效率和成本是電站投資商投資電站時考慮的兩大因素,兼具效率和成本優勢的產品尤其受到投資者青睞。而“領跑者計劃”實施以及光伏“超級領跑者”計劃的提出再次讓高效產品成為行業關注的熱點,單晶與多晶之爭也再一次甚囂塵上。數據統計顯示,盡管單晶的轉換效率高于多晶,但同等條件下,高效多晶的投資回報率仍力壓單晶。隨著技術改進帶來的功率提升,量產單多晶組件功率差將進一步縮小,多晶組件由于兼具效率和成本雙重優勢,仍將持續占據市場主導地位。

高效平價是根本

由國家能源局牽頭推動、實行的光伏“領跑者計劃”從2015年開始執行,該計劃的目的是鼓勵先進技術的推廣與應用,從而加快實現光伏發電平價上網。自“領跑者計劃”實施以來,符合領跑者標準的產品越來越受到投資者青睞,而如何在符合“領跑者”標準的產品中進行選擇,則直接關系著投資者的收益。

行業內的公認指標是LCOE(Levelized Cost of Energy),即“平準化度電成本”。

從上面的計算方法可以看到,影響度電成本高低的主要因素是初始建設成本與發電總量。

根據規定,多晶組件轉換效率需達16.5%,單晶轉換效率則是17%以上。我們選取達到領跑者門檻效率的270W多晶組件、280W單晶組件以及290W PERC高效單晶組件三款組件,分別從初始投資和發電總量角度進行對比。

在光伏電站投資中,組件成本占比約為45%,剩余的成本占到55%,因而在組件發電量一致的前提下,組件效率更高,可以在剩余的成本上節約費用。而剩余的成本中受組件效率高低影響的因素,主要是土地、支架、線纜、安裝等環節,其實只占到總成本的20%左右。因此,如果高效率組件帶來剩余成本降低的同時,因自身成本增加導致45%的組件成本上升過多,則反而會導致項目整體度電成本上升,項目收益率下降。

首先,我們對比一下光伏電站投資成本重頭----組件的價格,以裝機容量達20MW的項目為參照,并對建設成本進行了核算。從下列數據可以看出:多晶組件憑借每瓦3.12元占據上風,其性價比大大高于主流高效單晶技術產品。

而以50MW項目為基礎,分別列出應用三款不同組件對應的建造成本,并考慮到25年土地成本差異,多晶組件單瓦的總成本以6.92元遠遠勝過單晶與高效單晶組件,從下面的表格可以對比出高效多晶的性價比優勢。

綜合上述數據可以看出,組件功率每上升10W,可以給系統BOS成本帶來約0.05~0.06元/W的差異。然而,由于三款組件本身的價格差異太大,導致單晶高效率優勢并未帶來總建設成本的下降。按照50MW的項目來看,單晶、高效單晶與多晶組件系統成本相比,分別將高出600萬與850萬左右。

接下來,我們對比一下符合“領跑者”標準的組件發電量差異。根據PHOTON戶外長期跟蹤報告,每瓦發電量多晶組件與單晶組件無明顯差別(如下圖),差別主要來源于組件的封裝質量、封裝材料、衰減等因素。目前行業各家公布的組件衰減參數情況基本相仿,單晶產品首年衰減3%,多晶則為2.5%;而單晶弱光響應能力稍強,所以選對組件制造商以及BOM才是最重要的。

目前來看,單多晶組件每瓦發電量幾乎一致,這意味著以在中國建設電站的成本模型來考慮,如果要使度電成本下降,單晶280W組件的價格只能比多晶270W組件高0.06元/W;而PERC單晶290W組件的價格,也只能比多晶270W高0.12元/W以內才能實現平價上網。

因此,高效技術是否能真正給電站業主帶來總投資回報的增益,不能僅僅關注組件的功率,結合成本因素全面考慮才更符合實際情況。高效單晶技術要大量普及,不能光靠國家領跑者劃出的門檻,而是必須在控制成本上多下功夫,確保能與高效多晶技術保持在合理的價差范圍內。在組件成本中占相當比重的硅片,是降本增效的重要手段。目前單多晶硅片價差一元的水平,至少要減半,單晶組件的性價比才能顯現。

領跑者升級,達標產能將明顯變少,項目按時完工并網難

領跑者計劃規定,多晶組件轉換效率需達16.5%,單晶轉換效率則是17%以上。由于單晶組件的轉換效率高,80%的單晶產能都能滿足這一要求,而多晶能達到16.5%的產能比例則要少很多。隨著最近“超級領跑者”的呼聲越來越高,新的門檻出來后,單晶產能能達到標準的比例勢必將大幅下降。

過半領跑者項目規定電站在2017年6月30日前滿足并網發電的條件,最晚也要在2017年9月30日前滿足并網發電的條件。盡管目前TOP5的組件企業在不斷加大高效單晶產品的產能,但是考慮到高效單晶產能完全釋放的時間、高效單晶產品出口和內銷比例分配的問題,實際可用于新一批領跑者電站的高效單晶產品仍將供不應求。

與此同時,隨著高效多晶技術的發展,多晶組件在成本增加很有限的前提下,效率也在穩步提升。單多晶組件功率差異將從過去的20W左右縮小到10W甚至5W。目前多晶275W組件已經量產,當明年上半年超級領跑者推出時,多晶組件的量產功率預計將達到280W,價格預計將依然控制在現有水平。這樣的性價和產能優勢將對單晶發起強勁的挑戰。而扎堆采購單晶PERC組件恐再次出現推遲交貨6個月的窘境。

異質結雙面電池技術助力度電成本再度下降

光伏行業屬于泛半導體領域,同樣適用于摩爾定律。伴隨著周期性的、幾乎無止境的技術進步與迭代,光伏發電的成本將幾乎無止境的下降,同時,光伏市場與產業規模會有長達幾十年的高速擴張。預計到2020年,光伏發電有望實現平價上網。

“光伏發電成本持續降低,在用戶側實現平價上網”既是太陽能發展“十三五”規劃的目標,也是所有光伏人的愿望。目前,主流一線廠商在高效組件的研發上不斷投入,各種高效技術百花齊放。在各種高效技術中,異質結雙面電池技術正以高達21%以上的單面發電效率、首年0.5%逐年0.4%的超低衰減、超低的功率溫度系數、更好的弱光發電性能以及雙面發電帶來額外的發電量,而更受到投資機構的青睞。

在多種綜合因素的疊加影響下,異質結組件每瓦發電量將比普通單多晶組件高出20%以上,這就在一定程度上大大推動度電成本的下滑,即使建設成本比普通單多晶要高,也能將這部分成本在后續的發電收益中迅速收回。