群雄逐鹿:超高功率浪潮下的新秩序与新格局

PERC已迫近理论效率的极限,光伏行业挖掘它的最后价值同时,也将目光瞄准了下一代技术。2020年,N型技术逐步落地量产,两年间突飞猛进,准备接棒未来。

与此同时,钙钛矿也迅速爆发崛起,有企业希望通过单结钙钛矿做到效率天花板,颠覆产业,也有晶硅企业研究如何与晶硅技术做叠层,作出40%以上的终极电池。

本文对相关技术做了盘点和未来的预测。需要指出的是,企业选择某项技术,决定因素往往不是技术本身有多么大的优势,而是在当下最适合自身的技术;而选择本身,往往也反映了企业的风格和企业家本人的性格。

简单归纳一下:大厂求稳,挑战者求新,领跑企业寻求门槛。

TOPCon

助大厂平稳接棒

由于能够兼容PERC生产线,TOPCon获得了晶科、天合、晶澳等一线大厂的青睐,一道、中来等企业较早布局TOPCon,也迎来收获期。据索比咨询统计,目前TOPCon算上在建的全部产能约有178.8GW。

TOPCon被认为是业内主流电池企业最稳健的N型方案

●一方面技术确定性与成熟度更高

●另一方面可以更好的与现有PERC产线兼容,相关研发与生产人才储备更充足。

投资TOPCon技术,至少将在2年内具备技术和量产优势,同时即使HJT或者IBC等技术成熟并具备度电成本优势,产能爬坡还需要2-3年,这样TOPCon至少有五年时间回收投资成本,其中2-3年有较高利润率。同时TOPCon技术也在不断进步,仍然存在技术的进一步延展性。

TOPCon的唯一风险来自:HJT异质结技术和IBC(ABC、HBC)等技术快速成熟且产能超速爬坡。但从目前来看,异质结与IBC技术门槛仍然非常高,所以掌握起来颇为不易,产能爬升速度可能不会太快,这就进一步延长了TOPCon技术的寿命。

HJT异质结

任重道远,生态决胜

相比TOPCon,HJT技术的优点有:薄片化、低温工艺、工作温度低、弱光发电性能好、双面率高(>95%),同时组件寿命可达35-40年,全生命周期发电量最优,是有效降低光伏度电碳足迹的最佳技术。据索比咨询统计,目前HJT算上在建的全部产能约有162.7GW。

图1 表:HJT电池优势

但同样的,HJT技术也存在痛点:

●产线与 PERC 不兼容,增配非晶硅与导电膜沉积设备,增加靶材需求。

●需要双面银浆,且对印刷精度要求更高。

●硅片、辅材、设备需要针对性开发以及提效降本。

索比咨询认为,由于HJT是一个全新的技术路线,因此在产业生态上落后于更加成熟的TOPCon,这也是HJT企业所亟需解决的问题。上表可以看出,通威、隆基并没有“All in”HJT,设备龙头也只有迈为在全力推动。所以HJT要解决的,不只是从理论技术上与TOPCon“打打杀杀”,更要建立生态,做好产业协同的“人情世故”。

HJT工艺“少即是多”的极简特性,注定了它是一个与大尺寸技术一样更需要产业生态的技术。投资异质结的企业多为创新型企业,或者光伏行业的后进入者,更加考验生态搭建能力。

但也正因如此,异质结技术的进步空间巨大。根据平安证券的统计,目前HJT技术发展方向如下:图2

HJT技术带动了一大批设备、辅材企业的技术进步,目前N型硅片、胶膜、浆料、靶材等各环节都有着长足的进步,仅此一项就已功不可没。而且从产业技术趋势上看,HJT各种特性更符合技术发展规律,只是崛起仍要时间。

HJT的风险在于:

●龙头由于旧有产能和避险情绪,短期内放弃HJT路线,延缓HJT生态建设。

●非晶硅晶向排列无序导致工艺原理较难突破,目前迈为等企业已经研究微晶化提效方案。

●银替代等关键技术是否会遇到阶段性瓶颈。

此外,HJT技术虽然所全新的,但仍然以装备、材料为主,因此步入成熟期后会逐步过渡,先发企业获得红利切一大块蛋糕但不存在颠覆行业的情况。

IBC

少数人的真理

IBC/ABC/HBC系交叉背接触电池,正面没有电极,正负金属栅线分布在电池背面,通过金字塔绒面结构和减反射层陷光,最大限度利用正面入射光,理论效率可达29.1%,高于TOPCon的28.7%和28.5%,是晶硅组件技术中效率上限最高的。同时IBC组件表面美观,更适用于BIPV项目,可享受更高溢价。

另外,ABC与HJT的电池生产工艺对大尺寸也更加友好,能够带来成本进一步下降。

IBC主要有四种工艺路线:

●一是以SunPower为代表的经典IBC工艺。

●二是以德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)为代表的POLO-IBC工艺。

●三是以Kaneka为代表的HBC工艺,爱旭股份的ABC技术路线,是自主研发的第四条工艺路线。

IBC工艺较为复杂且成本较高,重点工序有离子注入、掩膜、开槽、蚀刻以及PN区制备,关键工艺在于在电池背面形成交叉排列的P+区和N+区,并在上面形成金属化接触。同时,IBC技术由美国Sunpower公司开创,仍然在专利保护期。

这两点原因让IBC技术曲高和寡,很多人好奇为何IBC没有成为主流技术。主要是因为工艺难度极大,需要较多半导体工艺,同时“多次丝网印刷”、“精确对准工艺”、“离子注入”、“激光刻蚀”等技术,或设备昂贵,或工艺复杂,良率不高。目前仅有爱旭、中环(MAXEON)、隆基、黄河水电几家在做。

但需要注意的是,这四家也是业内电池工艺最领先的头部企业。即使是业内公认电池技术最精且全力“All in”ABC电池的爱旭,良率目前也只有95%左右,所以这是一个前景光明但路上布满荆棘的路。

也有业内人士因良率唱衰IBC技术,但实际上,良率是工程性的问题,总会不断爬坡改进,因此IBC技术的进一步成熟只是时间问题。

同时IBC技术由于过高的门槛,即使上述四家企业真正把技术做到完全成熟,短期内也不会改变市场格局,IBC厂家会依靠高门槛、高性能擭取更高的超额利润。

所以,我们预计晶体硅的未来中期格局应该是三种技术并存的情况,TOPCon充分利用PERC“遗产”后逐步交棒HJT,IBC暂时仍然是一种小众技术,优点是一旦成熟,获益丰厚,但同时也与现在的HJT一样,更加看重生态的建立。

钙钛矿

天选之子的天花板有多高

钙钛矿近年来一直非常热门,全球多家研究机构和高校都在寻求钙钛矿的突破。除了看好新能源这个赛道之外,钙钛矿的研发热潮背后有其五大优势:

钙钛矿的效率“天花板”更高

晶硅电池理论上的效率极限是29.4% ,现实条件可实现的工程极限效率是27.1%;量产电池方面,根据中国光伏行业协会(CPIA)预测,到2030年,常规PERC晶硅电池效率24.1%,HJT电池效率26%,TOPCon电池效率25.6%,IBC电池效率26.2%,逼近工程极限,而钙钛矿单结电池理论极限33%。同时,钙钛矿电池的结构特性使其对杂质和缺陷的容忍度非常高,因此实际生产更容易逼近理论极限。

钙钛矿的成本更低

钙钛矿太阳电池材料用量小、制程短、对材料纯度的要求低、生产过程能耗低、产业链短,是一种“天然的低成本”的光伏技术,钙钛矿组件的单瓦成本可以做到6毛钱以下。

技术发展速度快

极电光能联合创始人、总裁于振瑞指出,晶硅技术经历了近70年的发展效率才达到26.7%、经过了40多年实验室研发才开始进入大规模产业化。而钙钛矿自2009年诞生,只用了12年就步入产业化时代,且效率屡创新高,已经达到25.7%,逼近晶硅电池的最高效率。当前关于钙钛矿太阳电池的研究仍然异常活跃,重大发现屡见Nature、Science等最高学术刊物的报道,还有巨大的技术潜力可挖;

产业生态容易搭建

钙钛矿工艺流程非常短,在FTO导电玻璃的基础上,只需要四道主要的镀膜工艺就可完成电池的制备。从初始原材料到成品光伏组件,全流程可以在一个工厂完成。钙钛矿生产所需原材料没有贵重材料,且供应稳定,不会发生上游原材料供应短缺和涨价的制约。透明导电玻璃是成熟的技术,只要有需求,产能可迅速扩大,价格也会快速降低。钙钛矿光伏的产业链很容易搭建起来,因此,只要技术一旦成熟,快速大规模产业化很容易实现。

外观漂亮、弱光发电性能好

钙钛矿外观漂亮、弱光发电性能好、可以制备在柔性基底上,因此产品形态和外观可以多样化,不但可以像晶硅光伏组件一样用于各类大型光伏电站,还可以应用于BIPV光电建筑、太阳能汽车、景观光伏、便携电源、传感器电源等各类“光伏+”场景,应用范围更广。

此外,钙钛矿是被光伏各界极罕见所共同接受的未来技术,几乎所有的光伏企业都认为钙钛矿是光伏产业的未来,只是在做单结结构还是叠层结构上存在不同技术路线,所以不存在技术路线零和博弈带来的风险:只要技术成熟可靠,就可以获得成功。

钙钛矿需的研究方向除了效率提升之外,更重要的还是如何进行大尺寸下效率不迅速降低的问题。随着新型材料与新型工艺的出现,钙钛矿技术也在不断进步。但究竟未来终极的光伏电池是单结钙钛矿还是与HJT或IBC电池做叠层,还要拭目以待。

随着我国经济快速发展和人民生活水平的提高,在消费升级的大背景下,整体啤酒市场截至2020年年底,总生产量较2013年峰值已下滑超过30%,仅有3400万千升左右。在啤酒行业总量停滞增长情况下,精酿啤酒确以每年40%的复合增长率逆势上扬,根据Euromonitor的预测,规模预测将在2023年增长到751.3亿元。

精酿啤酒概念源自美国上世纪70年代,作为舶来产物,国内精酿啤酒更多是为了区隔市场上工业啤酒。目前市场上绝大多数啤酒都是使用大米、玉米淀粉和麦芽混合,采用酵母在桶内底部即所谓的拉格(lagers)工艺发酵,发酵时间一般为7天,成品酒的颜色通常是金色,度数较低、口味单一。而精酿啤酒则选料精细,仅用麦芽、啤酒花、酵母和水等原料,采用酵母在酒桶内顶部即艾尔(ales)工艺发酵,发酵时间为1-2个月,由于精酿啤酒规模小工艺灵活,一般现场精酿,不经过滤、不需杀菌处理,其口味更纯正、更新鲜、营养更丰富,风格上更具有多样性,如香气袭人的小麦啤酒、厚重的黑啤酒、琥珀啤酒、水果啤酒等。

精酿啤酒在我国发展的时间相对较短,2008年业内公认的第一家专业精酿啤酒工厂——高大师成立,到了2010年,北京、上海陆续出现了大跃、悠航、京A、啤酒博士、TheBrew等精酿啤酒屋。2016年之后,随着大众消费水平的提升、电商的崛起、商品体验感的追求,及对外来文化的崇尚,无一例外地促进了精酿啤酒在国内的普及,精酿啤酒企业和品牌都在极速增长中,2012-2019年我国精酿啤酒销售量从56.7万千升增加87.9万千升,国内精酿啤酒公司数量也有2012年7家增至2020年接近5000家。2019年国内精酿啤酒消费量占比2.4%,市场规模占比5%,而美国是13.6%的消费量占比和25%的市场规模占比,对比之下,国内的精酿啤酒消费仍处于早期发展阶段。根据中金预测,精酿出厂口径市场规模将从2020年的100亿元左右增长到2025年的300至400亿元,CAGR为25至30%。精酿啤酒将成为啤酒消费市场的主要驱动力。

在消费需求方面,低端啤酒需求逐步变为高端啤酒需求,而在产品竞争力表现方面,年轻消费者更在意产品本身是否好喝,而不在意是否是大牌出厂的啤酒,现阶段的精酿啤酒市场主要由新兴品牌主导。在生产成本方面,由于精酿啤酒成本高,相应价格是普通工业啤酒的3-5倍,接近甚至超过一些白酒的定价。

换言之,从生产成本与产品口感方面,精酿啤酒天生自带高端啤酒属性,但精酿市场还未出现主导行业的高端品牌。也就是说,精酿啤酒不是在冲击低端消费市场,而是正在享受低端需求向高端需求转变时产生的的市场红利,而新出现的精酿啤酒品牌未来会对传统高端啤酒品牌构成冲击。

天眼查数据显示,我国目前有5000余家状态为在业、存续、迁入、迁出的精酿啤酒相关企业。其中75%的相关企业为个体工商户,24%为有限责任公司。从注册资本上看,超五成相关企业的注册资本在100万元以下。

从地域分布上看,山东和辽宁两省的精酿啤酒相关企业数量最多,分别有超500家和近300家相关企业。此外,河南和江苏也均有200余家精酿啤酒相关企业。

近年来,我国精酿啤酒相关企业年注册量迅猛增长(全部企业状态)。2019年,我国首次全年新增超千家精酿啤酒相关企业,年注册增速达到98%。2020年,我国新增1100余家相关企业。

“精酿啤酒”突然火了,这种区别于工业啤酒、能让微醺状态来得更快一点但价格更加昂贵的啤酒,到底为什么会受欢迎?它只能是一小撮人的选择,还是会变成“大众的狂欢”?

工业啤酒带来的只能是千篇一律的“爽”,一部分啤酒爱好者有了更高的追求,主打纯正原料、传统工艺发酵酿造的精酿啤酒渐趋升温。
盒马数据显示,2020年6月,其鲜啤销售额比去年同期增长了600%,德式小麦白、印度淡色艾尔两种口味的精酿鲜啤成为盒马整个啤酒类目的冠军单品。而据郑州盒马采购总监范特介绍,盒马郑州店的这两款冠军单品精酿又是全国所有盒马门店中销量最好的。

尽管如此,精酿发烧友也还只是少数,根据观研网测算,2020年我国精酿啤酒消费量为82.9万千升,仅占全部啤酒消费量的1.9%。

情怀何以扩大成为消费力,精酿创业者们的思路大致相同——不再只满足于酒吧门店销售精酿生啤,而是做原创品牌,打磨“代表作”产品,向上找适合的酒厂生产瓶装精酿,向下拓展销售渠道。

尽管如此,啤酒世界网解到,目前绝大多数独立精酿的酒厂年产能不超过1000吨。

根据中金公司研究部给出的数据,国内规模较大的独立精酿厂商优布劳的年销量在5万吨以下,且有部分年销量来自为海底捞代工,国内大多数区域性的独立精酿厂商销量都难以破千吨。

专家认为,这背后的原因,一是因为精酿啤酒的高成本与高定价,加之精酿文化的认知度还不够广,普通消费者还难以接受。二是精酿啤酒品类繁多,口感稳定性不强,每款单品能吸引到的消费群体很有限。
从价格上来看,精酿啤酒整体高于传统啤酒,拿鲸酿330ml的瓶装精酿“奇幻丛林”来说,定价30元,比普通工业啤酒贵5至6倍。面临市场“大考”,精酿啤酒有可能变成“大众的狂欢”吗?

中国商业经济学会副会长宋向清认为,精酿啤酒进入市场迅速发展期,事实上,精酿啤酒市场规模的激增从2019就已经开始,但是受疫情影响,去年没有充分表现出来。“这背后反映的是一种消费升级,是消费品市场在居民收入不断提高的背景下悄然进行的品质调整和市场转型。”

他解释,当前精酿啤酒相对于传统啤酒而言,可能还是小众消费,但随着居民收入的进一步提高,未来精酿啤酒会逐渐大众化。但他提醒,面对巨大的市场蛋糕,大资本和大品牌必将陆续进入精酿啤酒行业,当巨额资本带来的新技术革命颠覆一般企业认知时,行业将面临洗牌。

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22.出现的频率少一点,说不定会被牵挂。

23.在不為人知的未來,我們平安喜樂就好。

24.要学会大大方方的为自己的心动买单。

25.你要忘记过去种的花,去爱有结果的树。

26.外面的世界太嘈杂,听自己的心就好。

27.日落之下,我遇到了一条载着星星的船。

28.也许神对人的惩罚不只是忘记,是永远记得。

29.安全感来自满格的手机电和与日俱增的余额。

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