光伏市场催生需求致POE胶膜国产化进程加速!
信息来源:新能源用新材料(本文由“ZPVA光伏新材料大会”整理后发布,转载请注明出处)
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北京国化新材料技术研究院联合中关村光伏产业联盟等单位,拟于2024年11月12-14日在江苏省无锡市举办“2024光伏新材料(胶膜)技术创新论坛”(点击链接查看会议详情),重点围绕光伏胶膜材料创新与应用进行深度讨论,欢迎踊跃参加。
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随着光伏组件从PERC到N型的转型,以TOPcon为代表的N型电池开始进入爆发性增长的量产阶段,这对光伏组件的封装胶膜提出更高要求。
光伏胶膜封装材料集成于盖板玻璃/背板与中间电池片之间,主要作用是保护太阳能电池片,使光伏组件在运作过程中不受外部环节影响,延长光伏组件使用寿命,具备高透光率、抗紫外湿热黄变性、与玻璃和背板粘结性好等特点。
目前,主流光伏封装材料为EVA胶膜、POE胶膜和EPE胶膜。
POE胶膜具备其他封装材料不具备的天生优势,是目前双面组件及 N型电池、异质结电池的主要封装胶膜,有望迎来广阔市场空间,预计2025年全球POE胶膜市场规模将达116亿元。
POE粒子是光伏胶膜核心原料,其成本占光伏胶膜生产总成本80%以上,光伏胶膜需求增长将为POE上游新材料带来巨大市场增长空间。
据CPIA预计,2025年国内光伏领域POE颗粒需求将达29万吨。
相较EVA胶膜,POE胶膜具有明显优势
01
POE胶膜具备低水汽透过率和高体积电阻率特点,能够帮助双面PERC电池对抗PID衰减,保证组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性,使组件能够长效使用。
02
POE是非极性高分子,具有非常好的耐候性(如紫外辐照)与水汽阻隔性能,可显著降低光伏组件封装材料黄变、透光率降低导致的功率衰减。
03
POE胶膜防水性能更好,EVA材质在光热、湿热等环境中可能会分解产生酸,进而与玻璃片发生反应后腐蚀电池栅线,导致组件性能衰减,而POE胶膜防水性更好,具备无醋酸等特性更能适配TOPCon电池,TOPCon电池对水汽更为敏感,需要胶膜有更强防水性。
POE胶膜产能主要掌握在海外巨头手中
POE光伏胶膜产业链上游为陶氏化学、LG化学、三井化学等海外几家顶级化工企业,分别生产针对不同行业不同性质的POE颗粒;中游是国内海优、明冠、福斯特等胶膜制造商;下游为光伏组件企业,也有部分组件企业布局胶膜生产,直接从上游采购POE光伏颗粒料。
目前POE光伏胶膜原材料POE颗粒主要被陶氏化学、埃克森美孚公司、三井化学公司、SABIC、韩国LG和北欧化工有限公司等海外巨头垄断。
根据华经产业研究院数据,陶氏化学POE产能居世界首位,最大达76万吨/年;其次是韩国LG,POE产能约28万吨/年。
我国POE胶膜主要依赖于进口,工业化生产面临技术壁垒
2017-2021年,我国POE胶膜进口量从22.22万吨增长至63.99万吨,年均复合增长率为29.95%;2022年1-7月,我国POE进口量为37.88万吨。
陶氏化学和埃克森美孚为我国最主要的POE进口来源企业。
目前国内POE胶膜工业化生产面临的技术壁垒包括高碳α-烯烃生产技术、茂金属催化剂生产技术以及溶液聚合技术。
高碳α-烯烃技术壁垒高,我国依赖于进口。α-烯种类众多,碳数分布范围广泛,包括C4-C40,对应不同应用领域。
其中C6-C8主要应用于POE和低分子量脂肪酸领域。根据华经产业院数据,高碳α-烯烃生产难度大、壁垒高,面临海外企业技术封锁,我国高碳α-烯烃依赖进口。
国产茂金属催化剂尚未形成规模经济。茂金属催化剂通常是由茂金属化合物和助催化剂组成的催化体系,具有活性中心单一性特点。
催化剂成本较高、茂金属牌号切换过程中的物耗能耗较大、茂金属聚合物产品生产及销售尚未达到经济规模、国产茂金属聚合物产品性能尚有待提高等原因制约我国茂金属催化发展。
目前我国茂金属聚烯烃尚未进入大规模市场应用的爆发期,国内市场流通的茂金属催化剂产品主要为进口产品。
研发耐高温溶液聚合茂金属催化剂是溶液聚合技术难点。POE聚合的主流工艺是溶液法聚合工艺,以茂金属催化剂为催化剂的溶液聚合需要在至少120℃下进行。
但我国茂金属催化剂研发能力起步晚、进展慢,缺乏自主研发的耐高温溶液聚合茂金属催化剂,缺少对聚合工艺深入研究。
国内企业加码布局,推动POE胶膜产业化进程
加快攻关POE技术。目前国内已有卫星化学、万华化学、茂名石化、斯尔邦等多家企业攻关POE技术,POE国产化进程有望加快。
卫星化学加快攻关POE技术难点茂金属催化剂,其POE10万吨中试装置预计将于2023年落地。万华化学自主知识产权的POE产品已于2021年9月完成中试,按照规划将在2023年投产10万吨POE,2025年之前合计投产20万吨。
积极布局POE胶膜项目。我国POE胶膜起步较晚,产能规模较小,随着光伏电池片升级带动POE胶膜需求提升,国内企业开始加码布局POE胶膜项目。
截至2022年12月,国内规划布局的POE胶膜可计算产能合计达 36.12 亿平方米/年,其中产能规划超1亿平方米/年的企业包括福斯特、海优新材、赛伍技术、明冠新材和江西纬科等。
福斯特年产2亿平方米POE胶膜项目(一期)已于2021年底达预定可使用状态;明冠新材年产1.2亿平方米光伏组件封装用POE胶膜扩建项目已于2023年12月达到预定可使用状态。推荐阅读