第一節(jié) 太陽能光伏玻璃市場現(xiàn)狀 分析 及預測
一、太陽能玻璃現(xiàn)狀
太陽能玻璃主要是指用于太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱組件的封裝或蓋板超白壓延玻璃。2006年1月1日,我國正式實施《可再生能源法》,這為我國太陽能的利用和太陽能 行業(yè) 的發(fā)展提供了強有力的法律保障。2009、2010年中國的太陽能光伏組件生產與銷售都位居世屆第一,緊跟太陽能 行業(yè) 的發(fā)展,太陽能玻璃也得到了飛速的發(fā)展。
1、平板玻璃生產企業(yè)紛紛進入。
在2006年以前,太陽能電池封裝玻璃的市場主要被國外的日本旭硝子公司、法國圣哥班公司和澳洲皮爾金頓公司等幾大玻璃巨頭企業(yè)所壟斷,并形成了高額的壟斷利潤。太陽能玻璃的高回報與國內平板玻璃原片市場多年的虧損局面,讓越來越多的平板玻璃生產企業(yè)投身進去。東莞南玻綠色能源產業(yè)園超白壓延玻璃的兩條生產線分別于2006年10月、2008年9月先后點火;信義玻璃的兩條光伏玻璃生產線已在今年1月全部投產;上海福萊特公司擁有年產超500萬平米的兩條超白壓花玻璃生產線;青島金晶玻璃集團目前已形成年產防眩高透高強光伏玻璃600萬平方米的能力;另山玻集團、常熟耀皮、太倉中玻皮爾金頓、河南裕華等都已形成了較大的生產太陽能玻璃的能力。即將形成產能的還有中航三鑫投資的蚌埠太陽能玻璃項目產能為250噸/天;彩虹集團投資建設的年產500萬平方米的彩虹光伏玻璃項目在陜西咸陽已開工建設,該項目被列為陜西省政府2009年重點支持的新能源建設項目之一。該項目的建設,將填補西北太陽能電池封裝玻璃生產的空白。項目建成后,年產3.2毫米規(guī)格鋼化太陽能光伏玻璃502.6萬平方米,其他規(guī)格光伏玻璃80萬平方米,可實現(xiàn)年銷售收人3億多元,每年可為地方和國家繳納各項稅金4000多萬元。
2、產能迅速攀升至世界第一。
隨著近幾年我國太陽能光伏電池 行業(yè) 每年以40%至60%的速度增長,帶動了我國太陽能玻璃市場需求的極大增長。與此同時,國際光伏產業(yè)鏈后端太陽能電池組件的生產向我國加快轉移,為太陽能電池組件配套的太陽能超白玻璃就近配套創(chuàng)造了條件,提供了市場機遇。近3年,我國太陽能玻璃的增長率都在50%左右。
3、國際國內市場競爭已全面展開并逐漸加劇。
太陽能玻璃市場前兩年的競爭主要是與國外品牌產品的競爭,國內產品的價格與國內太陽能電池產業(yè)配套的地域優(yōu)勢,為國內太陽能玻璃產品創(chuàng)造了條件。曾出現(xiàn)了國外玻璃生產商停產太陽能玻璃原片,轉而購買國內太陽能玻璃進行深加工再銷售的局面。據估計未來兩年太陽能玻璃國際國內市場總的需求量約為100萬噸,而到時僅國內的產能將達到130萬噸。需求與產能的巨大差距不可避免地造成競爭的全面展開。同時,國內廠商的紛紛介入,同行同質產品的大量涌現(xiàn)也必然會使太陽能玻璃產品的競爭從質量、價格、服務、成本等各方面全面展開。
二、機遇與挑戰(zhàn)
面對全球經濟發(fā)展放緩的現(xiàn)實,2009年的太陽能玻璃產業(yè)仍然是充滿了機遇和挑戰(zhàn)。
機遇一:朝陽產業(yè),符合未來發(fā)展方向。
太陽能作為未來清潔、高效、永不衰竭的綠色能源技術之一,太陽能應用是解決環(huán)境污染與能源問題的最佳途徑之一。太陽能技術近年應用越來越廣泛,太陽能產業(yè)已經成為能源市場中成長速度最快的領域。太陽能玻璃產業(yè)作為太陽能技術應用配套材料,隨著太陽能產業(yè)的發(fā)展,我國太陽能玻璃產業(yè)也一定會取得長足的進步。
機遇二:前景光明,國內政策的新趨勢。
2006年《可再生能源法》實施后,國家相關部委一直在醞釀出臺太陽能光伏發(fā)電上網電價法,并對推廣太陽能光伏發(fā)電予以財政補貼。今年發(fā)布了《太陽能光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法》,從政策上講,在國家層面上對于光伏發(fā)電的政策已經十分完備,也表明了中國政府對太陽能產業(yè)發(fā)展的態(tài)度與政策方向,但在省一級層面和電網公司層面上還沒有具體實施細則。從德國、意大利等目前的太陽能應用發(fā)達國家靠政府補貼發(fā)展起來的情況來看,一旦有了落實補貼的政策,我國的太陽能應用市場空間將不可限量,太陽能玻璃產業(yè)也將會有不可限量的發(fā)展。
挑戰(zhàn)一:配合太陽能光伏技術的進步,有利于整體擺脫政策依賴。
目前太陽能應用之所以成本高,需要政策依賴,主要是因為普通的太陽能光伏組件的光電轉換效率還不到17%。如果太陽能玻璃采取太陽光的增透或減反射技術進行加工處理,配合硅片的工藝處理有效地提高太陽能光伏組件的轉換率,將大大地降低太陽能的發(fā)電成本,從而形成太陽能成與常規(guī)能源競爭的局面。
日前,包括無錫尚德、賽維LDK、常州天合、林洋新能源、CSI阿特斯、南京冠亞等在內的太陽能電池生產巨頭們日前已將“1元/度”光伏發(fā)電成本的方案上交給科技部。太陽能發(fā)電技術的不斷進步表明,“3年挑戰(zhàn)火電”已不再是夢想。那時的太陽能玻璃市場將一定是空前的,太陽能玻璃生產企業(yè)為此應積極響應,加強協(xié)作苦練內功來促進并應對即將出現(xiàn)的市場大繁榮。
挑戰(zhàn)二:拓展太陽能玻璃的其他用途,有利于擺脫對單一 行業(yè) 的依賴。
目前國內絕大多數的太陽能玻璃產品僅用于太陽能光伏組件。在歐美等發(fā)達地區(qū),太陽能光熱產品的應用與我國有很大的不同,平板集熱器的市場占有率為95%左右,且平板集熱器的蓋板大多采用的是太陽能玻璃。拓展國際國內平板集熱器的太陽能玻璃蓋板市場,開發(fā)適合太陽集熱器要求的太陽能玻璃產品,可從一定程度上緩對太陽能光伏產業(yè)的依賴。另外,太陽能玻璃優(yōu)越的光學性能也日益引起建筑師與室內燈光設計師的關注,在太陽或燈光照射下的太陽能玻璃所表現(xiàn)出的純潔高雅、水晶般的光與影的效果。太陽能玻璃為建筑師帶來了想象空間的同時相信也為太陽能玻璃的市場也創(chuàng)造了空間。
2011年我國和世界光伏產業(yè)雖然會繼續(xù)保持增長勢頭,但全球經濟形勢將使這一增速將大幅下降。太陽能玻璃市場需求與產能之間的矛盾,會帶來新一輪市場競爭,雖不足以造成企業(yè)的關停并轉,但卻可以讓待入者放緩,進入者走穩(wěn)。
第二節(jié) 太陽能光伏玻璃產品產量 分析 及預測
據不完全統(tǒng)計,2008年我國太陽能玻璃生產線達到24條,實際年產能約486000噸。
2008-2010年我國太陽能光伏玻璃產能
單位:萬噸
截至2010年底,我國有壓延玻璃線17條,日熔量3900噸。2010年已確定投資的生產線9條,新增日熔量4600噸,年產量1.15億m2,可滿足11.5GW的裝機量,相當于2011年全球新增裝機量的一半。我們預計下半年國內壓延玻璃供給壓力或將增大。
第三節(jié) 太陽能光伏玻璃市場需求 分析 及預測
1、需求量估算
1噸太陽能玻璃約為3.2毫米厚,太陽能玻璃125平方米,每兆瓦太陽能電池組件約需7500平方米,合約60噸太陽能玻璃。
2005-2010年中國光伏玻璃需求量估算表
單位:萬噸
2、需求量預測
晶硅電池占據光伏 行業(yè) 80%份額,其所需蓋板玻璃為超白壓延玻璃;薄膜電池占比20%,需使用TCO玻璃作為電池前電極。2011年國內所需超白壓延玻璃1億㎡。根據Isuppli預測,2011年全球光伏裝機量將達22.2GW,在我國產量占據全球50%比例,而晶硅電池占比90%的假設下,我國晶硅電池產量接近10GW,需求超白壓延玻璃約1億m2。
目前薄膜電池投資成本低于晶硅電池,但轉換效率僅5.6%,距晶硅電池的14.6%仍有較大差距。預計近年晶硅電池為主的市場格局不會發(fā)生根本改變。預計2011年全球薄膜電池產量將達到4.66GW,需求TCO玻璃近7000萬m2。
我國雖有TCO鍍膜的技術申請,但實現(xiàn)產業(yè)化的技術仍來自國外;鍍膜設備也為國外廠商控制。雖然國內廠商投資熱情高漲,但目前僅有南玻A的46萬㎡生產線實現(xiàn)量產,中航三鑫海南二線剛投產。
TCO所需超白浮法玻璃國內已實現(xiàn)量產,供應無須擔憂。TCO玻璃一般以超白浮法玻璃為基板進行鍍膜,目前國內的金晶科技、南玻A都能量產超白浮法玻璃,因而基片供應并不成為TCO玻璃的制約因素。
第四節(jié) 太陽能光伏玻璃消費狀況 分析 及預測
太陽能玻璃主要是指用于太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱組件的封裝或蓋板玻璃。其中,太陽能光伏發(fā)電組件用太陽能玻璃又分為晶體硅太陽能電池組件用和薄膜太陽能電池組件用兩類。
1、太陽能電池組件玻璃應用
太陽能電池組件生產企業(yè)玻璃消費狀況
2、太陽能發(fā)電系統(tǒng)中玻璃的應用
自20世紀80年代以來,已先后開發(fā)出兩大類太陽能發(fā)電系統(tǒng)。這兩類太陽能發(fā)電系統(tǒng)的特點、推廣應用情況及其與平板玻璃的關聯(lián)度大致如下:第一類是在單體建筑物的屋頂和幕墻上安裝的光伏發(fā)電系統(tǒng)。它是利用硅光電池(可分為3種:單晶硅電池、多晶硅電池、非晶質硅薄膜電池)。硒光電池、碲光電池等在陽光照射下能產生一定方向電動勢(即光伏效應)的半導體元件,拼接黏合或鍍膜在超透明平板玻璃上成為光電板。將光能轉換成電能并經整流,升壓后供建筑物內部直接使用(若有富余,亦可輸送給電網或者輸入蓄電池)。這類光電組件一般由光電池與平板玻璃組成,可作成單玻結構、雙玻夾層結構、雙玻中空結構等多種形式。家庭用的小型光伏系統(tǒng),輸出功率一般為3至6千瓦;大型建筑的光伏系統(tǒng),輸出功率可達數十千瓦至百千瓦。
光伏發(fā)電系統(tǒng)與平板玻璃的關聯(lián)情況,大致是每100瓦裝置需用平板玻璃1至2平方米。目前這種光伏發(fā)電系統(tǒng)的造價和發(fā)電成本尚比較高,但近期內有可能逐步降低。而在浮法線上直接將玻璃鍍上一定厚度的半導體薄膜,這是制造大規(guī)格太陽能電池最為經濟的辦法。英國皮爾金頓公司開發(fā)了浮法玻璃在線半導體膜層鍍膜工藝,應用在板硝子在日本的日產450噸級浮法玻璃生產線上。
目前,國際上對于太陽能玻璃的研制一般包括三種主要類型:超薄玻璃、表面鍍膜玻璃和低鐵玻璃。按作用可分為蓋玻璃和基板玻璃兩大類。硅太陽能電池蓋玻璃:它的主要作用是保護硅片部件不受塵土、機械磨損和沖擊以及環(huán)境條件的損傷,同時也不能影響太陽能電池的性能。這就要求蓋玻璃對入射的太陽能沒有強吸收,蓋板本身盡可能?。ㄒ话悴怀^0.152毫米),不會增加太多的質量,熱膨脹系數必須與單晶硅盡可能一致,在350納米波長以下的紫外線吸收必須很強。太陽能電池基板玻璃:由于太陽能電池的薄膜化以降低太陽能電池的制作成本和節(jié)省昂貴的半導體結構材料為目的,作為從機械強度上支撐電池薄膜活性層的襯底材料通常也選擇一些成本低、有一定機械強度、無污染、熱膨脹系數與硅相匹配等條件的材料。所以,在大部分的實例中,襯底都不是半導體材料,采用較多的有玻璃、不銹鋼、陶瓷、石墨、聚合物、低成本硅基材料等。由于玻璃在成本、穩(wěn)定性、加工成形、透明(太陽能)等方面更具優(yōu)勢,所以在廉價襯底材料中很有競爭力,基板玻璃因此成為目前發(fā)展最快的特種玻璃之一。
透明的平板玻璃作為一種基板材料,無論用于太陽能的熱轉化裝置,還是電能的裝換裝置,都就具有同樣的諸多優(yōu)點:透明玻璃的表面經加工處理后,對太陽光具有高的透過率或低的反射率;玻璃中通過摻入特定的著色劑,對太陽光譜的不同波長可進行選擇性吸收。玻璃熔制過程中通過脫色處理可提高太陽光譜的透過率;玻璃具有耐上百度的高溫而不變形的特點,它可在高溫下全天候服役而安然無恙;玻璃表面光滑平整,便于清洗,具有抗大氣風化和潮濕的腐蝕,耐候性優(yōu)良;玻璃易于拉制成適用于太陽能利用所需的超薄、極超薄、普通薄玻璃等各種不同厚度和面積規(guī)格的透明板材、管材。普通玻璃雖脆而易碎,但可通過鋼化增強處理來改善其性能,達到增強增韌效果,消除和防范其脆性材料的弊病。
制造太陽能光伏電池的其中一個關鍵的部件就是太陽能光伏電池封裝玻璃。目前,生產太陽能封裝電池玻璃的工藝技術主要為壓延法,它是采用特制的壓花輥,在超白玻璃表面壓制特制的金字塔形花紋而制成的。它是太陽能光伏電池不可或缺的重要組成部件。據有關方面預測,未來五年內增長潛力較大的玻璃產品是Low-E玻璃和太陽能電池用超白壓花玻璃,即太陽能電池封裝玻璃。中國公司通過與PPG開展合作,開發(fā)生產了3.2mm鋼化低鐵超白高透浮法玻璃,是目前國內唯一鋼化低鐵超白玻璃的生產制造商之一。該公司目前也在利用世界上最大的壓花玻璃生產基地的優(yōu)勢,正在積極的開發(fā)3.2mm低鐵超白布紋(絨面)玻璃,以作為太陽能電池封裝玻璃的組件,適應未來市場的需要。目前太陽能光伏電池所用的封裝玻璃的主流產品為低鐵鋼化壓花玻璃(一說稱之為鋼化絨面玻璃),厚度為3.2mm,在太陽能電池光譜響應的波長范圍內(320~1100nm),透光率可達91%以上,對于大于1200nm的紅外光有較高的反射率。
太陽能光伏發(fā)電希望能提高光電轉化效率,即使只有1%的增加,已是很了不起的進展。采光玻璃是太陽能光伏系統(tǒng)的必要配件,它的日光穿透率與光電轉化效率成正比,由于該日光穿透率會因采光玻璃長期在戶外日照雨淋及外界環(huán)境的污染而下降,甚至低到只有60%,故若不能有效解決采光玻璃表面污染的問題,將抹煞業(yè)界對提高光電轉化效率的努力。通過玻璃表面涂覆對太陽能吸收很低的自清潔膜或人工清潔加以解決。
光電玻璃幕墻制品系采用雙層鋼化玻璃合片制作而成,以利于透光性良好。另外,配置在玻璃中間的多晶硅電池片也尤為重要,它排列粘壓在雙層玻璃中間,玻璃的采光度由硅電池片的排列間隙來控制,并還將硅片表面制成藍、綠、黑、黃等多種色彩,這種色彩硅片主要為了更有利于用在建筑幕墻上色彩美的選擇與利用。光電玻璃幕墻,除了發(fā)電供能的功能之外,光電幕墻還同樣具有隔音、隔熱功能、安全功能(雙層鋼化、夾層工藝)、裝飾功能(彩色硅片)、和諧環(huán)境功能等特有的功效。
第五節(jié) 太陽能光伏玻璃價格趨勢 分析
從近幾年太陽能玻璃價格市場走勢開看,市場價格呈下降趨勢,其主要原因是前些年國內具備生產太陽能玻璃生產能力的企業(yè)非常少,產品大量依賴進口,在2006年太陽能壓花玻璃的進口價格就達到125元/平方米。近幾年隨著國內生產技術的不斷發(fā)展和產能的增加,國內產品價格相對國外產品價格較低,且進口價格也逐漸下降。到2008年6月太陽能壓花玻璃價格大約為70元/平方米。
2008年受全球金融危機的影響,光伏玻璃價格一路下跌,到2009年3月份全國光伏玻璃價格降到近年來最低點,一般7月份是太陽能光伏玻璃出貨旺季,僅管市場廠商已紛釋出對第三季太陽能市況將好轉的樂觀訊息以及報價可望止跌回升的氛圍,僅管七月份太陽能模塊依舊走跌,但太陽能玻璃價格的回升已在部分領域區(qū)域市場嗅出端倪,中國太陽能電池玻璃庫存去化已有一定程度,因此預計隨著旺季的到來,太陽能玻璃價格將有所回升。
據Hessenkemper預計,在未來的七年中,作為模組制造中的一部分,部分玻璃成本將會出現(xiàn)增長,將從目前的4%增長至15%左右。因此,可以看出太陽能電池玻璃的利潤呈逐年下降趨勢。
第六節(jié) 太陽能光伏玻璃進出口量值 分析
前些年,我國太陽能玻璃生產能力較弱,產品多是從國外進口,近些年,隨著國內太陽能玻璃生產技術的不斷進步及產業(yè)規(guī)模的不斷擴大,改變了產業(yè)主要依賴進口的形勢,但是由于國內市場需求巨大,因此近幾年國內產品進口量及進口增幅還是比較大。
從產品出口方面來看,目前,我國部分產品技術已趕上甚至超越國外技術,但出口量還是比較少的,產品主要用于供應國內市場。
2005—2010年太陽能玻璃進口統(tǒng)計
單位:噸
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