一、本周重点事件回顾与分析
(一)我国单晶市场热潮正在兴起
在近日召开的“PERC技术趋势及发展论坛”上,有专家预测,到2020年,单晶PERC整个产能达到65个吉瓦,出货量将占整个市场的50%。据了解,目前在产业化生产中,单晶PERC效率高的生产线可以达到21.5%以上,单晶PERC成为了最具吸引力的技术方案。
业内人士告诉记者,在目前,通过规模效应降本已接近“地板”,而持续的技术创新则成为光伏实现平价上网的最有效手段。另外,随着国家高效“领跑者”项目的驱动,以及下游市场对高功率组件的需求,单晶市场份额将会逐步扩大。
单晶硅呈现出强势回归态势
在目前全球太阳能发电市场中,晶体硅发电占据90%以上的市场。在2014年底,多晶产品占据全球晶硅产品中70%的份额。然而近年来,由于受到美国、日本、德国等发达国家单晶硅市场火热,以及国内下游市场需求旺盛等因素的影响,国内单晶硅制造企业销量激增。
记者注意到,早在2014年下半年,SolarCity斥资3.5亿美元,并购以高效率N型单晶电池为主打产品的赛昂电力,尝试单晶硅路线;在2015年初,全球最大单晶硅光伏产品制造商隆基整合乐叶光伏,开始正式涉足单晶硅组件产品制造及销售,在进入市场开年便显现出迅猛的发展势头。
值得一提的是,在去年年初,乐叶光伏就与六家光伏电站开发商签订战略协议,根据该协议,在未来3年内,乐叶光伏及其母公司隆基股份将向中民新能供应不低于4.3吉瓦单晶组件,向林洋能源供应不低于3吉瓦单晶硅片/电池,向招商新能源供应不低于1.8吉瓦单晶组件,向山东天恩供应不低于1.5吉瓦单晶组件,向中设无锡、天宏阳光分别供应不低于1吉瓦单晶组件。另外,目前乐叶光伏PERC单晶电池、组件的量产规模及转换效率均达到全球前列。
2016年,隆基股份取得的成绩十分亮眼。根据该公司业绩预告,隆基股份销售收入突破百亿,全年增长100%左右,净利润达到14~16亿元,成为光伏行业经营状况最好的企业之一。
此外,中环股份在2016年年报中称,2016年客户端对单晶产品的需求持续上升,以及市场有效产能供给不足,中环股份公司生产的单晶硅片受到客户信赖,持续供不应求。其实在去年,国内所有单晶企业销售基本都很火爆。
据记者了解,2014年国内单晶市场份额为5%左右,2015年底,这一数字超过了15%。在2016年,国内单晶市场份额更是突破性的提升至27%。2017年上半年,光伏市场上单晶硅片则延续2016年需求火热的趋势,下半年高效产品需求仍将提升,单晶产品的市场份额还将持续增长。
需指出的是,2006年,在晶硅产品领域,其实单晶和多晶平分秋色。由此,不难看出,目前单晶硅正呈现出强势回归态势。
降本增效是现实需要
在过去相当长的一段时间里,在晶体硅市场一直是多晶硅“一统天下”,其中单晶硅生产成本偏高是一个重要原因。
中国光伏行业协会副秘书长王世江表示,单晶产品从2015年开始上升行情,关键就在于以技术突破带动成本下降,表现为两个方面,第一单晶硅片完成了从砂浆线到金刚线切的转变,使其切割效率提升了50%以上,第二是以连续拉晶工艺,提高了单晶硅棒生产率,产量得到提升,降低了成本。
成本降低,价格自然下降。自2016年以来单晶成本快速下降,单晶的成本优势逐步凸显,未来单多晶组件价差将会缩小至0.01~0.02美元/瓦,性价比逐步凸显。据了解,目前以隆基为代表的单晶企业,将拉晶成本下降至40~50元/千克,即每瓦仅1.9~2.3美分/瓦,多晶即使完成金刚线和黑硅改造,成本优势依旧不明显。随着单晶价格的大幅下降,单晶产品渐渐有与多晶产品竞争的实力。
上述业内人士对记者说,技术进步决定光伏产业未来,光伏企业需要以技术立本,通过技术研发实力的提升,提高产品的转换效率,用效率的提升带来成本的下降,只有降本、增效二者齐头并进,才能推动光伏实现平价上网和去补贴化。
与多晶相比,单晶的优势究竟有哪些呢?据记者了解,在电站营运层面,单晶比多晶能节约5%的土地租金和6%的运维成本,而单晶每瓦发电量至少比多晶高3%,那么在25%资本金比例、15年贷款年限的融资结构下,我国中部地区投资单晶电站的资本金内部收益率会比投资多晶电站高出至少2.78%以上。
另外,一组青海格尔木20兆瓦光伏电站运行数据得出的结论显示:正常情况下(不受限电影响),10兆瓦单晶硅光伏方阵2013~2015年发电量较10兆瓦多晶硅光伏方阵发电量增加78.2万千瓦时,单晶硅较多晶硅发电量可高出4.58%。这对客户来说是实实在在的收益。
很显然,在目前光伏补贴逐步下调的情况下,今后更多的项目开发商会关注对度电成本的控制,转换效率高的单晶硅产品将会逐渐被更多人认可。
分布式光伏助力单晶硅发展
尤为值得一提的是,“领跑者”计划自2015年推出以来,对单晶、多晶都制定了不同的效率下限,其中单晶组件是17%,多晶组件是16.5%。经过一年时间的试验,多晶产品约有20%符合“领跑者”计划标准,而单晶组件几乎100%符合标准,直接推动了我国单晶硅市场的快速发展。
据了解,2016年,在我国“领跑者”基地的推动下,单晶组件一路狂奔,取得了单晶在整体市场份额3倍之多的惊喜成就。首个大同“领跑者”基地单晶占比超过60%。
记者留意到,国家能源局近日发布的《2017~2020年光伏电站新增建设规模方案》提出,2017~2020年每年安排领跑者基地项目800万千瓦。很显然,未来几年国家还将大力发展“领跑者”计划。
国家能源局公布的数据显示,2017年上半年,全国新增分布式光伏711万千瓦,同比增长2.9倍。分布式光伏发电装机容量发展继续提速,在光伏补贴逐渐下调的情况下,分布式光伏发展速度还将进一步加快。
航禹能源创始人丁文磊表示,在分布式发电上,特别是对于屋顶电站来讲,使用单晶可以在有限的屋顶面积上,获得更多功率的装机量。“屋顶资源更加珍贵。”分布式优势在于就地消纳,而且,从德国、日本对单晶的热衷,可以看出对整个分布式单晶需求的趋势。
很显然,分布式更关注转换效率。根据《电力发展“十三五”规划》,“十三五”期间,分布式光伏装机要达到6000万千瓦以上。
综上所述,不难判断,未来几年“领跑者”和分布式光伏将会有力推动单晶硅产业发展。
据相关机构预计,随着光伏市场的不断发展,以及“领跑者”计划的积极推动,高效电池将成为市场主导,单晶硅电池市场份额将会逐步增大,预计到2025年达到48%,其中N型单晶硅电池的市场份额由2016年的3.5%提高到2025年的30%。
(二)天然气分布式能源项目发展驶入快车道
日前,2017中国分布式能源国际论坛在北京召开。与会专家表示,到2020年底,我国将建成天然气分布式能源项目147个,装机容量将达到1654万千瓦,天然气分布式能源项目发展驶入快车道。
“十三五”时期,我国能源消费增长换挡减速,保供压力明显缓解,供需相对宽松,能源发展进入新阶段。目前,我国传统能源产能结构性过剩问题突出,可再生能源发展面临多重瓶颈,天然气消费市场亟须开拓,能源清洁替代任务艰巨,能源系统整体效率较低。分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向,具有能源利用效率高、环境负面影响小、提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。
我国分布式能源起步较晚,目前以天然气分布式能源项目为主。根据相关统计,截至2016年底,全国共计51个天然气分布式能源项目建成投产,装机容量达到382万千瓦。根据相关规划,到2020年底,全国将建成天然气分布式能源项目147个,装机容量将达到1654万千瓦。
与会专家表示,我国应积极发展天然气发电及分布式能源,在能源负荷中心、产业园区、物流园区、旅游服务区、大型商业设施、交通枢纽、学校、医院等,大力发展天然气热、电、冷三联供分布式能源项目,鼓励发展天然气与风电、光伏发电等其他可再生能源结合的多能互补分布式能源项目。
二、本周重点政策跟踪分析
(一)油企在地热开发中如何寻找发展新契机
地热具有资源量大、利用效率高、成本低、节能减排效果好等诸多优点,我国已把地热列入能源发展“十三五”规划。未来我国应如何更好推进地热资源开发利用?传统石油企业能否将潜力巨大的地热资源变为企业转型新契机?本报记者就此采访了中国科学院院士、国家地热能技术委员会名誉主任汪集旸。
记者:我国地热资源开发利用的历史和前景如何?
汪集旸:一个地区或者是国家是否要开发地热资源,怎样开发利用地热资源,都取决于两大因素,即社会需求和资源条件。
在防治雾霾的大背景下,我国已把地热列入能源发展“十三五”规划,地热开发利用的需求很大。而从资源条件看,我国地热资源开发利用在很多地区有着悠久历史。早在1400多年前,咸阳境内杨贵妃安葬之地的马嵬坡温泉就闻名于世,利用现代技术开凿的中国地热“第一井”也在宝鸡西道。我国著名的地质学家李四光在新中国成立后曾发起地热资源大调查,并在天津等地形成地热会战。
河北雄县是华北乃至我国地热资源最为丰富的地区之一。2008年,雄县积极推进城区地热集中供暖工程,并采用最先进的高效利用和回灌技术,收到良好的经济和生态效益,空气质量明显改善,被誉为“无烟城”。2014年,国家能源局要求推广利用地下热水进行全县城镇居民冬季供暖的“雄县模式”。从“雄县模式”开始,我国地热资源开发打了一个翻身仗。
除此以外,利用地热能源解决长三角地区冬季供暖、夏季空调制冷的江苏南通“小洋口模式”,以及珠三角地区解决夏季空调制冷的广东“丰顺模式”,也在紧锣密鼓的建设之中。江苏南通如东县的小洋口地区先后勘查成功了2口地热井,创造了江苏地热井出水温度的最高纪录。通过地热资源梯级开发、综合利用,该区将建成以地热为主,从发电到供暖/制冷、温泉疗养、工农业利用为一体的分布式独立能源系统,即所谓“小洋口模式”。广东省丰顺县是广东地热资源较为丰富的县份之一,温泉储量大、水温高、水质好、流量大、药用价值高,除用于地热发电与水产养殖外,还广泛用于旅游、疗养等领域,1970年12月建成的全国第一座地热试验电站就位于丰顺县城南端。
除高温地热发电以外,近年来在政府一系列政策的推动鼓励下,我国正大力开发中低温地热能,我国地热开发利用迎来“第二个春天”,地热工作者要抓住机遇,迎接挑战。
记者:对于传统石油企业而言,应如何将潜力巨大的地热资源变为转型新契机,让老油田重新焕发生机?
汪集旸:我国200米至3000米地热主要集中在松辽、渤海湾、苏北等大型沉积盆地。在这些中东部大型油气盆地,很多老油田已经到开发后期,面临资源接替难题。能否将潜力巨大的地热资源变为企业转型的新契机,让油田变热田,让老油田重新焕发生机,值得高度重视。从大庆、胜利再到辽河、中原等油田都在探索,而且取得了初步成效。在西部,主要是高温地热资源。据估算仅西藏地区的资源开发潜力就有500万千瓦,很多电力从业人员认为这就是个“花生豆”还算不上个“大蛋糕”,但是我认为这在西部地区很重要。
当前,我国地热利用技术发展存在失衡现象。全国地热资源虽然经几轮评价,但基数仍然不清,特别是大型含油气沉积盆地中的地热资源量尚未得到进一步评价。勘查评价滞后于开发利用,直接影响到地热产业发展。20多年来,地热发电停滞不前,发展规模和水平已远远落后于地热直接利用。地热直接利用虽然发展较好,但也存在资源利用率较低问题,没有形成资源梯级开发综合利用的模式。
我认为,我国地热开发利用方向应该是热电并举,以热为主;深浅结合,由浅及深;东西兼顾,西电东热;干湿有度,先湿后干;“一带一路”,地热先行。
根据国家能源局目标,到2020年,地热在我国可再生能源中将占三分之一。未来要更好地开发地热资源,科技创新是根本,人才是关键。要大量培养什么样的人才呢?现在,有些懂地质的人不懂发电,懂热泵和暖通的人又不懂地质,因此要大力培养既懂地下又懂地上的新型复合型人才,政产学研用五结合推动创新,同时地热发展也离不开政府政策的大力支持。
记者:如何推进“一带一路”沿线地热资源开发合作?
汪集旸:从全球范围看,地热具有资源量大、利用效率高、成本低、节能减排效果好等诸多优点。“一带一路”沿线的伊朗、土耳其、意大利、印度、印度尼西亚、肯尼亚等国家,均位于全球高温地热带上,高温地热资源十分丰富。比如,位于意大利罗马西北部的拉德瑞罗地热电站是世界上建成的第一座地热发电站,2013年总装机容量已达到594兆瓦。印度尼西亚是一个火山之国,全国共有火山400多座,地热资源非常丰富,约占全球总量的40%。地处东非裂谷高温地热带上的肯尼亚,全境地热资源十分丰富。2014年10月,肯尼亚地热发电量占全国发电量的43.8%,成为肯尼亚第一大电力来源。
作为“丝绸之路经济带”起点,地处渭河断陷盆地的西安及咸阳地区地热资源丰富,具有良好开发利用前景。截至2012年年底,咸阳已成功开凿地热井40余眼,地热水年开采量为400万立方米,地热资源开发利用已逐渐扩展到地热采暖、温泉疗养及休闲娱乐等领域,全市地热供暖面积约占全市供热总面积的30%。西咸新区位于西安市和咸阳市已建城区之间,是经国务院批准设立的首个以创新城市发展方式为主题的国家级新区,西咸地热能源技术研发与示范基地正在着手建设之中。
当前,中国队伍已在世界很多地区参与开发地热资源。比如在肯尼亚等东非国家,中国石油的长城钻探等队伍早已经蹚出一条路,而且不但钻井还建设电厂。中国科学院也有行动,在肯尼亚建立了研发中心。再比如在印尼,一些中国民营企业也积极参与地热开发。在“一带一路”建设中,与沿线国家在地热开发利用方面加强交流、合作,地热资源的开发利用必将为“一带一路”建设做出更大贡献。
三、本周聚焦
(一)全球风轮直径最大的5MW海上风电机组
8月11日中午12时,全球风轮直径最大的5MW海上风电机组——中国海装H171-5MW在江苏如东吊装成功。
H171-5MW机组风轮直径为171米,其扫风面积足以停下两架空客A380。该机组单位千瓦扫风面积高达4.59,位列全球海上风电机型第一。与现有主流海上风电机组相比,单位千瓦扫风面积增大30%以上,在6.7m/s风速下即可实现年等效利用小时数3000小时的目标,为中国低风速海上风电场提供了一个新的选择。H171-5MW机组传承了上一代H151-5MW机组的先进技术,采用叶根分离载荷、螺栓疲劳载荷计算、变桨轴承设计迭代分析方法、系统分解等技术,同时优化了增速箱和变桨、偏航轴承齿轮安全系数,最终保证了机组的安全性和可靠性。
同时,H171-5MW机组还采用了全球5MW中最轻的叶片。该叶片来自中船重工的双瑞叶片公司,长度为83.6米,主梁为碳纤维真空灌注,主梁厚度及长度均为全球第一。
H171-5MW机组的成功吊装,代表中国海装海上风电机组研制实现了新的突破,也意味着亚洲最大的单体5MW海上风电场施工顺利结束。
(二)科学家开发锌空气电池 储电量为锂电池5倍
锌空气电池以原材料常见和能量密度高有着诱人的应用前景,但充电困难一直桎梏着其发展。如今,科研人员研制出高性能和低成本催化剂,将打破这一瓶颈,使锌空气电池具有优异的充电性能,扩大其应用范围。
上述研究于当地时间8月14日发表在国际学术杂志《先进材料》(Advanced Materials)。科研人员来自澳大利亚悉尼大学和新加坡南洋理工大学的科研团队。该论文的通讯作者悉尼大学化学和生物分子工程学院的教授陈元称,“迄今为止,可充电的锌空气电池所用的都是昂贵的贵金属催化剂,比如铂和氧化铱制成。相比之下,我们的方法生产出的是一系列高性能和低成本的催化剂。”
可充电锌空气电池 来自悉尼大学官网可充电锌空气电池 来自悉尼大学官网
锌空气电池是金属空气电池的一种,是以空气中的氧为正极活性物质,金属锌为负极活性物质,碱性溶液为电解液,将化学能转变为电能的装置。因为锌是自然界中资源分布较广的金属元素,所以其在电极材料的成本上要远低于锂离子电池。此外,悉尼大学的新闻稿称,锌空气电池可以储存更多的能量,理论上其储电量是锂离子电池的5倍。更重要的是,锌空气电池也更安全、更环保。
锂离子电池很轻便,供电效率高,但其含有增压的、可燃的材料,一旦内部发生短路,就会产生非常严重的后果。据外媒报道,锂离子电池被证明是三星Galaxy Note 7智能手机去年爆炸起火的元凶。三星后来调查发现,其手机电池供应商Samsung SDI和ATL的锂离子电池都存在缺陷,这种缺陷会导致内部短路,从而引起爆炸起火。
不过,充满很好应用前景的锌空气电池由于充电困难,目前仅用在助听器、某些摄像机,以及铁路运信号装置上。
所以,陈元等人的科研团队制作了包含常见的铁、钴、镍等元素的金属氧化物。这些新催化剂是通过同时控制下列成分制备的:组成、尺寸和富含金属的金属氧化物如铁、钴和镍的结晶度。最终该团队所研制出无定形双金属氧化物-石墨烯复合物可作为可充电锌空气电池的双功能氧化电化学催化剂。
该论文的第一作者悉尼大学信息技术与工程学院的博士李伟称,用新型催化剂开发的锌空气电池的试验证明其具有优异的可在充电性能。研究人员通过120小时对这种新型锌空电池进行60次充放电循环,发现电芯仅损失不到10%的效力。陈元表示,“为了我们的社会实现更加可持续的金属空气电池,我们正在解决相关技术挑战。”