近日,中國華能集團在新能源領域深入布局,投資成立了華清鈣鈦礦光伏技術(北京)有限公司,初始注冊資本為10997萬。其中,中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司為控股股東,持股69.05%。
該公司屬中國華能集團旗下專注于清潔能源技術研究、開發與應用的全資子公司,在新能源領域的技術創新、工程應用以及產業化推進方面扮演著重要角色。
鈣鈦礦電池屬于第三代太陽能電池,也被稱為新概念太陽能電池。利用一種獨特晶體結構的材料作為吸光層,與傳統的晶硅電池相比,鈣鈦礦電池具有更高的光吸收能力,需要的原材料更少,生產成本更低,同時能達到更高的效率,在產品面有著單結電池和疊層電池兩種分化。
目前,鈣鈦礦技術,已經進入產業化重要階段。頭部企業著手建設GW級產線,業內關注度極高。
其中,仁爍光能于2022年建成10MW全鈣鈦礦層研發中試線,2023年底投產150MW量產線,2024年規劃建設GW級大規模量產線。
協鑫光電在2021年建成100MW鈣鈦礦產線。2024年5月,協鑫光電正式開工建設GW級大尺寸商用鈣鈦礦組件生產基地。
而極電光能2022年百兆瓦產線投產,2023年4月,就啟動了全球首條1GW鈣鈦礦光伏生產線建設。
然而,鈣鈦礦企業也面臨著產品應用面過于狹窄的問題,商業化、規模化進程緩慢。此時,華能集團再度深入布局,對鈣鈦礦產業來說意義非凡。
進程緩慢有多慢
鈣鈦礦技術近年來取得了顯著成果,行業內鈣鈦礦產線布局加速推進。
自2021年起,主要企業陸續搭建并投產百兆瓦級鈣鈦礦產線:協鑫光電率先在2021年建成投產了100MW產線;隨后,纖納光電、極電光能、無限光能等公司相繼獲得融資,積極布局兆瓦級產能,進一步推動了技術的工業化進程。
2023年,鈣鈦礦產業邁向GW級產線建設。協鑫光電、仁爍光能與極電光能便是最好代表。
從產業化進程來比較,單節技術路線要快于疊層,上述三大企業的產線幾乎都選用了單節。
鈣鈦礦單節技術進步很快。極能光電在2023年研發的810.1平方厘米單結組件穩態效率達到了19.5%。協鑫光電在今年年初,已經將2平方米全尺寸鈣鈦礦單結組件的穩態效率提升到19.04%。
疊層技術也有了相當的突破。其中,協鑫光電取得了顯著進展,2024年6月,據昆山協鑫光電官微發布消息稱,其推出的2050cm2疊層組件再一次打破轉化效率記錄,達到27.34%,進一步鞏固了鈣鈦礦技術在提升組件效率上的技術優勢。
這一成果相當可貴,疊層技術路線在效率方面看似優于單結技術路線。目前報道的兩端全鈣鈦礦疊層太陽能電池的認證效率已超過33.0%,其中,2023年11月,隆基綠能自主研發的晶硅鈣鈦礦疊層電池效率更是突破至33.9%,成為全球最高。
然而,這種高效率大多局限于較小面積的電池,如何在大面積全鈣鈦礦疊層電池中保持相同的性能,仍是行業面臨的挑戰之一。
與此同時,鈣鈦礦的商業化應用也在逐步推進。2023年7月,全球首個鈣鈦礦漁光互補電站在浙江衢州并網運行,成為商業化落地的重要一步。衢州生產基地項目規劃5GW產能,總投資達54.6億元。
然而,鈣鈦礦產業的規?;瘧萌悦媾R挑戰。根據廠商披露的數據,2023年全球鈣鈦礦光伏產能預計為0.88GW,市場化進程尚在探索階段,距大規模商用尚有較長的路要走。
更為直觀的表現為,頭部廠商開賣產線。今年8月,仁爍光能,在微信公眾號平臺發布了一則信息,公司開始“協助客戶建設百兆瓦級單結鈣鈦礦光伏組件產線”,并提供全方位、多層次的技術服務。
此前,極電光能的副總裁王雪戈,也提到極電光能在鈣鈦礦裝備業務方面的“交鑰匙”產線解決方案。
出售產線甚至交付技術,對電池、組件廠商來說,無疑有著培植對手的隱患。有企業在回應外界質疑中提到,做大行業有利于整體性降本。以此來看,規?;允切母勾蠡肌?/span>
央企下場,提速多少?
鈣鈦礦一直以來被戲謔故事感太重,是因為它身上總帶著一種“未來可期”的神秘感,卻偏有著壽命短,穩定性差,效率衰減過快的致命缺陷。
對鈣鈦礦整條產業鏈來說,在資本市場陰晴不定和盈利艱難的局面下,央企深入布局是個絕對的好消息。
事實上,鈣鈦礦一直是央企重點關注的技術路線,但大多停留在突破效率方面,而在產業化、規?;黄戚^少。華能是少有的兼顧者。
早在2013年,華能就開始著手鈣鈦礦太陽能電池的基礎理論研究,成為國內最早進入這一新興領域的能源企業之一。2015年,華能率先開展了實驗室級別的小面積鈣鈦礦研發,初步實現了18.8%的電池效率,處于國內領先水平。
到2019年,華能在鈣鈦礦領域取得了重大突破,小面積電池的效率攀升至22.8%。同年,華能生產出100平方厘米的電池模組,效率達到了18%。
2020年,華能進一步推進了鈣鈦礦技術的產業化進程,建立了大面積模組的中試實驗線。
2021年3月,華能完成了首片3500平方厘米鈣鈦礦光伏組件下線。
2022年4月,華能清潔能源技術研究院成功研發,并于山東淄博的百兆瓦中試線下線了全球首塊大尺寸矩陣疊片光伏組件,突破了美企對該工藝專利的控制。
到了2023年12月,由中國華能集團牽頭實施的全球最大商用尺寸兆瓦級鈣鈦礦光伏組件示范項目——位于青海共和塔拉灘的30萬千瓦光伏建設項目成功并網發電。該項目為鈣鈦礦光伏電池的商用化打開了大門。
除了華能,中核集團也在鈣鈦礦技術領域展開了布局。中核集團旗下的中國核電公司于2023年6月通過了一項關于柔性與剛性鈣鈦礦電池中試產線的研發項目。中核光電作為鈣鈦礦技術的主導方,計劃在2024年投產兩條100MW的中試線,分別用于剛性和柔性鈣鈦礦組件的生產。
公司還計劃于2026年引入戰略投資,并推進GW級產線的建設,實現規?;慨a。值得一提的是,中核光電的大面積鈣鈦礦組件已經在效率上達到了顯著成績,剛性組件的最高效率為18.91%,而柔性組件則為17.12%。
此外,國家電投集團中央研究院自2019年起開展了疊層電池技術的研究。到2022年,實驗室的初步驗證已完成,2023年該院自主研發的鈣鈦礦/硅異質結疊層電池實現了27.69%的效率。經過持續研發,2023年底時小面積疊層電池效率已達到29.4%,并正在推進大面積電池的技術開發,以加快向產業化邁進。
(文章來源:光伏Time)