①基本概念
太阳能电池封装胶膜处于太阳能电池组件的中间位置,包裹住电池片并与玻璃及背板相互粘结,需要具有高水汽阻隔率、高可见光透过率、高体积电阻率、耐候性能和抗PID 性能等特性。
太阳能电池封装胶膜具体产品应用结构图举例如下:
太阳能电池封装胶膜主要用于光伏组件的封装,处于光伏产业链中游。光伏发电系统主要由太阳电池组件、控制器和逆变器三大部分组成。光伏产业链包括高纯多晶硅、硅片、电池片、组件、光伏发电系统等多个环节,通常而言,上游主要指高纯多晶硅的生产,中游主要指多晶铸锭/单晶拉棒以及硅片、电池片、组件的生产等,下游主要指集中式/分布式光伏电站等光伏发电系统建造与运营,产业链概况如下:
太阳能电池封装胶膜是光伏组件封装的关键材料,对太阳能电池组件起封装和保护的作用,能提高组件的光电转换效率,并延长组件使用寿命。由于光伏组件的封装过程具有不可逆性,加之光伏组件运营寿命要求 25 年以上,一旦组件胶膜开始黄变、龟裂,电池易失效报废,对组件的转换效率也有一定影响,所以尽管胶膜的绝对价值不高(晶硅电池组件的生产成本中,约 70%~80%来自电池片,约 3%~7%来自胶膜、背板),但其在光伏组件质量及寿命中起着重要作用,是组件的核心封装材料,对其性能、品质及稳定性均有较高要求。
②光伏行业竞争格局和市场化程度
a. 太阳能电池封装胶膜市场整体情况
在全球“碳中和”政策的引领以及光伏行业的持续技术进步的背景下,光伏产业蓬勃发展。近年来,石油、天然气、煤炭等化石能源的市场价格快速上涨,光伏发电的经济性和市场竞争力进一步凸显,以光伏为代表的新能源发电替代传统化石能源发电的历史进程进一步加速,全球光伏产业迎来广阔的市场空间。
中国发改委能源研究所等研究机构发布的《中国可再生能源发展路线图 2050》(以下简称“《路线图》”)中表示太阳能资源在未来长期将在中国能源消费结构中从补充能源发展为替代能源,再进一步向主导能源演进。太阳能作为可再生能源重要组成部分,系我国未来能源发展的主要趋势。
为实现零碳排放目标,全球能源转型步伐正在加速,根据中国光伏行业协会发布的数据,2021 年度全球新增光伏装机 170GW,其中中国市场新增装机 54.88GW,海外市场新增装机超过 100GW,欧盟、美国和印度市场增速强劲。
截至 2022 年 7 月,177个国家(约占所有国家的 90%)正考虑净零排放的目标,美国重返“巴黎协定”,欧盟《2030年气候目标计划》将 2030 年温室气体减排目标由原来的 40%提升至 55%,日本国会参议院正式通过《全球变暖政策推进法》,立法明确到 2050 年实现碳中和的目标,在零碳路径上,可再生能源将成为主导能源。在多国碳中和目标、清洁能源转型及绿色复苏的推动下,预计 2022-2025 年,全球光伏年均新增装机将达到 232-286GW。光伏新能源迎来了重大发展机遇,同时光伏装机增长带动封装胶膜需求增长。
国内新增光伏装机量在上游光伏材料价格大幅上涨的情况下仍然实现快速增长。根据国家能源局数据,2022 年 1-6 月国内光伏累计新增装机 30.88GW,同比增长 179%。根据中金公司研究部统计,2022 年 1-6 月国内光伏组件招标量已达到 80GW,同比增长217%。2022 年 7 月,中国光伏行业协会名誉理事长王勃华在 2022 年光伏产业链供应论坛中进一步调高光伏装机预期,预计 2022 年国内新增装机 85-100GW,较 2021 年新增装机 53GW 增幅将达到 60-90%。
分布式方面市场维持高景气。2021 年国内新增光伏发电并网装机中,分布式光伏新增约 29GW,约占全部新增光伏发电装机的 53%,首次突破 50%。2021 年和 2022 年上半年国内分布式光伏新增装机分别同比增长 88.7%和 215.7%,呈现高增长态势。2021年 6 月,国家能源局综合司正式下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,明确要求申报试点地区各类型的屋顶可安装光伏发电比例不得低于一定比例,并提出“宜建尽建、应接尽接”的要求。预计在电价市场化改革、能源双控以及 BIPV 等技术逐步成熟的多重驱动下,业主配置分布式项目意愿有望增强,分布式光伏将保持高速增长。
集中式装机规模有望快速提升。2021 年 10 月,在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上,习近平主席宣布将在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目。根据国家能源局数据,2022 年第一季度,第一批约 1 亿千瓦的大型风光基地项目已开工约 8,400 万千瓦;后续按照“应开尽开,能开尽开”的原则,认真做好第二批大型风电光伏基地项目的组织实施工作。随着 2022 年下半年硅料新增产能逐步释放,供应链紧张程度缓解,组件成本下降,预计集中式装机规模有望快速提升。
b. 太阳能电池封装胶膜行业的发展趋势
可再生能源的广泛使用是未来的长期发展趋势,尽管我国光伏已经发展成为全球第一大光伏应用市场,但现阶段我国能源结构仍以传统能源为主,大力发展可再生能源,促进可持续发展仍然是国家重要的发展目标之一。太阳能作为可再生能源的重要组成部分,拥有诸多优势,是我国未来新能源发展的主要趋势,预计我国太阳能光伏市场未来发展空间广阔。
随着技术的不断进步与产品性能的不断提升,光伏组件厂商越来越重视封装材料对于发电效率提升的作用,从而形成对高品质胶膜的市场需求。
I.胶膜的高功能性需求成为常规要求
近年来,光伏发电成本不断降低、光伏装机市场逐渐扩大,倒逼组件生产成本不断下降,同时为提升电站收益、延长电站使用寿命,光伏胶膜的抗 PID、抗蜗牛纹、抗闪电纹、防老化、阻水等高功能性需求已成为标准性能要求,对胶膜的技术和质量要求不断提升。
II.白色 EVA 胶膜需求快速增大
为进一步提高组件发电功率,国内组件企业纷纷在组件电池片背侧应用白色 EVA胶膜,以此来提升组件发电功率。在目前逐渐成为主流的半片多主栅组件中,由于电池间隙多,同时伴随着电池片薄型化发展趋势,白色 EVA 胶膜提升功率效果将更加明显,同时还可以显著降低对背板内侧薄膜的耐紫外线要求,使组件背板可进一步降本,对白色 EVA 胶膜的需求快速增长。
III.POE 胶膜的市场份额有望进一步提升
POE 胶膜需求明显增大,多层共挤 POE 胶膜深具潜力以单晶 PERC 双面电池组件为代表的高效组件发展迅速,相应配套使用的 POE 胶膜需求明显增加。随着双玻组件及 N 型光伏组件的市场份额的提升,POE 胶膜的市场份额也有望进一步提升。
IV.行业整合加速,优势企业市场份额持续扩大
随着行业整合,规模较小的企业越来越难以维持较高的研发投入和保证产品质量的一贯性。光伏组件的质保期为 25 年,封装胶膜起到透光、耐候、粘结、抗 PID、缓冲等多重作用,是决定组件寿命的关键封装材料。随着近年来户外组件质量问题的逐步显露,中小规模企业前期不重视质量的问题随之暴露,导致其进一步丧失客户群,光伏组件封装胶膜行业正加速进入行业整合期,优势企业市场份额持续扩大。