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双玻还是透明背板?四个逻辑看懂光伏组件封装形态进化趋势

来源:乐晴智库精选    时间:2020-01-13 13:42

   导读: 2.0mm双玻带框组件解决重量及爆裂问题的同时强化LCOE优势,同时使投资者免于背板可能出现的老化问题的困扰。 美国豁免双面发电组件201关税或将在短期内大幅提升美国市场双面组件渗透率,但由于双玻组件产能及玻璃供应调整需要时间,透明背板组件有望阶段性在
  2.0mm双玻带框组件解决重量及爆裂问题的同时强化LCOE优势,同时使投资者免于背板可能出现的老化问题的困扰。
  美国豁免双面发电组件201关税或将在短期内大幅提升美国市场双面组件渗透率,但由于双玻组件产能及玻璃供应调整需要时间,透明背板组件有望阶段性在美国市场占据一定份额。
  光伏组件封装形态向2.0mm双玻结构进化是明确趋势,但2.0mm玻璃的降本及可靠性验证需要一定时间,预计中期2.5mm玻璃仍为双玻组件的主流选择。
  逻辑一:2.0mm玻璃解决双玻组件最大痛点—重量过大及玻璃爆裂
  2.5mm双玻带框组件重达24~26kg,比传统单玻组件运输成本提高、安装成本上升(一个工人难以拿起)。若双玻组件无框,则安装难度加大(破损率增加)、使用过程中玻璃可能出现爆裂问题等。
  2.0mm双玻半框组件重量仅20kg,一个工人可拿起来,与单玻组件相比重量仅增加1kg左右,对运输和安装的影响较小,且含框双玻组件安装破损及使用中爆裂的情况将明显减少,解决双面双玻组件推广的最大阻碍。
  无框双玻组件出现弯曲变形,造成电池片隐裂和玻璃爆裂,主要原因是1)汇流带层压应力不均:2)机械应力不均;3)热应力不均。以上问题添加铝框即可解决。
  逻辑二:2.0mm光伏玻璃价格将逐步合理化,预计价格或降至16.6元/平米
  2.0mm与2.5mm光伏玻璃处在面世初期,成本较高,虽然相对3.2mm玻璃而言节省了20~40%原片玻璃,但与3.2mm玻璃的价差并未体现出应有的成本优势。随着双玻趋势带动薄玻璃需求增长、玻璃大厂大产线技改及技术进步,薄玻璃价格将下降。
  我们认为合理价格应以成本为锚:
  1)原片玻璃:成本主要与厚度相关;
  2)深加工:薄玻璃半钢化,3.2mm玻璃需全钢化,前者成本略低。根据测算,在龙头企业保持25%毛利率的情况下,2.5mm与2.0mm玻璃的合理价格有望分别降至19.3元/平米、16.6元/平米,较当前价格分别下降16%、26%。
  逻辑三:合理玻璃价格下,2.0mm双玻半框组件成本低于传统单玻组件及透明背板组件
  测算结果显示,成本对比:2.0双玻半框组件<2.5双玻半框组件≈传统单玻组件<2.0mm 双玻全框组件<FFC透明背板组件<TFB透明背板组件,即双玻带框组件相对单面组件的背面发电增益以及相对双面透明背板组件更可靠的性能均为纯收益。
  同时,测算结果已充分考虑市场对双玻组件忧虑:爆裂、EVA吸水、运输安装破碎率增高及组件良率下降。增加铝框的成本:虽然全边框/半边框使双玻组件每W成本增加约0.18/0.09元,双玻带框组件成本仍低于传统单玻/透明背板组件。
  双玻组件EVA吸水:若无铝框封边,EVA胶膜与空气接触吸入水汽后易降解并腐蚀栅线与汇流带。即使铝框封边,PERC双面电池背面局部铝栅格也比全铝背场更易被腐蚀。为此,在测算过程中,我们对双玻组件的封装成本按POE来考虑。
  该材料水汽透过率低、高体电阻率、无酸性物质释放,市场价格比普通EVA高50%左右。双玻组件运输安装破碎率增高及组件良率下降:尽管已增加铝框,仍通过设置更高破碎率及更低组件制造良率来体现对该问题的考虑。
  3.2mm玻璃价格同样按照25%毛利率对应价格23.5元/平米进行测算。
  逻辑四:充分考虑透明背板降价潜力后,2.0mm双玻半框组件仍具高性价比
  目前对透明背板的降价空间主要基于两点考虑:
  1). 背板核心原材料PET扩产或使成本大幅下降。
  2). 随着技术提升、规模效益及生产经验积累,透明背板成本将逐步下降。我们认为,以上两点考虑确有合理性,但即使充分考虑降价空间后,透明背板组件成本相比双玻组件仍不具备优势。
  PET基膜扩产对光伏背板的降本作用有限:
  1)PET基膜上游原材料BOPET大幅扩产,或将带动PET基膜成本下降。PET基膜由BOPET(聚酯薄膜)拉制而成。BOPET按厚度分类,下游需求最多的是厚度6-25um的包装膜,65微米以上则为厚膜型/特种聚酯薄膜。
  2019年特种聚酯薄膜需求预计有49 %为光伏背材膜。2014-18年BOPET新增厚膜产线约60%属于光伏领域。根据统计,2019-2020年预计新增46万吨BOPET产能,其中厚膜产能约36万吨,按上述比例(50%~60%)估算厚膜新增产能中约20万吨为光伏背材膜。2017年背材膜产能约30.8万吨,产能大幅扩张将使PET基膜成本显著下降。
  2)PET基膜在透明背板中成本不足4元/平米,占比不超过25%,可提供的降本空间有限。
  光伏背板用PET基膜一般厚度在250um及以上,每平米背板对PET基膜需求量约为1.06平米,若按单价3.9元/平米计算,则每平米背板中PET基膜成本不足4元。
  中来股份自主研发的双面涂覆型透明背板目前售价约28元/平米,估算PET基膜在其中成本占比大概率低于25%。因此,即使PET基膜价格大幅下跌,对透明背板的潜在降本贡献不显著。
  即使考虑透明背板成本下降空间,其经济性仍难以匹敌2.0mm双玻半框组件。我们对透明背板组件与2.0mm双玻半框组件的单位成本差额做了敏感性测算,我们认为透明背板经济性在长期与短期内均难以与双玻组件竞争:
  1)短期比较:基于光伏玻璃当前价格水平(2.0mm玻璃含税价22.5元/平米),透明背板也需要将单价降到20元/平米左右,即相对当前价格下降8元/平米,其组件才会具有成本优势。短期内能为透明背板提供显著下降空间的机会是PET基膜产能扩张带动其价格下降。然而,根据上述测算,PET基膜在背板中的成本约4元/平米,其扩产降本不足以帮助透明背板实现成本优势。
  2)长期比较:只要2.0mm玻璃价格降至20元/平米以下,则透明背板价格即使降到与目前的普通背板一致(14元/平米),也不会有成本优势。若2.0mm玻璃降至合理价格16.6元/平米,则透明背板价格即使降至10元/平米也无济于事。
  隆基、阿特斯等多家主流组件厂封装以2.5mm玻璃为主,已开始向2.0mm玻璃切换,而为透明背板背书的企业较少,预计2.0mm玻璃靠经验积累与规模效益来降本的速度将快于透明背板。此外,透明背板成本预计很难做到显著低于普通背板,10元/平米的价格即使在长期来看难度也相当大。
  除经济性外,透明背板产品尚未经过长期户外实证,实际可靠性有待验证。透明背板的推出是在2018年,2019年3月刚开始户外实证检测,目前只通过了实验室测试。实验室测试难以模拟真实环境下复杂恶劣的条件,目前透明光伏背板其优异的性能主要来自厂家宣传。
  美国豁免25%双面发电组件201关税有效降低双面发电组件在美价格并提升竞争力。由于:
  1)透明背板双面组件与单玻组件结构类似,电站设计及配套材料方面适配性较强,可直接实现产品切换。
  2)美国组件进口主要来源地东南亚现有单玻产线与透明背板组件兼容性较强,可快速满足产品需求。因此,我们认为201关税豁免或将为透明背板组件带来阶段性需求,但双玻组件产线产品切换完成后,仍将凭性价比与更可靠的性能成为主流。

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