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光伏产业升级 中国十年智造——2019机遇与凶险均在“路”上

Part1:全面升级

光伏智造2018的几个侧写

侧写一:产业工人全面升级应对智能制造

乐山,对于光伏人而言,不再只是大佛和美食。

近几年,这里陆续为业内输送了数千名产业工人,通威、正泰、晶科等企业都与学校签订了人才定向培养计划。

乐山职业技术学院书记蹇路告诉笔者,每年中山大学、四川大学等高校都会前来开办讲座,提供技术支持,开阔产业高级工人的视野。笔者此次乐山之行,就见到了中山大学的沈辉教授、四川大学的冯良恒教授和南开大学的孙云教授,同时还有峨眉半导体的老专家以及新加入到校企合力培养人才的东旭安轩自动化等公司。

光伏组件生产线上,已经从十年前的几百人一个班次变成了约十人一班,产能却数倍于以往。降本增效的同时用自动化降低产品质量受人工的波动影响,也对产业工人提出了新的要求。

这些产业工人已经发生了巨大的变化:

随着光伏组件、电池生产从人工转向自动化,企业的人才也正在逐步升级,从以往“手工匠人”向操作设备、维护设备甚至改进设备的工程师转型。

侧写二:硬件设施超越实验室的光伏生产线

光伏这个产业很奇怪也很有趣的地方在于,生产线的设备往往比实验室的好很多。中山大学沈辉教授历年来培养了50余位博士生,超过200位硕士研究生,这些学生大部分选择在光伏产业工作。他告诉笔者:“基本每个学生都是几百片硅片堆出来的。”但他也看到,光伏企业在研发高潮时,每天就要用掉几百块。“同时企业的生产设备更新换代速度也太快。”沈辉教授说,所以后来中山大学与天合光能等国内领先的光伏企业展开了深入的研发,将研发工作放到生产线上。

不只是中国,全球光伏产业的研发都是如此。

12月4日-5日于威海召开的国际顶级光伏技术论坛PVPMC会议结束后,Solarbe索比光伏网组织国外专家参观了日托、协鑫和安轩自动化控制。在看到中国光伏极高的自动化程度和通过智能机器人解决运维问题时,国外专家连呼“Amazing!”,并向笔者表示未来要更频繁的与中国展开互动与交流。

侧写三:中国在引领光伏产业的技术进步

“领跑者代表了未来技术的发展方向,国家可能都没有意识到,中国已经变成光伏产业的圣地,我们做什么,日本、欧美都在学。”陈刚,全球最大的光伏电池厂商之一,也是全球最大的PERC电池厂家——爱旭太阳能(简称“爱旭”)董事长,用一个最简单的方式来判断中国光伏技术在全球的地位: “我也是最近才意识到:中国的光伏技术已经引领世界了。以前我们有新产品和国外客户谈,他们根本不听,尤其是比较保守的日本客户,坚持着自己的标准和产品需求。”但随着中国光伏制造的飞速进步,这些年日本客户对中国光伏新技术从“不相信”到“两三年”接受期,再到“三个月”。“韩国这些国家要更快。”这也是陈刚在内的中国企业敢于投资高效产能的最大底气。

“中国光伏产业在过去十几年里一直保持着技术和产能的飞速进步,能跟上甚至跑在前面很不容易。”他以台湾企业为例:一直以来,台湾电池企业都是高效率、高品质的代表,而且售价也一直比大陆的高。

但这种情况,却在近几年发生了急遽的变化。

2015年,中国大陆推行了领跑者计划,光伏产业“技术锁定”效应被打破。几番寒暑,中国光伏企业在短短数年完成了从产能领先到技术领先,凡是没有更新技术、更低成本、更高品质的电池企业都濒临倒闭或已经倒闭。整个光伏产业几十万人做制造,整个行业过百万人,大量的资源、技术、人力资源去提升。河水涌去,汇成滔滔大河。

目前爱旭高效PERC电池平均转化效率21.85%,正面功率310W,背面效率超过210W,而在2018年初,正面量产效率还是21.5%,预计在2018年底,年底量产效率达到22%。陈刚认为能源局的“领跑者”计划极具战略眼光,同时从商业和技术的角度都提供了很好的发展路径,把市场给好的技术,再以成熟的技术反哺市场。“这样的政策,不只是光伏,各行业都应该学习。”

另外一个改变是国外设备厂商对中国企业的态度:过去国外设备企业对于中国光伏公司提出的意见接受度很低,而现在越来越多的国外工程师在中国驻厂办公。“而且我们每次提出技术修改意见,他们都很兴奋。”陈刚说,“在别的国家很难有这样的完整产业链,这样好的实践机会。”

“现在,我们只要以价值为导向就可以了,做正确的事情,客户自然会认可。”

Part2:溯源

制躁-质造-智造

但如果将时间轴拉到2008年,你会发现彼时的中国光伏与现在的领先地位差异迥然。

中国光伏在一开始就以欧美为主要市场,接受相对更严格的检验,但很长一段时间里仍然被认为是低质、粗放制造的产物。尤其是光伏早期发展偏资源化,在硅料价格高昂的时候,中国可以用人工分选,多晶硅价格最高的时候,米粒大小的硅废料在中国都可以用人工分选。

“早期德国杂志还刊登过文章,说中国工人的手套掉到组件里面去了。”黄强博士,东方日升CTO,国际IEC委员会委员,IEC TC82副主席,跟笔者讲了一个真实的段子:“2007年我刚回国,发现国内大部分企业的质量和生产控制都是凭感觉而非数据。有次一位业内人士指着一片硅片问我,黄博士你看看这硅片做成电池效率是多少?”黄强感到很崩溃,“这个不用设备检测就能看出来?”

对方不满道:“你这个博士是不是假的哟。”

现在全球前十的光伏组件企业几乎都是中国公司,但在十年前,仍然是Qcells和夏普这些国外企业引领行业,黄强曾与某家海外大厂交流,对方直言:中国对光伏懂得不太多。

隆基乐叶产品营销总监王梦松博士指出:早年光伏产业缺乏完整的体系标准,2008年起,一大批半导体人才进入光伏,参照半导体建立光伏质量标准。

SEMI在这个阶段也活跃在光伏行业,组织了许多标准方面的工作。几乎与此同时,国际顶级第三方认证机构,TUV南德也进入中国。这些机构的参与,从标准和质量两方面提升了产业发展。

2009年,黄强找到英利CTO宋登元和阿特斯组件技术高级总监唐应堂,提出牵头做光伏的国际标准,得到了业内的热烈响应,越来越多的厂家参与,常常召开相关的电话会议对标准和质量进行讨论。同年,TUV南德完成了在中国的首个光伏组件出后验货项目,并发布了TUV认证证书。

经过多方共同奋进,那两年的光伏质量有了巨大提升。2010年,德国《明镜》周刊盛赞中国光伏质量,而且在新加坡出版的《李光耀:新加坡赖以生存的硬道理》一书中,这位新加坡国父与盛赞中国光伏产品达到和德国相同质量(后续新加坡还陆续出台了一些光伏应用发展计划)。

2010年,可以认为是中国光伏制造水平的一个分水岭,渡过此前初生且浮躁的阶段,光伏产业开始迈向成熟。

TUV南德大中华区智能电力与光伏部副总裁许海亮认为中国光伏制造水准提升如此之快的原因可以从人才、市场驱动、政策驱动、竞争驱动和企业家质量意识提升五个方面。“这几个因素综合影响,为我们这个行业培养了非常多的质量管理人才,不过他们大部分在幕后勤勤恳恳的工作,光伏行业的发展,和他们是分不开的。”他说。

但新的问题随之而来。

2010年后,中国光伏组件产能全球第一,逆变器也初露峥嵘。

但随着光伏从德国市场扩散到全球,更多样性、更恶劣的气候与环境等待着光伏产品经历考验。要知道,德国和更早的日本市场可以说是全球光伏应用环境最温和的地区,无过强紫外线,无过强的盐雾、湿热等问题,而中国、澳大利亚等地区的应用环境更复杂,欧洲标准出现了“水土不服”的情况。

此外,由于2008年以前多晶硅紧缺,受制原料问题,组件衰减问题开始在这阶段频发。

12月20日是TUV南德进入中国十周年。他们做了一个“TUV南德时光轴”,有趣的是,从这个“大事记”一般的时光轴中,可以通过检测和标准的发展看到行业的进步和彼时产业出现的问题。2011年至2015年间,TUV南德的发展轨迹几乎与行业发展遇到新的“痛点”重叠。

2011年间,TUV南德建立了中国大陆首家CB实验室,免去中国组件厂商漫长的送检之苦。

2012年在日本市场再次启动后,为客户完成JET认证,并于同年发放了首张PID证书和组件功率测试体系评估证书。其中PID证书一事后来被业内认为具备市场前瞻性。

王梦松指出:“在2013年之前,整个行业对PID缺乏概念,那时PID只存在于文献,没有得到组件企业真正重视,2013年国内和海外集中爆发了PID事件,对行业是一个教训。”当时光伏行业对PID效应机理了解不够,也不知道改善方向。后来通过大量研究工作,通过镀膜、热氧工艺和封装材料改进,以及系统端的优化,产业实际上实现了再次飞跃。在这个阶段,第三方机构作为外部控制质量的阀门,对行业起到了很好的引导作用,宣贯材料重要性以及产品要考虑长期可靠性,电池和组件厂家强化内控体系,普遍加强了质量检验,通过内外协力,光伏制造的工艺大大加强。

到2015年,基础已经打好的光伏企业一直在修修补补,应对一些新出现的挑战。

而随着领跑者计划启动之后,光伏产业真正步入了“智造”阶段。从TUV南德的时光轴可以看到,2015年至今,光伏企业在与第三方机构筹备叠瓦、HIT、智能组件等高效技术,进行水上光伏、双面组件的检测与实证,光伏跟踪系统和储能项目也在期间得到了长足的发展。

谈到这里,王梦松也有同陈刚一样的感慨:“2012年我和日本客户介绍一款新产品要2年,测试完可能产业都开始发展下一代技术了。现在整个行业对中国推出的新产品接受速度非常快,我们推一种新组件,他们会马上就要。”他认为,光伏产业体系相比十年前更加成熟,同时生产线上国产设备比例越来越高,以前组件串焊机,电池丝网印刷、烧结等设备 都要进口,现在关键设备都基本已经实现了国产化。

从质造迈向智造,中国光伏据此走在了全球前列。

许海亮告诉笔者:“如果从我们第三方检测认证角度十年光伏制造, 可以认为产业经历了几个阶段:第一阶段是欧洲是主要市场时期,有认证就有销路,有设备,有产品,有证书,则供不应求,企业在乎的是要尽快拿到证书,证书意识高于质量意识;到了第二阶段,国内产能过剩,企业开发国际市场,竞争加剧,进入“认证要全”的阶段,认证全则目标市场多,比如靠MCS证书进入英国,靠CEC列名进入澳洲,靠JET进入日本,认证的印记实际上是国际市场发展的印记;第三阶段是质量驱动认证的阶段,随着质量问题的凸显,企业自身以及买家需要规避一些已经发现的质量风险,对某类证书提出更多诉求,例如“PID”证书,盐雾氨气证书,这是光伏应用场景多元化对质量提出的更高要求;第四阶段是全面质量要求,这个时期买家除了提出需要证书,有更多的品控手段,例如监造、现场验收、电站检测等等,行业要通过质量提升来保障收益,其实是到了精细化管理的程度;而还有一个特点是贯穿所有阶段的:低成本材料的应用、自动化程度的提升以及电池效率的提升,而每一次此类变化,都需要认证与检测来验证产品的可靠性。”

实际上,在每个阶段第三方机构的角色也不相同。早期第三方机构是一道通向欧洲市场的“阀门”,过渡掉产业大潮中繁多的“杂质”,让市场不致变得浑浊不堪;后来则成为企业证明实力的”名片“;第三阶段更多的帮助企业进行前沿技术或新出现问题进行探索;到现在则变成了企业追求品质时的“助手”。

从“监管”到“协助”,第三方机构职能的转化最能说明中国光伏的技术进步。

Part3:方向决定终点

选择技术与阵营将决定谁是胜利者

从下半年走访的企业来看,今明两年惨烈的市场博弈将奠定未来三五年的市场格局。

采访黄强的一个额外福利是你永远不会觉得冷场和无聊,他思维敏锐,且善于归纳总结。

(笔者个人认为这段话对很多光伏老板来说,值一个亿,强烈建议看看。)

黄强认为:在过去十年的光伏制造发展中,德国、美国和日本都走了错误的路线。“光伏的核心问题是度电成本,同时也存在摩尔效应,规模越大,成本越低。”

“德国是非常严谨的民族,什么都希望做到自动化。他们自动化程度太高,但在光伏产业却不适用。光伏产业一直发生变化,而自动化的东西变化很难。在中国,自动化是一段一段的,因此改进升级都非常快。我曾经参观过德国企业,产品非常漂亮,但就是效率上不去。”

有一年,黄强去硅谷,水星新闻较傲慢的问他:“中国光伏有创新吗?”黄强说产业特性不一样。“美国的创业公司我见了很多,他们一直醉心于颠覆性的创新。这些公司兴起衰落都以一个特点:希望通过技术颠覆把别人都打死成为单一独角兽。但这与行业的规模效应相违背。相反中国目前较难做从0到1的创新,但从1做到100,中国最强。最重要一点是,光伏产业在技术领先和成本导向上,往往是成本导向占优,因为到目前,光伏行业每年效率提升大约在0.5%左右,而不是从20%一下子提升到40%,技术有它的天花板。”

“技术没有实现规模化,几乎没有颠覆产业的可能。我们设想一下三洋的HIT技术如果早几年通过合理的方式共享,日方抽取费用,能通过全球合作促进技术降本。而现在,PERC技术因为玩家众多,也挤压了HIT技术的市场。”黄强谈起东方日升的技术路线选择时,认为应遵循两个规律:“第一符合趋势,第二要形成行业规模。”东方日升的双面钝化技术不仅没有保密,反而和业内进行了很多的沟通。“我们是建议大家都做,规模做上去,要看到未来五年再做今年的决定。”

黄强谈起2017年12月选择技术路线时的纠结:“我们当时纠结了很久,最后认为国内重要的厂家会跟进才下定决心。”

阳光电源董事长曹仁贤也在思考下一代光伏产业的形态会是如何,这位产业领袖认为光伏正在逐步进入平价,与此同时要面对与其它非清洁能源竞争,也要与其它清洁能源竞争,要提供更便宜更便利的能源同时,客服清洁能源不稳定、低效和占用面积较大等问题。

“面对未来,阳光电源仍然会坚持技术实力派这一特征。”曹仁贤说,“我们希望通过不断创新,超越客户的期望。”

阳光电源已经将目光聚焦在新的先进系统技术推广上,在1500V系统和超配等新系统技术方面为行业鼓呼。为此还做了许多吃力不讨好的工作。“很多人说,你们傻啊,企业采用超配,实际上是相当于逆变器采购量减少了。”曹仁贤说,“但我觉得如果90台就够了的时候,为什么非要让客户买100台?利用客户不专业来透支客户的行为要不得。”

最后他指出,系统集成技术进步同样会带来产业的巨大变革,1500V和72片组件等更能降低成本的技术一定会影响到上游制造业。

“迫在眉睫。”他强调。

作者:曹宇

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