日前,個別省發(fā)布“光伏領(lǐng)跑者計劃”,組件轉(zhuǎn)換效率要求為24.2%,額度為2GW,占光伏風(fēng)電保障性整體指標(biāo)的20%。在過去十?dāng)?shù)年間,國家能源局?jǐn)?shù)次下發(fā)領(lǐng)跑者計劃,促進(jìn)了光伏產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展并加快了先進(jìn)技術(shù)的批量化落地,為最終實現(xiàn)平價上網(wǎng)提供了強(qiáng)力支撐。
然而,這次個別省的領(lǐng)跑者計劃,卻造成一些不利的影響。甚至被人戲稱為“定制化扶持政策”,引來了許多討論,擔(dān)憂這項政策可能加劇產(chǎn)業(yè)內(nèi)卷,偏離國家對光伏行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求,甚至影響到中國整個光伏產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢!
01 回歸本質(zhì)
“領(lǐng)跑者”需要什么樣的組件?
當(dāng)前關(guān)于BC技術(shù)的效率討論需要回歸科學(xué)本質(zhì)。該技術(shù)相比TOPCon、HJT技術(shù)提效的本質(zhì),是將正面柵線轉(zhuǎn)移至背面的設(shè)計,理論上可減少約2-3%的正面遮光面積,帶來0.48-0.72%左右的正面效率增益;但同時犧牲了雙面率帶來的優(yōu)勢,也即組件背面效率帶來的發(fā)電增益。
再看TOPCon技術(shù),一位從事電池技術(shù)研發(fā)的專家對筆者表示:
首先,由于大基地項目通常具有較高的地表反射率(25%~30%)優(yōu)勢,TOPCon雙面率比BC高15%,合計帶來背面效率發(fā)電量增益貢獻(xiàn)大約1.08%(理論高值,24%×30%×15%)。高雙面率TOPCon組件在實際應(yīng)用中,在高反射率大型集中式場景下,項目發(fā)電量增益測算可達(dá)0.8%;在高反射率的屋頂場景下,發(fā)電量增益也達(dá)到了0.558%——均超過或者接近BC技術(shù)柵線背移帶來的0.48%-0.72%正面效率增益。
再者,考慮低輻照性能,TOPCon發(fā)電量較BC還有1%左右的優(yōu)勢(在輻照較低的二類三類地區(qū),低輻照優(yōu)勢更大,甚至超過1%)。因BC技術(shù)的軟擊穿點結(jié)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)致其弱光響應(yīng)顯著弱勢也成為其一大軟肋。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,在低輻照環(huán)境下,BC組件弱光響應(yīng)較TOPCon低2到5個百分點(輻照度200W/m2)。
第三,BC的紫外衰減高于TOPCon大約1.5%-2%,這個意味著首年衰減大,換算成發(fā)電量比TOPCon低1.5—2%。BC技術(shù)雖宣稱擁有更好的溫度系數(shù)和抗功率衰減能力,但BC技術(shù)將柵線置于背面,面臨更直接的紫外線首年衰減和損傷長期可靠性的不利影響。
這些劣勢都顯著降低其實際發(fā)電能力。歸一化后的單瓦發(fā)電能力(以單瓦為分母),TOPCon發(fā)電量比BC高約2—3%,這有非常扎實的依據(jù)。 隨著行業(yè)金屬化技術(shù)的進(jìn)步,例如0BB技術(shù)、超細(xì)柵線的引入,TOPCon/HJT等正背結(jié)構(gòu)電池的正面金屬遮光率進(jìn)一步縮小,進(jìn)一步弱化了BC柵線背移的技術(shù)優(yōu)勢。
在2月26日,中國光伏行業(yè)協(xié)會年度會議上,國家電投集團(tuán)黃河公司、大慶黃和光儲實證研究有限公司黨總支書記、執(zhí)行董事汪洋也肯定了TOPCon組件在某大型地面電站的綜合表現(xiàn)。在全年實證數(shù)據(jù)對比下,TOPCon組件單瓦發(fā)電量最高,較IBC高1.16%。眾所周知,大基地領(lǐng)跑者甚至所有地面電站都常以國電投實證數(shù)據(jù)作為投資測算輸入依據(jù)。這比各家企業(yè)自己提供的Panfile模擬結(jié)果更可靠,是重要的參考。
從技術(shù)延展性角度看,BC技術(shù)作為平臺型技術(shù)確實具備與TOPCon和HJT等技術(shù)融合的潛力,實現(xiàn)更高的正面效率。但需注意下一代技術(shù)鈣鈦礦疊層技術(shù)產(chǎn)業(yè)化顯示:BC技術(shù)受制于電極結(jié)構(gòu),在疊層技術(shù)上的應(yīng)用將削弱其正面優(yōu)勢,且需應(yīng)對三端子結(jié)構(gòu)帶來的更大的工程難題。
以前,光伏電池技術(shù)路徑大體一致,圍繞著正面效率展開,所以就有了以往只針對正面組件效率的領(lǐng)跑者計劃。而如今BC、TOPCon、HJT三大技術(shù)發(fā)展早已不能同日而語;當(dāng)今全球光伏組件需求場景也多元化,不同組件甚至同等技術(shù)的組件不同配置有其適配的地方,不可再論“一家之天下”了。
綜上所述,單純強(qiáng)調(diào)高效電池的正面效率,并不符合當(dāng)前三大技術(shù)形成的各自特點和差異,也完全沒有考慮不同場景,如雙面率、地面反射率、溫度、輻照等對組件類型需求的差異。陜西省這次的“領(lǐng)跑者計劃”,僅僅把正面效率納入先進(jìn)性指標(biāo),會造成對現(xiàn)有主流技術(shù)的誤解,進(jìn)而造成先進(jìn)產(chǎn)能的非理性浪費,更將誤導(dǎo)新的企業(yè)繼續(xù)不明就里而投入過量資金新建新技術(shù)下的先進(jìn)產(chǎn)能,加劇新一輪投資擴(kuò)產(chǎn)的泥潭。這也將與國家設(shè)定先進(jìn)性指標(biāo)和電力市場化原則下強(qiáng)調(diào)的綜合發(fā)電能力高的目標(biāo)相背離,更無法體現(xiàn)國家能源局多次實施的“領(lǐng)跑者計劃”的初心。
02 背面效率是提升
綜合發(fā)電能力的重要因素
當(dāng)前,光伏組件轉(zhuǎn)換效率是指正面轉(zhuǎn)換效率,故而無法準(zhǔn)確反映背面發(fā)電增益及綜合發(fā)電量。當(dāng)前雙面組件早已成為主流,市占率超過70%。背面發(fā)電能力,特別是在大基地項目中,對提高綜合發(fā)電量有重要作用。
在5%-30%反射率的場景,在15%雙面率差異下,TOPCon組件的背面效率能提供0.4%-1.08%的效率增益。如上所述,由于大基地項目高地表反射率,背面發(fā)電貢獻(xiàn)效率最高值約為1.08%。換言之,TOPCon組件相當(dāng)于其正面效率從24%提高到了理論高值25.08%。差異驚人!
實際如何呢?參照一個具體的案例:
在這一案例中,雙面率按照65%左右計算,發(fā)電增益為10%,那么雙面率差異為15%,對應(yīng)的發(fā)電增益就是2.3%,換算成正面組件效率(正面效率24%)則為0.552%。也就是說高反射率情況下(如大基地項目),TOPCon的雙面率相對優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為正面效率,就從24%提高到24.552%。
根據(jù)青海地區(qū)大基地測算數(shù)據(jù)顯示:
綜合30%反射率和15%的雙面率優(yōu)勢,TOPCon可以貢獻(xiàn)效率增益約0.8%。
綜上,背面貢獻(xiàn)還是非常明顯的,又如何能夠不考慮背面發(fā)電優(yōu)勢帶來的綜合效率優(yōu)勢呢?這算是一個淺顯的道理。
了解上述原理后,就非常容易理解只規(guī)定24.2%的正面效率的片面性了,特別是冠以“領(lǐng)跑者計劃”這個響亮的稱呼。
當(dāng)前,BC組件正面功率剛好達(dá)到或接近24.2%的效率,約等于功率655W(2382×1134尺寸),這等于就是一次量身定制。
而在特定場合,暫不考慮其他增益差異,只考慮雙面率差異,假設(shè)二三季度TOPCon 2.0主流出貨組件功率位于640W,對應(yīng)組件效率23.7%,兩者相差僅為0.5%。也就是說,在大基地項目(反射率在25%-30%的地面)中,TOPCon實質(zhì)上的效率符合并超過這個“領(lǐng)跑者計劃”所規(guī)定。但卻因為只針對單面效率的規(guī)定,將TOPCon 2.0拒之門外,顯然與“領(lǐng)跑者”的宗旨背道而馳。
03 不同技術(shù)路線的商業(yè)選擇
百花齊放、百家爭鳴
天下之大,應(yīng)用之廣,早已不再是一種組件打天下了!而有些企業(yè)動不動就宣傳“碾壓”,是不科學(xué)和草率的。
我們再來比較幾個案例:
以上三個案例分別是高反射率場景、中低反射場景及不同斜度安裝導(dǎo)致的雙面率增益完全不同。顯示一個淺顯的道理,不同應(yīng)用場景甚至擺放方式不同,組件綜合發(fā)電量就不一樣。
此外,綜合發(fā)電量也要考慮單W價格,綜合對比,才能得到最優(yōu)的產(chǎn)品選型,也包括了氣候、光照甚至溫度、遮擋等因素。
這也是當(dāng)前TOPCon仍是主流和BC二代在集中式地面市場相對于TOPCon 1.0溢價率只有區(qū)區(qū)5分錢的原因所在,而大型集中式客戶通常更加理性和專業(yè)。BC技術(shù)的正面效率優(yōu)異,決定了其在土地成本昂貴或者部分分布式市場具有主導(dǎo)優(yōu)勢。而在雙面率場景應(yīng)用更廣泛的區(qū)域, TOPCon仍是主流。BC若要與之爭鋒,還有優(yōu)化雙面率、成本與綜合發(fā)電的優(yōu)勢。未來,雙方甚至三方都需要在更多綜合成本上角逐,而不僅僅是正面組件效率。
一直以來,發(fā)電企業(yè)并不在意選擇哪種技術(shù),更在意的是綜合成本誰更優(yōu)??v使實現(xiàn)了25%的正面效率,但綜合成本核算不占優(yōu),也毫無意義。反之,即便是P型技術(shù),但是綜合收益率最高,那么也會成為最終選項。未來,三大技術(shù)路線長期并存,百花齊放的狀態(tài)是大概率事件。
04
幾點建議
1、片面強(qiáng)調(diào)正面效率不符合國家的電力市場化改革大政方針,鼓勵綜合發(fā)電能力高(正面+背面)的技術(shù)路線更加契合。
2、應(yīng)引導(dǎo)當(dāng)前主流的技術(shù)路線進(jìn)行先進(jìn)性指標(biāo)應(yīng)用。目前行業(yè)內(nèi)高達(dá)90%的新建產(chǎn)能都以綜合效率為目標(biāo)進(jìn)行配置的先進(jìn)產(chǎn)能。
3、避免先進(jìn)性指標(biāo)中技術(shù)路線單一化,需考慮兼容下一代技術(shù)路線。
如果我國在指標(biāo)設(shè)定方面偏向某一技術(shù),會促使我國研發(fā)過早走上單一化的路線,大大增加了中國光伏行業(yè)發(fā)展押錯路線、選錯賽道的風(fēng)險。BC電池難與鈣鈦礦疊層兼容,需要非常復(fù)雜的三端子電路結(jié)構(gòu),工業(yè)化應(yīng)用難度可能更大。
全球光伏產(chǎn)業(yè)競爭進(jìn)入"技術(shù)制空權(quán)"爭奪階段,面向未來,要時刻警惕"技術(shù)鎖定"風(fēng)險。唯有保持技術(shù)路線的多樣性和前瞻性,方能在保障現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的同時,搶占下一代光伏技術(shù)的戰(zhàn)略高地。
光伏因可持續(xù)而生,也要用可持續(xù)的思維、政策和方法去發(fā)展和呵護(hù),這才是中國光伏破卷而生的底色,也是繼續(xù)引領(lǐng)全球的前提和基礎(chǔ)。