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生死金刚线

2017-12-25 09:41| 发布者: Kristy| 查看: 1609| 评论: 0|原作者: 王亮|来自: 黑鹰光伏

摘要: “到2020年,光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标。”这是官方吹响的“冲锋号”!2020年也将成为中国光伏企业的“胜负局”。 在这场“生死战”中,企业没有退路,也没有捷径。如 ...
       “到2020年,光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标。”这是官方吹响的“冲锋号”!2020年也将成为中国光伏企业的“胜负局”。
 
       在这场“生死战”中,企业没有退路,也没有捷径。如今很多光伏企业加入“规模竞赛”这一赛道或许也是不得已而为之,他们都在为平价上网埋头蓄力。但仅依靠规模扩张这一手段还不足以保证“2020年实现平价上网”这一战略目标。
 
       “我们看到的是一个技术碾压商务模式的一个时代。这一轮你们看到的,以及未来会看到的,就是这么一个时代——晶硅技术时代。”阿特斯掌舵人瞿晓铧在2017年中美光伏年会的发言犹在耳边。
 
       近两年,中国光伏上游企业围绕一根线已经上演了多轮“生死时速”,有行动“迟缓”的行业巨头在这根线上摇摇欲坠,也有行业新贵凭这根线“一战称王”……它就是被行业视为颠覆性技术的金刚线。

       颠覆性技术,从字面上理解,是一种颠覆了某一行业主流产品和市场格局的技术。这样一根线究竟是如何颠覆这个行当的?

       乱世英雄:金刚革“命”

       可以说,上游硅片厚度与切割损失量是影响晶体硅电池应用成本,甚至太阳能并网发电成本的第一个决定性因素。
 
       而光伏硅材料传统切割方式为砂浆切割,该工艺是以钢线为基体,莫氏硬度为9.5的碳化硅作为切割刃料,钢线在高速运动中代工切割液和碳化硅混合的砂浆进行摩擦,利用碳化硅的研磨作用达到切割效果。
 
       “早在2012年时,公司就发现传统砂浆技术已没有更多降本空间。”隆基股份董事长钟宝申对上证报记者说道,为此需要寻找一种新的颠覆性技术“革掉”砂浆技术的“命”。


       在光伏领域,一项新技术的应用无非看两点:效率提升和成本下降。对于金刚线切片在多晶上的应用而言,就在于使用金刚线切割的对于硅片成本下降的显著效果。
 
       金刚线切割技术是将莫氏硬度为10的金刚石颗粒固着于钢线基体上, 钢线的高速运动带动金刚石以同样的速度运动,直接产生切割能力。金刚线最早是由日本厂商率先进行研发并生产的新型切割工具。日本的旭金刚石2007年6月就推出了成熟的金刚线产品。
 
       金刚线较砂浆切割优势在于:
       一、切割效率高。金刚石切割漏损少,减少了磨料之间的相互磨损。金刚石硬度高,耐磨损能力强,从而切削和使用寿命更长;
        二、材料损耗少,出片率高。金刚线因切割能力强,其镀层比(传统)砂浆要小薄,从而造成的刀锋损耗叫小。金刚线切割造成的损伤层小于砂浆线切割,有利于切割更薄的硅片。金刚线更细的线径、更薄的切片有利于降低材料损耗,提高硅片的出片率。

       根据ITRPV数据,2015年的硅片厚度多为180微米,砂浆切割的刀缝损耗大约为150微米,金刚线切割的刀缝损耗约为125微米。
 
       另外,金刚线还有助于产品质量提升,金刚线切割的设备占用资本、空间占用、人力和店里占用均有所下降,整个生产流程更加简化,从而降低运营成本。
 
       金刚线因其切割效率、材料损耗、环境保护、产品质量、运营成本等方面的优势,已在晶硅切片等领域基本替代传统切割技术。根据ITRPV 2016年报告,预测未来十年(金刚线切割工艺)应用规模将逐步增长。
 
       一组数据足以证明金刚线之利。砂浆切割的钢线直径是0.12毫米,而金刚线的直径则只有0.07毫米。以切割一公斤硅锭为例,前者只能切50片不到,后者则可切到60片左右;
 
       砂浆切片机的线网速度为580-900m/min,而金刚线切片机的线网速度可以达到1000-1500m/min,是传统的砂浆切片机的两三倍。以多晶切片为例,单刀次时间从9-11小时可以将至2.5小时,大大提升了切片的效率。单台砂浆切片机(多晶)年产能为7MW左右,而金刚线切片机(多晶)的产能可以达到29MW。
 
       根据SOLARZOOM新能源智库的测算,采用金刚线切片后通过直接方式硅片不含税成本将下降0.8元/片。根据ITRPV预测,2018年之后,在单晶硅切片市场,金刚线切割公司的市场渗透率(当前市场需求/潜在市场需求)将超过70%。
 
       一句话,金刚线可以帮助光伏企业获得巨大的成本优势,这根线决定企业生死。尤其是是在上游晶硅片这个领域,掌握这根线的企业在未来之战抢得一线先机;失去这根线,可能意味着将被死神“收割”。

       巨头博弈:慢就是死
 
       单晶双巨头隆基、中环可以说是中国最早涉足金刚线的光伏企业。
 
       据我们了解,继2002年中环股份规模化应用砂浆线切割技术七年后,2009年中环股份就着手研发金刚石线切片,并于2012年规模化应用金刚石线切片产线,“有效提升单晶硅材料利用率,单位千克出片数提高25%以上”。
 
       行业观察者治雨在《中环股份:单晶守望者的进击》中分析:中环提升了切片速度,每张硅片的切割时间由原先的五小时降低到现在的两小时,再降低到未来的一个半小时以内;降低线材损耗,切割过程中损耗的金刚线由原先的1.5米降低到未来的0.5米。
 
       在2016年,中环股份在超薄晶片金刚石线加工技术综合研究再度取得了重大成果,通过对切割钢线形态调整、循环系统化学平衡自主控制系统研发、关键工艺设备改造和工业自动化项目实施使公司156MM的太阳能级硅片产品的晶片厚度进行了优化(通过产业下游客户端的共同努力,已实现了较传统厚度减薄20微米的硅片大规模应用),并在2016年向公司全球的客户交付批量订单。
 
       中环股份将190微米行业标准硅片厚度推动工艺创新逐步下降到目前的170微米。“下一步公司的太阳能级单晶硅片厚度将进一步减薄到140-150微米。
 
       曾有市场研究“在不提高碎片率的前提下,太阳能电池厚度从180微米降到160微米,太阳能电池硅用量可减少10%,组件成本可下降3%。”
 
       2017年4月26日中环股份又抛重磅投资方案,中环股份与宜兴经济开发区就推进实施“10GW 高效太阳能电池用超薄硅单晶金刚线切片产业化项目”签署了合作协议。“公司超薄晶片金刚石线切割单晶加工技术可使中环光伏四期项目(单晶硅产能合计为16.6GW)产能比项目可研提高产能25%以上。”中环股份如是说。
 

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