在單晶、多晶技術酣戰之際,中建材、中國神華等光伏“后來者”卻將百億元重金押寶在“冷門”的薄膜太陽能領域。

1月15日,中建材旗下的凱盛科技集團有限公司(以下簡稱“凱盛集團”)與徐州經濟技術開發區簽約,投資建設銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池生產及設備制造項目。據悉,該項目一期投資20億元、建設300兆瓦太陽能電池生產線,后期陸續投資將達到百億元、建設GW級太陽能電池生產基地。在此之前,總投資75億元的重慶神華薄膜太陽能電池組件項目也已開工建設。

其實,在中建材、中國神華等央企布局之前,一家名為漢能控股集團(以下簡稱“漢能”)的民營企業已在銅銦鎵硒薄膜太陽能領域深耕多年。據《中國經營報》記者統計,自2009年以來,漢能已花費數百億元用于薄膜太陽能技術的自主創新和全球技術整合,并占據了薄膜發電技術的最前沿。

得益于漢能近十年的開拓,一個萬億級市場已然形成。中國企業研究院首席研究員李錦向記者表示,中建材、中國神華等能源央企豪擲百億元投資薄膜太陽能項目,除了滿足自身向清潔能源方向轉型的需求外,主要還是看好其未來的發展前景。

百億資本“攪局”

在光伏行業,目前存在晶硅與薄膜兩種主流技術路線,薄膜由于資金與技術門檻高,當下大部分光伏企業傾向于前者。在國內,長期以來,銅銦鎵硒薄膜太陽能行業基本是只有漢能在唱“獨角戲”。

如今,作為“后來者”,中建材、中國神華等央企巨頭也先后擲重金進入到了這一“冷門”的領域。

李錦向記者表示,央企投資一般比較慎重,其內部審批流程復雜,需要層層申報。銅銦鎵硒之所以會獲得央企資本的青睞,是因為企業看好其未來的發展前景。

另外,記者了解到,在國企改革背景下,調整結構優化國資布局已是大勢所趨,不少央企已紛紛向新能源等戰略性產業發力。

事實上,早在2015年,關于凱盛集團投建銅銦鎵硒項目的消息就陸續傳出。據記者統計,從2015年～2017年,凱盛集團銅銦鎵硒項目的計劃投資額已達200多億元。所投項目主要采用Avancis公司的技術。

繼中建材之后,傳統能源央企中國神華、上海電氣也紛紛在銅銦鎵硒領域開疆擴土。

2016年12月27日,上海電氣公告表示,擬與神華集團及德國Manz公司就“銅銦鎵硒技術”進行合作。在公告發布近一年后,來自重慶市政府官網的信息顯示,2017年12月21日,重慶神華薄膜太陽能電池組件項目正式開工。據悉,該項目就是采用德國Manz公司技術。項目位于重慶兩江新區水土高新生態城,總投資75億元,擬分三期實施建設。記者獲悉,該項目的實施主體為重慶神華薄膜太陽能科技有限公司。該公司注冊資本12.5億元,其中上海電氣出資2.5億元,占20%股權;神華集團下屬關聯公司共出資9.25億元,占74%股權;重慶兩江新區戰略性新興產業股權投資基金(合伙企業)現金出資0.75億元,占6%股權。

在上述神華項目開建之時,1600多公里之外的山東淄博市,漢能銅銦鎵硒薄膜太陽能生產項目首片電池已經下線。據了解,該項目規劃產能600MW。截至2017年底已實現兩條產線450MW產線設備搬入。預計2018年將實現600MW產能全線貫通。

與上述央企相比,漢能項目的CIGS技術更加全面。據了解,山東淄博漢能600MW銅銦鎵硒薄膜太陽能項目采用兩條技術路線,分別為漢能旗下美國MiaSolé真空磁控濺射技術與德國Solibro共蒸發技術路線,這兩條路線各具優勢。

其中,MiaSolé產線具有全球唯一的CIGS一站式全自動卷繞式磁控濺射鍍膜系統,其柔性電池芯片與不銹鋼襯底柔性電池組件產品,具有“輕、柔、薄”、應用范圍廣、可定制化優勢,不僅安裝簡易,可靈活適用于輕鋼屋頂等各種傳統晶硅板無法應對的復雜環境,可滿足漢瓦、摩拜單車、便攜充電包等各類移動能源應用產品的加工需求。

民企、央企同臺競技

對于央企的競爭“攪局”,漢能董事局主席李河君持開放的態度,其認為,有競爭才會有促進,從而推動行業進步。

“以前銅銦鎵硒基本只有漢能在做,現在中國神華與上海電氣、中建材進來后,大有形成三足鼎立之勢。”一位光伏行業人士向記者如是表示。

在上述光伏行業人士看來,其實這幾家企業所采用的技術路線和方法各有側重。比如,中建材的項目所用的是德國Avancis公司技術,底襯采用的是玻璃基,不具備薄膜太陽能的“柔性”優勢,而柔性可彎曲等性能則正是漢能薄膜太陽能的優勢之一。

但一位蚌玻院人士告訴記者,凱盛集團的銅銦鎵硒薄膜太陽能項目,其實際上就是在玻璃上鍍膜,而“玻璃是我們的強項,在玻璃上鍍膜又是我們的核心技術”。

相比之下,漢能于2012至2014年間先后花費數百億元收購了德國Solibro、美國MiaSolé、Global Solar Energy(GSE)、Alta Devices等薄膜太陽能技術公司。通過數次并購,漢能成為了全世界規模最大、技術最領先的薄膜太陽能公司,也因此成為行業公認的薄膜太陽能行業領導者。

其中,漢能引以為傲的銅銦鎵硒柔性薄膜(濺射法)采用美國MiaSolé技術。公開數據顯示,目前MiaSolé多元素濺射法柔性單串組件效率17.3%,為該領域的世界紀錄。量產轉換效率已達到15.5%,并以平均每年1%的速度提高,是目前世界最高轉換效率的柔性CIGS薄膜技術。 

將全球技術整合升級后,漢能的CIGS開始迎來收獲期。在上市公司層面,得益于銅銦鎵硒等先進薄膜技術裝備的國產化,漢能旗下上市平臺漢能薄膜發電集團(00566.HK)自2016年上半年扭虧為盈以來,其業績已經連續三期實現盈利。

另外,在技術層面,與央企這些“財大氣粗”的“后來者”相比,早先布局的漢能在技術上也已多次實現了升級迭代,并通過二次開發,打開了一個萬億級的移動能源市場。

上述光伏行業人士向記者表示,漢能基于CIGS柔性薄膜太陽能技術的二次開發、產品集成能力更強。僅2017年,漢能的多款薄膜太陽能產品就成功推向市場,實現了商業化應用。

比如,在2017年7月29日,融合了漢能銅銦鎵硒薄膜太陽能芯片的漢瓦產品面世,該款產品發揮了銅銦鎵硒技術輕薄、高效、柔性的特性,在上市時就已在北京順義、安徽泗縣、云南麗江等地得到應用和推廣。

除了“住”之外,漢能還在“行”方面多維布局。繼2016年推出四款全太陽能動力汽車之后,在2017年,漢能又與福耀玻璃聯合推出了用于新能源汽車的“太陽能全景天窗”。在2017年8月23日,漢能旗下美國全資子公司——阿爾塔設備公司又與奧迪股份公司簽訂了合作開展“奧迪/漢能薄膜太陽能電池研發項目”的協議,這項合作就是將漢能薄膜太陽能芯片裝備在奧迪車頂,并為其提供額外續航電力。

2017年12月15日,漢能宣布與北汽新能源攜手,雙方將在“智慧交通、綠色出行”總合作框架范圍內,推進汽車天窗車頂解決方案、新能源汽車交換電站、共享電動汽車、園區及廠房分布式能源建設、農業光伏扶貧、特色小鎮建設等領域的全方位合作,拓展薄膜太陽能的技術和產品在“住與行”領域的應用范圍。

從“冷遇”到“熱捧”

在李錦看來,中建材、中國神華等央企投資薄膜太陽能其實并不意外。因為傳統能源企業現在正著力轉型,朝能源清潔化方向發展。企業斥巨資投資,說明看好這一產業的發展前景。

事實上,在這些央企布局之前,國內的銅銦鎵硒產業基本上是由漢能在推動和發展。因為長期以來,晶硅技術路線仍是光伏行業的主流,因此,走銅銦鎵硒薄膜太陽能路線的光伏企業并不多見。

在李河君看來,晶硅和薄膜是兩種不同的技術路線,在有些市場是競爭關系,但更多的是互補和共生的關系。

由于晶硅組件產品在單位面積輸出功率方面更具優勢,大型地面電站的興建更傾向于選擇晶硅產品。相比之下,銅銦鎵硒薄膜太陽能產品具備柔性、弱光性,應用領域更為寬泛。

賽迪顧問半導體產業研究中心高級咨詢師陳東坡認為,與晶硅電池相比,銅銦鎵硒薄膜太陽電池弱光性能優勢明顯,使其無論在清晨、傍晚,還是陰雨天等弱光環境下都能發電。同時,經過較長一段時間發電后,其發電性能不會逐漸減退,發電穩定性好。除此之外,銅銦鎵硒太陽能電池組件可吸收光譜波長范圍廣,光吸收能力強,單位時間內轉換成的電能多。該種電池與同一瓦數級別的晶硅太陽能電池相比,每天可以超出20%比例的總發電量。

另外,薄膜太陽能技術材料消耗少、理論效率高、工藝集成度高,被稱為第二代太陽能技術,是太陽能技術的發展方向。因此,歐美、日本等國政府和企業將薄膜太陽能技術列為太陽能領域的重點支持方向。近幾年來,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池產業化技術迅速發展,目前,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的實驗室轉化效率已達到22.3%。憑借著技術的先進性和柔性特征,隨著規模化生產帶來的成本降低,薄膜太陽能技術可大規模應用于電子產品、汽車、航天等高端領域。

在CIGS(銅銦鎵硒)薄膜太陽能產業技術創新戰略聯盟成立儀式上,中國建材北京新型材料建筑設計研究院院長薛孔寬表示,CIGS薄膜具有較高的光電轉化率,可廣泛應用于分布式光伏發電。而且其所需的銅銦鎵硒等元素在中國蘊藏量最大,無須進口,不會產生進口依賴。薛孔寬認為,隨著清潔能源的推廣,將來CIGS薄膜將有廣闊的發展前景,可應用于移動電站、光伏建筑、可穿戴設備、新能源車、智慧城市等方面。

事實上,目前,漢能的銅銦鎵硒薄膜太陽能產品已經在可穿戴設備、共享單車、新能源汽車、無人機等領域得到了應用。2017年5月,漢能和摩拜達成合作協議,漢能提供的移動能源解決方案將每輛摩拜單車都裝載了5.5瓦的漢能MiaSolé的薄膜太陽能組件,能夠為智能鎖等模塊供應源源不斷的綠色能源,解決了能源產生、回收、共享的技術問題。

李河君向記者表示,隨著薄膜技術的進步,產業規模在迅速擴大,以漢能、中建材、上海電氣等大型企業為主導,將在未來5年內打造超過10GW銅銦鎵硒薄膜太陽能生產能力。屆時,銅銦鎵硒將成為國內為數不多的具有國際競爭優勢的產業之一。未來將把這些產品逐步開發出來并推向市場。

記者觀察

萬億產業拓荒者的堅持

一個長期以來鮮有企業問津的領域,為何卻突然吸引了央企數百億元的投資?從投資邏輯的角度看,這個領域應該很有“錢”景。

其實,任何一個行業,只有在歷經前期的成長陣痛后,才會逐漸繁榮。在銅銦鎵硒薄膜太陽能領域,作為民營企業的漢能,則扮演了拓荒者的角色。

作為“第一個吃螃蟹”的企業,漢能在2009年進入薄膜太陽能領域初期,正值光伏行業人人皆言晶硅之時。彼時,漢能發展薄膜太陽能飽受非議,被不少同行“嘲笑”。比如去買機器設備,對方都不相信,認為漢能很可笑,因為其他企業都在做晶硅,而漢能卻要做薄膜。

在此之前,漢能一直以水電為主業,其持有的金安橋水電站是全國最大的民營水電站,“年年可掙幾十個億”。正如李河君所言:“其實有這么多水電,我們什么都可以不干了,天天打高爾夫球就好了。”

不過,致力于“用薄膜太陽能改變世界”的漢能,仍然投入數百億元進入了一個完全陌生的領域。李河君表示,水電是漢能的看家本領,而做薄膜太陽能,漢能更多的是基于社會責任。

如今,漢能已先后耗費數百億元收購了德國Solibro、美國MiaSolé、Global Solar Energy(GSE)、Alta Devices等薄膜太陽能技術公司。毫不夸張地說,漢能把全球薄膜太陽能這個產業給“救活”了。

產業在市場的逐漸成熟也引來了中建材、神華等眾多覺醒者的介入。在李錦看來,這也是央企的特性使然。在新一輪國企改革中,高質量發展被高度關注,優化國資投資結構,構建重視投資收益的國資管理體制已是大勢所趨。李錦認為,注重投資收益的央企,其投資會比較慎重。

“蟄伏八年,一朝蝶變”。如今,得益于漢能在銅銦鎵硒薄膜太陽能領域的持續深耕,一個萬億級市場已然開啟。

面對萬億元市場“錢”景,在央企擲數百億元紛紛布局之時,或許這正是漢能李河君所言“薄膜太陽能時代已經到來”。而此刻,作為銅銦鎵硒產業的拓荒者與守望者,漢能理應收獲鮮花和掌聲。

銅銦鎵硒薄膜太陽能電池,是指使用化學物質Cu(銅)、In(銦)、Ga(鎵)、Se(硒)通過共蒸發或后硒化工藝在襯底上形成吸收層的太陽能電池技術。

因襯底材質和工藝的不同,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的技術、應用領域也有所差異。目前,主要有銅銦鎵硒玻璃基薄膜、銅銦鎵硒柔性薄膜這兩種類型。

銅銦鎵硒玻璃基薄膜

該技術采用多元素共蒸發的方式,在玻璃基襯底上沉積銅銦鎵硒功能膜層。上述中建材銅銦鎵硒項目所用的Avancis公司技術,以及中國神華項目所用的Manz公司技術均屬于此類型。

Avancis公司在2016年宣布,其基于該技術的銅銦鎵硒薄膜太陽能電池的轉化效率為17.9%。

漢能的銅銦鎵硒玻璃基薄膜使用的是德國Solibro技術。該技術實驗室轉化效率達21%,量產轉化效率達到17%,并以平均每年1%的速度提高,是目前世界量產效率最高的共蒸發銅銦鎵硒玻璃基薄膜技術。

目前,銅銦鎵硒玻璃基薄膜太陽能電池產品主要應用于大型地面電站、分布式電站、戶用系統等領域。

根據工藝的不同,又分為濺射法和共蒸發法兩種。前者采用多元素濺射的方式,在柔性襯底上沉積銅銦鎵硒功能膜層,后者則通過多元素共蒸發的方式來實現。

與剛性玻璃基襯底相比,采用柔性襯底的漢能銅銦鎵硒柔性薄膜太陽能電池兼具了輕、柔、薄等特性,因此應用更為寬泛。可廣泛應用于柔性屋頂、汽車應用、特種產品、電子產品等領域。

目前,漢能MiaSolé多元素濺射法柔性單串組件效率17.3%,為該領域的世界紀錄。量產轉換效率已達到15.5%,并以平均每年1%的速度提高。