過去的十年是光伏行業(yè)在全球范圍內(nèi)突飛猛進地發(fā)展的十年。光伏系統(tǒng)成本的降低是市場發(fā)展的主要推動因素。不斷成熟的光伏組件技術(shù)雖然也起到了推波助瀾的作用,但硬件價格的降低是主導(dǎo)因素。然而,展望未來的十年,伍德麥肯茲預(yù)測組件技術(shù)的創(chuàng)新,而非硬件成本的降低,將成為推動新十年太陽系統(tǒng)及能度電成本持續(xù)降低的典型驅(qū)動力。
根據(jù)伍德麥肯的統(tǒng)計,過去十年中,全球年度太陽能安裝量增長了7倍,從2010年的16吉瓦增加到2020年的115吉瓦。全球光伏組件的制造量從2010年的25GW,增長到今年的140GW (下左圖)。多晶硅太陽能組件的價格從每瓦2美元,也就是十三塊錢以上,降至目前的一塊五到一塊六一瓦,降副達到90% (下右圖)。 在此期間,沒有其他發(fā)電技術(shù)能夠跟上太陽能降低成本的步伐。
除了成本大幅下降外,太陽能組件技術(shù)在過去十年中也取得了很大進步。在右圖我們可以看到 2010年,標準72片多晶硅組件的平均輸出功率約為290瓦。在今年,消費者只需要花2010年價格的十分之一來買到345瓦的組件。這就像以舊版蘋果手機90%的折扣價購買最新版蘋果手機一樣。盡管這在手機市場可能永遠不會發(fā)生,但是在過去的十年里,太陽能一直以這樣的速度來用更低的價格推廣更高效的組件。
圖一 過去十年光伏組件產(chǎn)量和價格
圖二 光伏組件輸出功率
組件等硬件成本下降是驅(qū)動過去十年光伏系統(tǒng)整體價格下降的主要因素。在這里我們用美國市場的數(shù)據(jù)來舉例,光伏系統(tǒng)造價在2012年是 2.48美元每瓦, 而今年系統(tǒng)價格,即便在關(guān)稅水平偏高的情況下也只有91美分每瓦,較2012年下降了63%。 其中組件,逆變器,BOS系統(tǒng)配件等硬件價格下降幅度站系統(tǒng)總下降幅度的二分之三。施工,土地,并網(wǎng)等費用下降的幅度雖然也不小,但是和硬件價格相比,還是略遜一籌。
但是在接下來的十年里,我們認為光伏產(chǎn)業(yè)不會,而且也不能重復(fù)上一個十年的步伐。因為系統(tǒng)硬件價格的下降空間逐步減小。新的系統(tǒng)價格下降的驅(qū)動力將來自于組件功率上升帶來的利益。
伍德麥肯茲的數(shù)據(jù)指出,在大型地面太陽能電站系統(tǒng)中,82%的系統(tǒng)成本和組件功率線性相關(guān)。使用更高功率的組件,可以節(jié)省電纜,降低跟蹤器,支架之類的BOS配件的成本,節(jié)省勞動力,減少項目的占地面積并節(jié)省土地購置成本和施工成本。這突出了組件功率等級在降低系統(tǒng)成本中的重要性。
今年光伏組件市場最熱門的話題是大硅片和大組件。他們便是以提高組件功率來降低系統(tǒng)成本和度電成本的典型案例。M10和G12是兩種備受關(guān)注的大硅片尺寸。他們大幅提升了組件可用的發(fā)電面積,使其增加了35%至80%。大面積意味著太陽能電池的瓦數(shù)增加,并最終導(dǎo)致組件功率等級的顯著提高。M10和G12組件功率達到500W以上。伍德麥肯茲在今年十月分發(fā)布的《光伏組件技術(shù)市場報告》里指出,光伏項目如果應(yīng)用540W的M10組件和545W的G12組件的話,系統(tǒng)成本可以比應(yīng)用現(xiàn)有的M4組件的項目低8%到9%,降本作用明顯。
除了大組件之外,另一個有前途的技術(shù)家族是N型高純度硅片的N型太陽能電池技術(shù)。這一系列太陽能電池具有更高的效率,更低的衰退率,因此與當前的P型組件相比,在整個生命周期內(nèi)的發(fā)電量更大。目前市場上 有三種商用N型太陽能電池:隧穿氧化鈍化接觸電池(TOPCon),異質(zhì)結(jié)電池(HIT)和背接觸電池(IBC)。伍德麥肯茲在《光伏組件技術(shù)市場報告》里指出N型電池電池的價格還是偏高,導(dǎo)致使用N型電池的光伏項目系統(tǒng)成本和度電成本都高于使用現(xiàn)P型組件的項目。如下圖中指出,異質(zhì)結(jié)和TOPCon項目的度電成本都高于現(xiàn)有主流技術(shù)項目。所以,成本降低和轉(zhuǎn)化率提升是N型電池所要解決的問題。
總之,21世紀,20年代將是太陽能電池組件技術(shù)創(chuàng)新快速發(fā)展的十年,這將促成組件功率等級的顯著提,生命周期發(fā)電量會提高,年度衰減率會降低,光伏組件也會變得更靈活,去適應(yīng)更多的應(yīng)用場景。 組件技術(shù)的創(chuàng)新為主,硬件成本下降為輔的發(fā)展模式將成為推動新十年太陽能度電成本持續(xù)降低的驅(qū)動力。
來源:伍德麥肯茲