我国高端石化材料在新能源领域的应用及市场研究(第二部分光伏)
2. 光伏产业链
2.1 光伏产业整体情况
2022年,全球光伏新增装机量191.5GW,其中,增量主要来自亚洲地区,占新增装机总量的58.5%。2022年,我国光伏新增装机量87.4GW,装机总量增至392.6GW。其中,集中式光伏新增36.3GW,同比增长41.8%;分布式光伏新增51.1GW,同比增长74.5%,2017-2022年年均增速24.6%。据中国光伏行业协会预测,“十四五”期间,国内光伏装机量年均增长94GW,2025年光伏累计装机量将达720GW;2025-2030年,年均新增装机规模将在120GW左右。
光伏产业链主要包括上游原料及设备制造、中游封装以及下游电场建设与维护三个部分。原料主要包括光伏硅料、光伏胶膜料、背板料和设备材料等;封装组件主要由电池片、封装胶膜、背板构成;光伏电站主要分为集中式电站和分布式。
石化材料主要用于封装胶膜、背板以及其他组件零部件的制造。目前,我国是全球最主要的组件出口国,光伏产业较为成熟,市场规模约3 500余亿元,其中材料环节市场空间最大。据测算,2022年我国光伏产业链石化材料需求近190万吨;随着光伏行业快速发展,预计2030年将增长至350万吨左右。
2.2 光伏产业链主要石化材料应用及市场情况
光伏产业链中,胶膜、背板及建筑光伏对石化材料的需求量最大。
2.2.1 光伏级胶膜材料
目前,市场上封装材料主要有EVA胶膜、POE胶膜、EPE胶膜及其他封装胶膜。其中,EVA胶膜是主流封装用材,2022年EVA胶膜约占总封装胶膜的64%,其次是EPE胶膜和POE胶膜,分别占比约12%和24%。
“十四五”期间,光伏胶膜材料需求总量将持续快速增加。虽然后疫情时代全球经济面临增速放缓、高通货膨胀等风险,但全球能源结构向多元化、清洁化、低碳化转型的趋势不可逆转。预计“十四五”期间,全球光伏行业仍具较高的发展潜力,新增装机量和替换装机量将在未来几年持续支撑光伏行业需求。
从胶膜材料结构来看,随着双玻组件市场占比逐渐增加,透明EVA胶膜、POE胶膜和EPE胶膜的需求占比将逐渐提高。
2022年,我国EVA产能持续扩张至202.2万吨/年产量约156万吨,2022年我国光伏料产量在28万吨左右。受生产技术限制,近年我国新增装置中能实际生产光伏料的企业较少。短期内光伏料市场依然以斯尔邦为龙头,其次是联泓和宁波台塑。目前,全球POE产能基本被国外企业垄断,我国POE完全依赖进口。但国内已有多家企业攻关POE技术,其中万华化学已完成中试,预计2024年年产20万吨POE装置投产;此外,茂名石化、斯尔邦、卫星石化、惠生工程都提出规划POE项目或已处于中试阶段,POE国产化进程有望加快。
据国家能源局统计,2022年我国光伏行业需求持续旺盛,新增装机规模为87.41GW,同比增长59.27%。光伏行业正进行新一轮大规模产能投放。2022年我国光伏级EVA和POE树脂需求分别约为130,22万吨,据光伏行业协会预测,2025—2030年年均所增光伏装机在120GW左右,预计2030年光伏级EVA、POE需求将分别增长至220,50万吨。
2.2.2 光伏背板材料
光伏背板是光伏组件背面的封装材料,处于光伏组件最底层,主要用于单玻组件。光伏背板主要作用是对电池片形成保护支撑,抵抗湿热等环境对电池片、EVA胶膜等材料的侵蚀。背板的绝缘、阻水、耐老化等质量性能对光伏电池板产品耐用度、发电效率方面有较大影响。
目前市场上背板主要分为有机高分子类和无机物类,有机高分子类包括双面含氟、单面含氟和不含氟三类,无机物类主要为玻璃。
2022年,按目前背板及氟膜涂覆厚度测算光伏背板基膜PET树脂需求量约26.4万吨,PVF和PVDF需求分别约为1万吨左右。预计2030年,背板用PET、PVF和PVDF材料需求分别增至约60,1.8,2.3 万吨。
2.2.3 建筑光伏材料
光伏建筑组合(BAPV,Building Attached Photo-voltaic)指将光伏设备附着在建筑上的技术,为目前主流的光伏建筑类型。光伏建筑一体化(BIPV,Building Inte-grated Photovoltaic)指将光伏产品集成到建筑上的方案,既是发电装置也是建筑外部结构的一部分,可以有效降低成本又兼顾美观。目前BIPV行业处于起步阶段。
光伏幕墙是用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上,镶嵌于两片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能。除发电外,光伏幕墙还具有明显的隔热、隔音、安全、装饰等功能,是一种绿色产品,与环境有很好的相容性。
光伏建筑一体化对功能膜的要求较高,因为除了利用建筑体发电外,还要考虑建筑物的安全。由于EVA膜片制作的组件受紫外线照射容易老化、发黄、抗张强度及粘结力下降,其安全性能远达不到要求,越来越多的国家禁止EVA膜片制作的层压玻璃应用在建筑幕墙上。因此,性能更好的PVB膜片逐步应用于太阳能光伏建筑一体化。2022年,我国PVB薄膜需求约2.7万吨,预计到2030年,PVB薄膜需求量将增至5.8万吨。