光伏玻璃行業分析

2017-10-04 14:43:55 延安玻璃行業　點擊量：評論 (0)

1 光伏玻璃分類與技術　　光伏玻璃是指用于在太陽能光伏電池組件上的玻璃，是電池組件的正面，構成組件的最外層，所以光伏玻璃既要保證足夠高的透光率，又要堅固且具有較長壽命，起到長期保護電池的作用?！　?

1. 光伏玻璃分類與技術

　　光伏玻璃是指用于在太陽能光伏電池組件上的玻璃，是電池組件的正面，構成組件的最外層，所以光伏玻璃既要保證足夠高的透光率，又要堅固且具有較長壽命，起到長期保護電池的作用。

　　目前光伏電池主要有晶硅電池和薄膜電池兩種，因它們對表面玻璃蓋板的要求不同，所以光伏玻璃也主要分為兩種，一種是用于晶硅電池的超白壓延玻璃，主要起保護電池硅板的作用，另一種是用于薄膜電池的TCO玻璃，除了起保護作用外，玻璃表面的TCO導電膜還要作為電池前電極來收集電流。

　　超白壓延玻璃是一種超透明低鐵玻璃，在光伏領域中主要用于晶硅電池的蓋板，具有高太陽能透過比、低吸收比、低反射比和高強度等特點，可以保證光伏電池較高的光電轉換效率，同時因其耐紫外輻射、耐堿、抗老化等性能優越，以及材料本身的高強度，可以對電池硅晶板進行長久的保護。在制作工藝過程中，為了保證玻璃的高太陽能透過率，玻璃含鐵量一般要控制在0.015%-0.02%左右，同時要通過壓花輥在玻璃表面壓制特種花紋以減少光的反射損失，所以超白壓延玻璃又叫做超白絨面玻璃。

　　目前由于晶硅電池的平均光電轉換效率為14.6%，較薄膜電池的平均轉換效率5.6%高出不少，所以晶硅電池是市場的主流選擇。根據Solarbuzz的2010年度光伏市場報告顯示，2010年晶硅電池占全球太陽能電池總產量的86.5%。超白壓延玻璃用作晶硅電池的蓋板，占整個電池成本的10%左右。因此超白壓延玻璃市場前景非常好。TCO玻璃是指在平板玻璃表面通過物理或化學鍍膜方法均勻的鍍上一層透明的導電氧化物薄膜（Transparent Conductive Oxide）而形成的組件。對于薄膜太陽能電池來說，由于中間半導體層幾乎沒有橫向導電性能，因此必須使用TCO玻璃作為正極收集電池的電流，同時要求TCO薄膜具有高透和減反射的功能讓大部分光進入吸收層。

　　TCO玻璃一般以超白浮法玻璃作為基板，所以玻璃的生產工藝主要在超白浮法玻璃的生產、TCO鍍膜這兩個方面。超白浮法玻璃同超白壓延玻璃一樣，也是通過嚴格控制材料中鐵離子的含量來實現其優秀的光學性能，區別在于成型方式采用浮法玻璃的制作方法，適合將來進行鍍膜等一系列深加工操作。

　　制作TCO玻璃另一個核心工藝在于鍍膜，根據鍍膜材料的不同主要有三種與光伏電池的性能要求相匹配的TCO玻璃。

　　第一種是氧化銦錫鍍膜玻璃（ITO），這種玻璃曾在初期用于光伏電池，但由于其光散射和激光刻蝕等性能較差，且材料本身非常稀有珍貴，目前已經逐漸退出光伏玻璃領域。

　　第二種是目前應用較為廣泛的氟氧化錫鍍膜玻璃（FTO），這種玻璃初期主要用于節能建筑用Low-E玻璃，其導電性能略差，但相對于ITO成本較低，激光刻蝕容易，光學性能優異等優點，通過對普通Low-E玻璃進行技術升級改造，制造出了適合薄膜太陽能電池的TCO玻璃，目前已經成為薄膜光伏電池的應用主流。

　　第三種是目前研究較為廣泛的氧化鋅基鍍膜玻璃，目前主要分有鋁摻雜（AZO）和硼摻雜（BZO）兩種，后者因為專利保護原因無法得到普遍應用，前者則已經開始逐漸應用。這種TCO玻璃的突出優勢是原料易得，制造成本低廉，無毒，易于實現摻雜，且在等離子體中穩定性好。但是由于工業化生產技術遇到問題較大，所以目前還不能大規模生產而取代FTO。

　　對于后兩種（FTO和AZO）TCO玻璃的鍍膜工藝，非別采用了化學氣相沉積法（CVD）和磁控濺射法（PVD）。CVD法制備FTO目前已經得到成功量產，主要代表廠商為日本旭硝子AGC。該方法可以生產大尺寸的玻璃，膜層穩定性最好，耐酸堿性能突出，易于存儲運輸，但透光性能和導電性能相對較差。PVD法制備AZO 玻璃的研究發展迅速，由于其原材料易得，制造成本較低，易于實現摻雜，穩定性好，目前有許多企業和研究部門正在這個方向上努力研究，預計未來將會成為TCO玻璃中重要的品種。然而，目前主要的問題是工業化大面積鍍膜的技術問題，由于膜層厚度較大，邊緣效應問題突出。

　　從技術上看，目前世界上只有少數玻璃企業掌握薄膜電池用TCO玻璃的工業化量產技術。而TCO玻璃用作薄膜光伏電池的基板與前電極，占整個電池成本的20％左右，氧化物鍍膜占整個TCO玻璃成本的70％以上，是TCO玻璃的關鍵技術，因此國內很多廠商和研究機構也在進行技術攻克，爭取早日實現產業化。

　　從行業風險角度來看，超白壓延玻璃和TCO玻璃都存在材料替代的風險。對于前者，其應用在晶硅電池保護外殼上面，目前可用材料除了玻璃以外，一些廠商也采用透明Tedlar、PMMA（有機玻璃）、PC（聚碳酸酯）等材料，不過目前這些材料的某些性能較差，還無法替代玻璃材料，例如PMMA板和PC板透光性好、質輕，但是耐溫性、耐磨性差，目前只能用于室內電池組件。但是不能排除將來技術的進步使這些材料能夠完全替代玻璃。

　　對于TCO玻璃，由于其涉及到的材料種類更多，材料替代風險會很大，尤其是在鍍膜材料和工藝的選擇上，目前就已經存在兩大陣營，哪種方案能夠勝出決定于將來技術的進步。

　　2. 光伏產業市場分析

　　作為光伏產業中重要的一環，光伏玻璃產業的發展離不開光伏電池產業的發展，所以先對整個光伏電池產業的市場進行分析。

　　根據Solarbuzz的年度光伏市場報告，2010年全球太陽能光伏市場裝機容量達到18.2GW，比2009年增長139%。市場規模排名前五位的國家是德國、意大利、捷克、日本和美國，占全球需求的80%。2010年歐洲市場占世界總需求的81%，達14.7GW。我國2010年全年光伏發電總裝機量為500MW左右，比上一年增長250%,占全球市場總份額的3%，目前裝機量所占全球份額還非常小。

　　產量方面，根據Solarbuzz統計報告，2010年全球太陽能電池產量達20.5GW，比2009年增長108%，其中薄膜電池的產量占13.5%。中國大陸和臺灣的生產商占全球電池產量的59%，在Solarbuzz評出的十大太陽能電池生產商中，其中有四家來自中國大陸，三家來自臺灣，國內生產能力不容小窺。目前我國光伏電池90%以上是出口海外，市場主要為歐洲，因此我國光伏產業的發展在絕大程度上依賴于國外尤其是歐洲各國光伏產業的發展。

　　政策的影響—短期內穩住歐洲市場

　　光伏產業是一個高度政策敏感性產業，歐洲市場在全球獨霸地位正是由于歐洲實施的上網電價補貼政策。近年來歐洲各國出臺了一系列調整補貼政策，目的是為了規范光伏產業，使光伏發電向更合理的方向發展，然而這些調整政策讓歐洲光伏市場的前途變得撲朔迷離。

　　當上網電價補貼政策水平偏高的時候，豐厚的回報水平往往導致對光伏產業的過熱投資。西班牙和捷克兩個國家光伏產業的悲劇正是因此而起。2007及2008上半年，西班牙政府推出了與傳統電價幾乎等價的鼓勵政策，在這樣優厚的政策刺激下，2008年西班牙光伏電池的安裝量達到2660MW，同比增長285%，占當年全球安裝量的47%，全球第一，然而2009年初西班牙的政策發生了改變，國家補貼的上限為500MW，市場驟然縮小。同樣的事情也發生在捷克，受國家上網電價補貼政策的影響，2010年全國光伏電池安裝量達到1400MW,同比增長超過200%，然而2010年底捷克政府提出了對國內光伏電站投資的懲罰方案：免稅政策全部終止，追溯性的征收免去的稅務；所有光伏電站銷賬計劃的改變（追溯性）； 2011年1月份開始終止所有離網和并網電站（30Kw以上）；對光伏用地征收原來500%的使用費用；對光伏電站銷售電力的所得征收26%的“太陽能稅”。這些政策可以說是宣布了捷克光伏市場的死刑。

　　作為目前全球光伏市場的龍頭—德國也在實行一系列的降低光伏補貼政策，但采取逐步降低補貼的策略，調整相對更加靈活和合理，不會出現像西班牙那樣的市場瞬間萎縮情況。根據權威機構iSuppli預測，2011年德國仍將是全球最大的光伏市場，估計安裝量達9.4GW。

　　意大利的光伏市場是目前全球第二大市場，主要得益于豐厚的補貼政策，2010年全年裝機量以超過300%的增速達到3800MW，EPIA等機構認為意大利市場存在嚴重過熱現象，因而意大利國家電力局4月初起草了一系列政策法案，主要是針對國內光伏市場過熱現象采取一系列減少上網電價補貼和限制市場總量的措施，法案將于6月起實施。對于該政策的出臺，市場普遍表示好于預期，補貼下調幅度也在預期之下，預計2011年總安裝量應該能實現之前iSuppli預測的4.2GW。

　　總之，歐洲光伏市場在一段時間內仍將處于獨霸地位，歐洲以外市場雖然增長速度好于預期，但是市場容量基數太小，短時間能難以有大的發展。因此目前維持光伏產業穩定發展的關鍵因素就是要保證歐洲市場的穩定需求。

　　發展的機遇--美國和中國市場的崛起

　　根據iSuppli最新報告顯示2011年全球光伏市場安裝量仍可實現39.3%增幅，達到22.2GW，主要受益歐洲以外市場的強勁需求。預計2011年美國市場總量將在全球排名第三，安裝量預計為2.1GW。而中國得益于國內強大的產能和政府的大力支持，也將實現跨越式發展，預計2011年安裝規模在1GW以上。

　　作為GDP最高的兩個國家，中美兩國的光伏市場潛力一直受到全球光伏產業界得期待。目前兩國光伏市場都比較小，與其“大國”地位不符，各國政府也都在制定相應的政策來促進光伏產業的發展。

　　2010年11月份以來，美國政府制定的政策主要有：（1）聯邦政府對包括太陽能、風電在內的30%投資補貼包含在減稅法案里面延長一年；（2）加州地區決定對1.5-20MW 的中等規模光伏項目實施招標電價補貼，計劃先做1GW 的試點，之后再考慮進行推廣；（3）“太陽能發展區域”計劃選擇中西部多個區域來計劃做大型電站項目；（4）奧巴馬2012 年預算案對可再生能源的預算提高30%；（5）加州將2020 年可再生能源配額目標提高到33%。中國在此期間提出的政策有：目前國內補貼方式包括建設部的光電建筑項目（每省 10MW）；財政部的金太陽示范工程；光伏電站特許權招標。受日本核泄漏事件影響，普遍認為十二五光伏發展目標對上網電價補貼政策可能提前出臺。

　　中美兩國不斷出臺利好產業發展政策，為這兩個大國發展光伏產業提供了強勁的動力，我們有理由認為，在歐洲市場需求不穩定下滑的過程中，美國和中國市場的強勁增長會是全球光伏產業發展的后續動力。

　　技術發展的必然—電池成本下降

　　近年來，在生產規?；图夹g進步的帶動下，光伏發電成本已大幅下降，平均每年降幅在10%以上，一個重要原因是多晶硅的價格從200多美元/千克的天價降至50多美元/千克的水平。Solarbuzz認為未來五年光伏組件的出廠價格將會較2010年水平再下降37%-50%幅度，這樣使用電成本達到0.1美元/千瓦時以內，也使得太陽能也具備一定的經濟性，從而光伏產業可以早日脫離政府補貼的束縛。

　　中投顧問認為，對于中國來說，光伏組件市場在國內啟動不久，后續發展潛力很大，但隨著產能釋放和政策變動，未來5年光伏市場的多晶硅及其下游的光伏組件均會出現價格大幅下降。主要原因包括三方面：第一，歐洲光伏市場占據全球市場份額的81%，隨著歐洲各國紛紛削減光伏發電補貼，預計未來一段時間歐洲的光伏市場需求會大幅下降，這將直接拖累全球光伏組件需求，導致光伏組件價格下跌。第二，去年受全球經濟復蘇，光伏發電需求大增以及歐洲削減光伏補貼前的沖刺效應等影響，全球光伏產業進入黃金發展的一年。大規模發展的同時潛伏著產能過剩的隱憂，隨著今年產能的不斷釋放，預計光伏組件將會呈現供大于求的局面，價格也將隨之下降。第三，光伏組件中最重要的原材料———多晶硅的價格預計將會不斷下降，去年以來多晶硅價格的節節走高催生了大量企業擴大多晶硅生產規模，預計今年多晶硅的產能將會逐步釋放，供給增加將會導致其價格下降，“瘋狂的多晶硅”將會無法再現，其下游的光伏組件價格也將因多晶硅價格走低而不斷下降。

　　我們期待光伏產業實現無補貼那一天的早日到來，那時才是光伏產業真正成熟與繁榮的時代。

　　3. 光伏玻璃行業分析

　　我國是光伏電池組件生產大國，近幾年產量大幅上升，占全球總產量份額一直保持增長，2010年年產量占全球總產量的50%以上，全年總產量達到8GW，預計2011年產能達到11GW，到2014年將可達到17GW。

　　面對如此龐大的光伏市場，作為光伏電池的重要組件，光伏玻璃的國內市場需求巨大，這也為像玻璃這種對運輸要求較高的原材料提供了得天獨厚的市場地理優勢。根據光伏電池的分類，將光伏電池市場組成按照80%的晶硅電池和20%的薄膜電池來分割（根據Solarbuzz公布的近兩年產量比例數據及發展趨勢估算），分別測算超白壓延玻璃和TCO玻璃的市場供需情況。

　　超白壓延玻璃的市場與產能情況

　　根據iSuppli的預測，2011年國內晶硅電池國內產量預計達到11GW，按照平均每100W電池組件使用1平米的超白壓延玻璃計算，2011年國內的超白壓延玻璃需求量為1.1億平米，到2014年將超過1.4億平米。

　　在產能方面，近年來，我國進行超白壓延玻璃生產企業日益增多，尤其是2010年國外光伏產業高速發展，使得國內超白壓延玻璃價格上揚，國內企業在高利潤的刺激下紛紛擴大產能，以滿足國內外晶硅太陽能電池制造企業的需求。技術方面國內較成熟的廠家有十幾家，主要的廠商包括信義、南玻、中航三鑫、浙江福萊特等。目前全國日熔量估計已經超過6000噸，并且擴張還在繼續。從下表統計來看，2010年前幾大玻璃企業新增產能日熔量就已達1500噸，2011年預計新增投產的產能日熔量將超過3000噸。

　　不僅如此，國內其他相關行業企業也紛紛來加入進來，且其中不乏大手筆的投資。2010年11月，在湖南省衡陽市中建材總投資50億元建設兩個新能源產業基地項目落實，一是要在松木工業園區內建設新能源產業基地項目，包括日產250—300噸超白壓延太陽能玻璃及深加工生產線，日產700噸超白壓延太陽能玻璃及深加工生產線，日產700噸超白浮法太陽能玻璃及深加工生產線，100萬平方米TCO導電膜玻璃生產線，二是分別在常寧市塔山鄉、衡東縣甘溪鎮建設優質硅材料開采及加工基地，一期工程投資4—5億，于2010年底前動工建設一條生產線，建設周期12個月。2010年12月，中俊新能源有限公司總投資52億元的中俊超白光伏玻璃項目一期工程在安徽巢湖開工，一期工程建成后產能就已達日熔量1000噸，項目全部投產后預計日產光伏玻璃6000噸，年產值將達150億元。

　　以2010年底和2011年初新投入生產的幾條大的超白壓延玻璃生產線作為新增產能進行估算，2011年預計全年比2010年新增產能平均日容量為2350噸，轉換成增加超白壓延玻璃年產量為5800萬平米，可滿足5.8GW的裝機量。而按照iSuppli的預測2011年全球光伏市場仍將保持39%的增長速度，那么新增市場裝機量約為6GW左右，與我國新增超白壓延玻璃產量滿足的裝機量接近，預計2011年我國超白壓延玻璃供貨壓力不大。但從長遠來看，我國2011年以及以后新增超白壓延玻璃生產線呈爆發式增長，多家超白壓延玻璃生產廠商產能增倍，而按照iSuppli預測2012年全球光伏市場會出現負增長，這勢必導致2012年后我國超白壓延玻璃產能過剩問題，隨之而可能會導致一些中小企業倒閉。2012年后全球光伏市場如果出現好轉，則可能緩解光伏產業過剩，且適度的產能過剩會壓低光伏發電成本，對提前使光伏產業擺脫政府政策的束縛是有利的，因此國內光伏產業的相關企業對于暫時可能的產能過剩也不必太過悲觀，要理智地看待和分析國內外市場的變化，審時度勢，保持優勢，謹慎投資，方能避免不必要的損失，保持企業健康的發展。

　　TCO玻璃的市場與產能情況按照iSuppli預測，2011年全球薄膜電池安裝量預計為4.4GW以上，以每100W薄膜電池對應1.5平米的TCO玻璃計算，2011年全球薄膜電池需要TCO玻璃為6600萬平米。

　　在TCO玻璃技術領域，關鍵的工業化鍍膜技術一直掌握在國外產家手中，比如日本旭硝子、板硝子、PPG等。雖然我國已有TCO鍍膜技術的專利申請，但實現產業化的技術仍來源于國外。因而市場被國外產商壟斷，買方議價空間小，導致TCO玻璃價格與利潤高企。從生產設備上看，目前TCO鍍膜設備的供應也掌握在美國歐瑞康、德國Leybold-Optics等外資企業中，且設備成本高昂。

　　由于TCO玻璃在薄膜電池組件成本中占有很大比重（20%左右），國內部分廠商積極進入TCO玻璃生產領域，但由于技術難度較高，效果仍難令人滿意。已有產家中，南玻46萬平米的TCO生產線已實現量產，據該公司年報稱公司最近將募集資金用于擴產400萬平米TCO玻璃，預計將于2013年底投產。信義玻璃據稱2009年底有68萬平米的生產線投產，設備是從德國引進的兩條生產線，但產品生產仍未成功，一是激光劃線的問題，二是膜質不均勻，再就是電池工藝需要與之相匹配的問題；中航三鑫海南二號線TCO線2011年第一季度剛投產，效果有待跟蹤；而秀強玻璃的AZO產品目前處于試生產階段，產能設計為年產30萬平米。國內還有不少廠家有意投資，北玻與新奧合作開發的此類PVD磁控濺射鍍膜及稀鹽酸腐蝕texture技術正在試應用中，另外國內很多公司及科研院所都在持續研發AZO技術。

　　總之，在TCO玻璃市場領域里我國還沒有大規模的TCO玻璃產品生產，但對于TCO玻璃使用的基底玻璃—超白浮法玻璃，我國各大廠商紛紛布局，通過與國外廠商合作解決技術問題，逐漸擴大產能以占領市場，雖然國內對光伏電池用超白浮法玻璃的需求很小，但是光伏電池產業的蓬勃發展帶來的海外需求巨大。

　　BIPV（光伏建筑一體化）是將傳統建筑結構外表面與太陽能光伏電池相結合的一種新型應用，簡單地講就是將太陽能光伏發電方陣安裝在建筑的維護結構外表面來提供電力。由于光伏方陣與建筑的結合不占用額外的地面空間，是光伏發電系統在城市中廣泛應用的最佳安裝方式，因而倍受關注。

　　光伏電池可與建筑外墻面、屋頂、遮陽、圍欄等結合形成光伏發電系統，其中與外墻和屋頂結合是主要應用。在BIPV上應用的光伏電池由前后兩片玻璃和中間的太陽能電池板組成，兩片玻璃需要較高強度，所以需要進行鋼化，對于向光的一面玻璃需要是超白玻璃。由于BIPV光伏電池的電池片可以是傳統晶硅電池，也可以是薄膜電池，因此對超白玻璃種類的需求是根據電池片決定的。

　　BIPV光伏電池的市場需求潛力可以從下面幾個方面來體現：首先，我國具有規模龐大的使用BIPV光伏電池的建筑。我國現有大約400億平米的建筑面積，屋頂面積40億平米，加上南立面，可利用面積大約為50億平米。如果20%用來安裝光伏電池，可以裝100GW，相應的對光伏玻璃的需求為10億平米。其次，BIPV符合未來建筑理念?，F代建筑的一個最大特點是樓宇的智能化，而未來實現智能化的建筑物必定要配裝BIPV系統，同時這也是對智能樓宇內容的一個重要補充。產業政策方面，2010年9月份由全國建筑用玻璃標準化技術委員會太陽能光伏中空玻璃分技術委員會組織的建設部行業標準《太陽能光伏玻璃幕墻電氣設計規范》標準編制啟動會在深圳召開，旨在盡快出臺相應的國家標準以規范BIPV市場及應用領域。

　　目前BIPV在國內外都處于推廣階段，均沒有實現規模化的應用，在國內的眾多示范工程為BIPV的推廣掃清了道路，全國各大城市火車站、世博會中國館、首都博物館等BIPV項目的成功應用，對今后建設BIPV項目提供了有益的參考。

　　由此看來，BIPV是未來光伏應用中最重要的領域之一，市場潛力巨大，對光伏玻璃的需求也是非常巨大的。

　　4.總結

　　光伏玻璃是一個依賴于光伏發電產業的行業，從近期來看，光伏產業目前走勢撲朔迷離，歐洲政策充滿不確定性，美國、中國等市場沒有發展起來，再加上對我國玻璃生產企業來說技術仍舊是個問題，所以這是一個充滿了挑戰和風險的行業，對企業來說，需要保持理智的思維，對國內外市場進行準確的判斷，從而進行謹慎的投資，這才是如今在光伏玻璃行業生存的王道。從長遠來看，大力發展光伏發電產業是人類歷史進程的必然，在全球范圍內必定會有更大的發展，對光伏玻璃也會有越來越多的需求，這無疑是一個充滿機遇的行業。