二十多个国家。
直到比亚迪在11月除官宣布局钙钛矿电池,才唤醒一些人的记忆。原来,比亚迪还是一家正经的光伏制造商。
2007年,比亚迪副总裁何龙带领十几名技术员组成的研发攻坚小组,力争把比亚迪汽车车身板的技术运用到光伏技术中,从而达到降本目的。次年,比亚迪就成立了光伏公司,并开始建设多晶硅和太阳能电池产线。
彼时,国内的光伏市场尚未被激活,上游多晶硅的生产技术又被美、日、德三国“卡脖子”,产业链和市场两头在外。无奈之下,各路玩家只能做技术门槛较低的组件加工生意。
为了固定硅料、硅片的采购价格,防止上游原材料价格上涨,比亚迪和当时很多厂商一样,只能签订长期合同,然后用低价策略撬开海外市场。但2008年全球金融危机给光伏产业当头一棒,导致欧美光伏需求骤减,多晶硅价格直线下滑。国内众多光伏厂商不得不以双倍价格购买硅料,做着亏本的买卖。
本以为危机解除市场开始回暖,结果2011年欧美启动了“反倾销、反补贴”的调查,第二波暴击让中国光伏产业大难临头。据不完全统计,当年有超过350家企业宣告破产,登顶过全球第一的无锡尚德在2013年彻底崩盘。
所幸,比亚迪具备承受失败的能力,靠其他业务赚的钱,光伏业务存活了下来。
作为比亚迪在清洁能源领域的重要布局,过去16年,团队在光伏领域做了大量的技术研发和应用推广工作,可业绩方面始终是比亚迪的“拖油瓶”,未能摆脱亏损命运,以至于成为比亚迪想提却不敢提的标签。
在比亚迪的历年财报中,光伏一直与二次充电电池业务的数据合并公布,营收占比一直在7%-8%的体量之间。然而,光伏业务究竟占比多少、盈利能力如何一直成迷。
2018年,当隆基带着更具效率、有更大降本空间的单晶硅进场时,光伏产业降本增效、技术为王的主旋律开始了。面对众多实力不俗的竞争对手,比亚迪决定“先做精一个市场,然后向其他国家复制”,于是放弃了国内光伏业务,把市场重心放在了海外市场。
比亚迪太阳能AURO N系列的N型TOPCon组件NLTK-36
选来选去,巴西,这个既有政策,又有丰富的太阳能资源,竞争比欧美和中国都更小的国家,成为了比亚迪光伏的破局点。
在巴西的坎皮纳斯,比亚迪投资了约4800万美元用于光伏组件的生产,并在坎皮纳斯大学成立了太阳能研发中心。
在发展路线上,比亚迪光伏总是与汽车、储能业务形影相随,这是和其他光伏企业显著的差异。在这两大业务的加持作用下,比亚迪在2020年累计出货超10GW,超越了隆基和晶澳,跻身巴西光伏组件市场前五。
实际上,比亚迪光伏近几年一直在奋力追赶。从2019年比亚迪开始在财报频繁提及高质量产品,到2021及2022年报及半年报中又进一步提出要积极布局新技术,着力技术研发,家底愈发殷实的比亚迪,先后在2020年和2022年,分别入股阿特斯和金石能源,延伸TOPCon、HJT的产业链条。通过不断加大光伏技术的投入力度,缩小和对手的差距。
如今,光伏、储能和新能源汽车,这三驾马车承载了比亚迪的野心。去年10月,比亚迪推出的户用光伏解决方案,集成了户用光伏系统+新能源汽车+储能+充电桩,提供了一个围绕家居场景整体化的方案。
围绕清洁能源的获取、存储再到应用,比亚迪的业务布局方向已足够清晰,不过距离王传福构想的宏伟蓝图,还有很长的路要走。特别是光伏和比亚迪其他业务之间的差距,需要快速补齐。
钙钛矿,一条公平的起跑线
一直以来,驱动光伏行业发展的核心因素是不断降低的度电成本。根据CPIA数据,光电转化效率每提升1%对应度电成本下降5%-7%,这个量级对比是非常惊人的,考虑到装机规模动辄GW、MW,带来的成本优势无疑是巨大的。
因此,光伏技术迭代一直是沿着提升光电转换效率的路径前行,从BSF到PERC/PERC+,再到TOPCON、HJT……为了转换效率的提升,各大厂家进行研发军备竞赛,基本上以月为单位进行迭代升级,即便提升了千分之几的效率也被视为成功的技术突破。
然而,任何技术都有理论上的转化效率极限。晶体硅太阳能电池理论极限效率为29.43%,普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5%;TOPCon电池理想条件下最高效率为27.5%;HJT电池效率上限为28.2%~28.7%。
于是,当能量转换效率逼近天花板时,光伏企业拼的不是技术创新,而是比谁的规模化降本更狠。
光伏技术路线图
在全球经济放缓的大背景下,光伏产业作为为数不多的高景气、快速增长的行业,吸引了大量新进入者和跨界资本,叠加原有企业的扩产,产业终端需求难以消化短时间过快增长的新增产能,于是出现了阶段性和结构性的过剩,厂商为了出货,只能狂卷价格。
例如光伏组件的价格,自年初的每瓦1.8元左右,下降到如今的不及1元,已经逼近成本线。部分企业甚至以低于成本的价格参与市场竞争,导致行业竞争空前加剧。
于是,作为最具有前景的下一代光伏技术——钙钛矿,从去年开始在资本市场上赢得了“明星般”的待遇。除比亚迪之外,宁德时代、腾讯、长城等实力玩家均在做技术储备。
自2009年日本人发明这种电池以来,单结钙钛矿电池的转换效率从3.8%快速上升至26.7%。其中还有很多世界纪录是中国人创造的。截至目前最高的两个效率记录,一是隆基绿能晶硅-钙钛矿叠层电池的33.9%,二是武汉大学窄带隙钙钛矿子电池的27.62%。
对于在晶硅路线上不占优势的多数车企来说,钙钛矿无疑让他们和光伏巨头站在了同一条起跑线上。
长城汽车是国内最早布局钙钛矿的车企。去年3月正式入局,8月与江苏省锡山经济技术开发区签署战略协议,计划投资30亿元建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心及总部大楼。
业界认为,长城汽车董事长魏建军和比亚迪一样,都在“下一盘大棋”。在长城汽车规划的生态体系中,以锂电为主的蜂巢能源,专注氢能源技术的未势能源,以及2020年脱胎于长城汽车研究院钙钛矿技术团队的极电光能,与特斯拉和比亚迪的各个板块一样,彼此之间并非孤立的存在。
在行业人士看来,车企之所以愿意布局钙钛矿,还有另一个原因,那就是希望将其做成未来车载能源的补充。例如汽车集成光伏,通过汽车上的光伏全景天窗来发电,用于支持供暖、通风和空调系统等。
搭载光伏电池板的特斯拉CyberTruck
在欧洲,一些货运卡车已经开始身披“光伏外衣”,变成了轻度混合动力车。比亚迪也在畅想光伏的高光时刻——未来的新能源车,由车顶的光伏电池提供动能,停车之后会自动充满电。
去年6月,据《全球光伏》消息,韩国现代汽车集团已与蔚山国立科学技术研究所的一个研究团队合作,开发了一种新的钙钛矿太阳能电池,可以在阳光下为车辆充电。
根据CPIA的预测,2023年国内钙钛矿新增产能将达0.5GW,2030年将达到161GW;渗透率方面,预计2023年钙钛矿渗透率为0.2%,2030年达到30%。这组数字足以说明,钙钛矿未来巨大的市场潜力。
新能源市场历来很难控制成本,除了技术变革,其他路线多少都有些杯水车薪。在利润方面,晶硅路线一直在追求“一体化”,而钙钛矿最与众不同的是,组件制备仅需单一工厂,省去了硅料、硅片、电池片、组件这四个环节,生产过程耗时大幅缩短,能耗和材料成本也大为降低。
截至目前,极电光能、纤纳光电、协鑫光电等都已有百兆瓦级以上的产线。即将到来的2024年,钙钛矿将从百兆瓦向吉瓦级别的产线发起冲击。随着产业化的脚步临近,光伏产业走到了新旧交替的十字路口。对于“新势力”玩家来说,手握钙钛矿,就等于拥有了解锁光伏新机遇之门的钥匙。
险峰长青新能源投资人骆潇濛告诉虎嗅,从今年开始,钙钛矿已逐渐脱离“概念火热”的阶段,达到了商业化的前夜,1m*2m钙钛矿单结组件效率已经达到了18%,未来就看谁能够更快加速产业化进程。
现阶段,钙钛矿还存在一定的缺陷,良品率远低于85%的量产化要求,制约了它的商业化应用:
比如钙钛矿材料容易受温度湿度影响,在户外环境下效率衰减得很快。再比如钙钛矿的量产,是目前最为棘手的问题。虽然在实验室环境和1cm2小面积喷涂下,钙钛矿很容易实现高转换率,但一旦放大面积,镀膜材料就会因沉积变得不均匀。
目前钙钛矿要改进这些问题,很难通过理论推导解决,只能不断从重复的实验中测试数据、总结规律。至于钙钛矿能否顺利走上产业化道路,以及何时能走上产业化道路,目前仍是未知数。骆潇濛判断,钙钛矿组件商业化的拐点最早也要等到2025年。而钙钛矿叠层电池大面积替代晶硅电池,应用在集中式光伏场景,至少要到2030年以后。
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