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      硅料瘋狂擴產,一萬噸硅料到底能產出多少GW光伏組件?

      2021-12-31 15:03
      全球光伏
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      一萬噸硅料,到底能產出多少吉瓦組件?瘋狂擴產的硅料,到底能支撐多少吉瓦新增裝機?公開資料語焉不詳,本文試圖貫穿整個產業鏈,從拉晶、切方、切片、電池及組件封裝各個流程,定量探究硅料和組件功率之間的對應關系,為硅料的產業分析做一點微小的貢獻。

      一、拉晶、切方過程中的損耗

      根據某拉晶廠最新的環評報告,切方過程會產生的28.57%邊角料,主要是頭尾料和邊皮料,這些邊角料經過擦拭污跡,去除雜質、破碎、酸洗等步驟,再經純水清洗、烘干、冷卻、檢驗合格后回用。

      因此,拉晶、切方中真正產生的損耗有:拉晶損耗2.31%,切方損耗2.16%,酸洗損耗0.29%,合計損耗4.76%?紤]到邊角料循環拉棒切方產生的損耗,經過簡單的求極限可知硅料合計損耗6.19%。

      因此,1kg硅料經過拉晶、切方后能產出0.9381kg方棒。

      需要指出的是,鍋底料是殘留在石英坩堝中的余料,有些廠家會通過去除石英、酸洗、清洗、烘干、冷卻后回用,也有廠家會把它當做固廢處理、出售。

      表1:某拉晶廠環評報告數據

      二、方棒切片的出片量和損耗

      通過每公斤方棒的長度,除以槽距(硅片厚度+金剛線線徑+砂徑),再考慮到良率后,即可得出片數。以182邊長、165微米厚的M10硅片為例,每千克方棒可切片55.03片,計算過程如下:

      表2:由硅棒切M10-182硅片的數量計算

      切片損耗計算:

      通過每片硅片的重量,可以計算出每公斤硅棒最終切出的硅片重量。

      圖1:常見M10-182硅片截面尺寸

      表3:M10硅片重量計算

      因此,每公斤方棒切出的硅片總重量為:55.03*12.691=698.39(克)。

      由此可見,方棒切片環節的硅損耗就是切割的磨損,大約為30%左右,可以說是所有環節中損耗最大的部分。該部分損耗除部分不合格硅片可以清洗重復利用外,其它切割產生的硅屑都無法重復利用,一般作為廢料對外出售。

      三、硅片到組件封裝功率

      接切片環節,55.03片(對應1kg方棒)硅片最終封裝至組件中為53.66片,可支撐377.28W組件功率。

      表4:每公斤方棒支撐組件功率

      根據1kg硅料形成0.9381kg方棒,1kg硅料可支撐353.93W組件。因此,以M10尺寸計算,1萬噸硅料支撐3.54GW組件。

      用同樣的方法來推算P型M6、M12,和更薄更高效的N型M10和N型M12所對應的組件功率,可以得到以下結果:

      表5:不同尺寸硅片對應硅料組件產出

      四、2022年硅料/組件產出比展望

      隨著硅片薄片化、金剛線線徑下降、電池組件效率的提升,1萬噸硅料對應3.3GW的時代已經遠去,現在時點一萬噸硅料對應3.5GW組件產出是比較合適的。

      而隨著N型電池技術如異質結、TOPCon的普及,電池效率會進一步提升至24%+、25%+,萬噸硅料支撐的組件功率數將達到3.95GW左右,疊加更好的串聯及封裝工藝,以萬噸硅料對應4GW(1:4)也有望實現。

      此外,金剛線線徑向40微米以下進發,也直接降低了切片損耗;如果再考慮拉棒端的工藝提升帶來的硅耗降低,比如拉棒效率的提升、鍋底料的復用,如果未來硅片競爭更加激烈,還能榨出一點空間;再考慮到硅片的減薄,如中環已經推出了150um、160um的硅片,也就是說,硅料廠啥都不做,單靠下游的技術進步,按照以往萬噸硅料對應3.3GW的量計算,就能多出20%的組件產量,想想還有點小驚喜呢。

      另外對比可知,210硅片切片良率要比182低一些,金剛線線徑也會比182尺寸粗一些,所以210尺寸的硅耗會多一些,形成組件的功率要稍低一些。

      各種技術進步推動硅料/組件產出比不斷提升后,相同的硅料產能未來能支撐20%的組件產量。根據對王勃華CPIA報告的解讀,2021年Q4的硅料產量,加上2021年底前形成的硅料產能對應2022年的產量,就能滿足2022年的全部新增裝機需求。如果加上技術進步帶來的組件產量額外增量,2022年及以后的硅料供應會更加充裕。

      而到2022年底前,全球將形成百萬噸級的硅料產能,洶涌擴產的硅料未來會何去何從?

      原創No.2140;轉載需聯系授權

      聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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