光伏邊框是組件的重要輔材之一,主要用于保護(hù)光伏玻璃邊緣、加強(qiáng)組件密封性能、提高組件機(jī)械強(qiáng)度,對組件壽命有著重要影響。
光伏邊框作為重要性較高的光伏組件輔材,在隨光伏行業(yè)一起多年發(fā)展的歷程中,鋁合金材質(zhì)憑借其強(qiáng)度高、牢固性強(qiáng)、導(dǎo)電性能好、抗腐蝕抗氧化、抗拉力性能強(qiáng)、運輸安裝便捷,以及便于回收等優(yōu)良性能,使得鋁合金邊框在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位,目前滲透率在95%以上。
光伏邊框?qū)儆趦r值較高的組件輔材,在光伏組件成本結(jié)構(gòu)中,電池片成本占據(jù)比例約55%,以目前通用的鋁邊框尺寸及重量來看,光伏邊框占比在13%左右,高于EVA、玻璃、背板、焊帶等其他輔材,是成本占比最高的輔材。
在中國光伏行業(yè)發(fā)展之初,鋁合金依靠重量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、成型容易等特點成為主要組件邊框材料。但近年來,隨著光伏組件應(yīng)用場景越來越廣,組件需面臨的極端環(huán)境越來越多,對組件邊框技術(shù)與材料的優(yōu)化和變革也勢在必行,衍生出了無框雙玻組件、橡膠卡扣邊框、鋼結(jié)構(gòu)邊框、復(fù)合材料邊框等多種邊框替代方案。
經(jīng)過長期的實踐應(yīng)用證明,在眾多材料的探索嘗試中,鋁合金由于本身特點脫穎而出,顯示出鋁合金的絕對優(yōu)勢,在可預(yù)見的未來,其他材料暫未體現(xiàn)出替代鋁合金的優(yōu)勢,鋁邊框仍然有望維持較高的市占率。
一、行業(yè)發(fā)展形勢
1. 無框雙玻組件及橡膠卡扣邊框已淡出市場
經(jīng)過光伏組件多年的應(yīng)用證實,無框雙玻組件及橡膠卡扣邊框均已淡出市場。就無框雙玻組件而言,由于采用雙層玻璃來提高組件的機(jī)械性能,同時搭配無框雙玻壓塊,理論上可將鋁合金邊框省去。
但實驗室測試結(jié)果與電站實際運行始終存在差異,主要原因是無框雙玻組件因匯流帶層壓應(yīng)力不均、機(jī)械應(yīng)力不均、熱應(yīng)力不均等問題出現(xiàn)彎曲變形,造成電池片隱裂和玻璃爆裂,進(jìn)而使光伏電站收益出現(xiàn)損失。
另一方面,橡膠卡扣邊框亦采用類似無框雙玻壓塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計,同樣因為組件變形問題備受爭議。此外,相較于光伏組件20-25年的使用壽命,有機(jī)橡膠塑料材質(zhì)邊框難以匹配光伏組件壽命,且環(huán)境友好性較差,橡膠產(chǎn)品全生命周期對環(huán)境有很大的污染,不符合綠色可持續(xù)發(fā)展理念。
2.鋁邊框相較于鋼、玻纖等材料仍具有明顯優(yōu)勢
鋁合金材質(zhì)經(jīng)過長時間大規(guī)模的實踐應(yīng)用,已占據(jù)光伏邊框材料的主導(dǎo)地位。其具有的特性如下:
目前市場出現(xiàn)的各種光伏邊框方案的根本原因是光伏組件的降本需求,但隨著2023年鋁價回落至較為穩(wěn)定的水平,鋁合金材質(zhì)的性價比優(yōu)勢愈發(fā)凸顯。另一方面,從材料循環(huán)再生利用角度來看,相比其他材料,鋁合金邊框具有極高的再利用價值,且循環(huán)再利用工藝簡單,符合綠色循環(huán)發(fā)展理念。
但由于原鋁的能耗及碳排放較高,企業(yè)可能存在使用綠電的剛性約束。根據(jù)IAI數(shù)據(jù),每千克原鋁的碳排放足跡在5kg至25kg二氧化碳當(dāng)量之間且在碳排放方面,單噸電解鋁生產(chǎn)帶來的碳排放約為11.2噸。
鋼邊框憑借一定的強(qiáng)度和成本優(yōu)勢,近年來獲得較高關(guān)注度。2022年上半年俄烏沖突導(dǎo)致鋁價的高漲,讓鋼邊框的成本優(yōu)勢顯得更為明顯,2022年行業(yè)中已經(jīng)有部分家廠商如東方日升、中來、晶科能源、阿特斯、愛康等開始評估鋼邊框并進(jìn)行小批量生產(chǎn),進(jìn)入2022年下半年,公開市場鋁價長期維持在2200-2400美元/噸,鋼邊框降本優(yōu)勢有所削弱,同時因為重量以及可靠性方面的顧慮,且其加工工藝精度和要求較高的特點,實際鋼邊框出貨仍較少,據(jù)調(diào)研,2022年實際出貨占比不足2%。
復(fù)合邊框在眾多邊框材料中屬于歷史較為悠久的一種,早在2012年便有廠家開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品,但由于其高分子材料特性限制,一直未被主流組件廠家接納,未來仍有很長一段路需要走。
二、光伏邊框企業(yè)主要參與者
當(dāng)前光伏邊框市場上主要有永臻股份、鑫鉑股份、營口昌泰(滁州瑞達(dá))、中信渤海等一批主要參與者。
其中永臻股份通過迅速擴(kuò)產(chǎn)先后在遼寧營口、江蘇常州、安徽滁州建有生產(chǎn)基地,在安徽蕪湖以及越南北江規(guī)劃了新增產(chǎn)能,隨著2023年底蕪湖和越南新建產(chǎn)能的釋放,總產(chǎn)能將達(dá)到67萬噸,持續(xù)鞏固行業(yè)領(lǐng)先地位,積極推出低碳邊框的同時率先進(jìn)行海外布局。
鑫鉑股份亦擬在越南和馬來西亞建設(shè)生產(chǎn)基地,目前正在辦理境外投資備案等前期準(zhǔn)備工作。光伏鋁邊框的海外布局將為中國光伏產(chǎn)業(yè)的海外發(fā)展提供有力的支撐。
目前光伏鋁邊框行業(yè)內(nèi)當(dāng)前仍存在較多中小企業(yè),但在龍頭企業(yè)進(jìn)一步憑借其自身資金、工藝精度、生產(chǎn)管理等優(yōu)勢新增并釋放產(chǎn)能,搶占市場份額并鞏固客戶認(rèn)證壁壘,同時在新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝和產(chǎn)能布局方面一直引領(lǐng)行業(yè),頭部企業(yè)優(yōu)勢愈發(fā)明顯,競爭力不足的中小企業(yè)將被市場相繼淘汰,光伏邊框行業(yè)企業(yè)集中度將進(jìn)一步提高。