166&210mm：光伏大硅片到底為我們節(jié)省了什么？

:這是一篇否定自我的文章，因?yàn)橹拔也⒉豢春么蠊杵瑤淼膽?yīng)用價(jià)值。在此之前，我以面積相關(guān)成本為圣條，固執(zhí)的認(rèn)為：僅是增大組件面積而不提升組件效率無法為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。然而事實(shí)證明我錯(cuò)了，回顧我的錯(cuò)誤，我錯(cuò)就錯(cuò)在沒有詳細(xì)的精算大硅片帶來的成本節(jié)約，而是想當(dāng)然的認(rèn)為，輕易的下判斷。作為致力于為光伏行業(yè)傳播正確而有用信息的我，對(duì)行業(yè)如此重要的產(chǎn)業(yè)方向發(fā)生如此重大的認(rèn)知錯(cuò)誤，我深感慚愧。

大硅片帶來的成本節(jié)約的機(jī)理比較復(fù)雜，我想這也就是為什么總是有人對(duì)大硅片節(jié)約成本的問題嗤之以鼻（包括之前的我自己），近期有幸獲得了隆基166華山論劍會(huì)議的諸多報(bào)告資料，也有幸參加了中環(huán)在天津舉行的210大硅片推廣會(huì)，正是這些會(huì)議以及會(huì)議資料讓我對(duì)大硅片帶來的成本節(jié)約有了更多更深入的思考，也感謝朋友們?yōu)槲姨峁┑脑敱M的數(shù)據(jù)資料，使我構(gòu)建出能令自己信服的精算模型。根據(jù)這個(gè)精算模型，大硅片帶來成本節(jié)約的機(jī)理至少有三種：通量?jī)r(jià)值、餃皮效應(yīng)、塊數(shù)相關(guān)成本。讓我們正式開始詳盡剖析大硅片的成本節(jié)約吧。

各種硅片尺寸的介紹對(duì)比（各種尺寸硅片面積）

M2尺寸是當(dāng)前市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)主流的尺寸，在2015年由隆基&中環(huán)聯(lián)手制定的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，其邊長(zhǎng)為156.75mm，對(duì)角線長(zhǎng)度為210mm，每張硅片的面積是24432平方毫米，當(dāng)下市場(chǎng)占有率約為85%；G1是由晶科能源于2018年首發(fā)主推的產(chǎn)品尺寸，特色是邊長(zhǎng)為158.75mm的方形單晶硅片，硅片面積是25199平方毫米，比M2硅片面積大3.14%。既有產(chǎn)能技改最為方便，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)最組件面積的最高效利用，是兼顧老產(chǎn)能的良好尺寸，當(dāng)前市場(chǎng)占有率約為10%

M6是隆基股份主推的產(chǎn)品尺寸，預(yù)計(jì)在2019年四季度開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，其邊長(zhǎng)為166mm、對(duì)角線直徑為223，硅片面積為27412平方毫米，比M2尺寸大12.20%，得益于隆基股份強(qiáng)大的市場(chǎng)號(hào)召力，在2019年新增形成的50GW的全新電池產(chǎn)能均為166這一尺寸做了兼容考慮，我認(rèn)為其未來市場(chǎng)占有率快速提升（2021年達(dá)到50%？）

M12是中環(huán)股份在8月16日首發(fā)推廣的基于12英寸硅片技術(shù)的硅片，是把半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè)的新一輪嘗試，M12是邊長(zhǎng)為210mm的方形單晶硅片，硅片面積達(dá)到了44092平方毫米，比當(dāng)前常規(guī)產(chǎn)品M2大80.47%，由于最近電池片環(huán)節(jié)剛剛完成了一輪產(chǎn)能個(gè)性且M12技術(shù)跨度過大，我調(diào)研的結(jié)果是產(chǎn)業(yè)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)能短期內(nèi)難以通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)對(duì)M12的兼容。硅片產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)雙寡頭格局，硅片變大確實(shí)能帶來成本節(jié)約，我認(rèn)為伴隨著下一代電池技術(shù)的產(chǎn)能革新的浪潮，新建產(chǎn)能有可能直接為210硅片設(shè)計(jì)，進(jìn)而迎來大范圍的普及，大硅片代表著未來產(chǎn)業(yè)的方向，這一點(diǎn)現(xiàn)已不用懷疑。

大硅片節(jié)約成本的三種機(jī)理分析

一、“通量?jī)r(jià)值”帶來的成本節(jié)約

在大硅片、大組件帶來的成本節(jié)約的機(jī)制當(dāng)中，“通量?jī)r(jià)值”是最好理解的一類，也是推廣大硅片過程中被提到的最多的一類。所謂“通量?jī)r(jià)值”是指大硅片帶來產(chǎn)能提升但無需增加設(shè)備、人力和管理成本，進(jìn)而使得單瓦成本降低的機(jī)理。能體現(xiàn)通量?jī)r(jià)值的具體產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)有：

1、硅片制造環(huán)節(jié)：我們以M2硅片升級(jí)到M6為例，M6剛剛導(dǎo)入實(shí)際量產(chǎn)，我了解到的情況是單臺(tái)爐子的產(chǎn)能和生產(chǎn)M2一致，但是M6有更大的優(yōu)化空間，其單位時(shí)間生長(zhǎng)的晶體數(shù)量會(huì)更多，未來量產(chǎn)優(yōu)化好以后，在人員和設(shè)備數(shù)量不增加的情況下，生產(chǎn)M6會(huì)使得產(chǎn)能最多增加7%，這就意意味著人力、折舊、三項(xiàng)費(fèi)用有潛力最高被攤低7%，毛估估在硅片環(huán)節(jié)通過導(dǎo)入M6的尺寸可最終使得硅片單瓦成本降低1.6分。

2、電池片制造環(huán)節(jié)：電池片的生產(chǎn)按照節(jié)拍來計(jì)算，例如最新一代電池產(chǎn)線產(chǎn)能是5500片/小時(shí)；倘若從生產(chǎn)M2變?yōu)樯a(chǎn)M6并且生產(chǎn)節(jié)拍保持不變，由于硅片面積變大了12.2%，就意味著產(chǎn)能也增到了12.2%，而這一過程當(dāng)中所需要的人力和折舊并不會(huì)發(fā)生明顯變化。電池片產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的這一提升會(huì)使得“單瓦”成本降低1分錢。

3、組件封裝環(huán)節(jié)：組件封裝環(huán)節(jié)也有通量?jī)r(jià)值的效應(yīng)，例如EL和功率測(cè)試儀器，均是按照節(jié)拍來計(jì)算，測(cè)試一塊組件無論組件大小所需消耗的時(shí)間和人力均是一樣的。但是組件環(huán)節(jié)投資成本低，折舊消耗少，通量?jī)r(jià)值在組件環(huán)節(jié)體現(xiàn)不明顯，經(jīng)測(cè)算通過通量?jī)r(jià)值在組件環(huán)節(jié)節(jié)約的成本僅為0.4分錢。

4、總結(jié)：大硅片在不增加設(shè)備、不增加人力消耗的情況下增加了現(xiàn)有設(shè)備的產(chǎn)能，進(jìn)而使得單瓦組件所需要攤銷的：人力、折舊、三項(xiàng)費(fèi)用等成本相應(yīng)的降低，這一成本節(jié)約機(jī)理使得那些投資成本高、產(chǎn)能折舊大的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)明顯受益，這也就是為什么硅片、電池環(huán)節(jié)的成本節(jié)約明顯大于組件環(huán)節(jié)的原因。

等等，講到這里似乎有些不對(duì)的地方，按照一大幫券商和隆基股份的詳細(xì)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鲑Y料，組件環(huán)節(jié)的成本節(jié)約是最大的，為治雨何根據(jù)“通量?jī)r(jià)值”測(cè)算組件環(huán)節(jié)節(jié)約是最少的呢？到底是誰算錯(cuò)了呢？

其實(shí)我們都沒有算錯(cuò)，這所以出現(xiàn)如此的偏差，是因?yàn)樵诮M件和電站環(huán)節(jié)還有其他的成本節(jié)省機(jī)理。

二、“餃皮效應(yīng)”帶來的成本節(jié)約

讓我們做一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)以方便大家更容易理解“餃皮效應(yīng)”,我們假設(shè)一張餃子皮所能包下的餡兒的分量是“1”，那么我們把三張餃子皮揉在一起做成一個(gè)面積是原先三倍的大餃皮，那么這個(gè)“大餃皮”能包下的餡兒的分量是原先的多少倍呢？答案是九倍?。ǜ鶕?jù)球體的表面積公式4πr²和球體體積公式(4/3)πr^3測(cè)得）。餃皮效應(yīng)在組件和電站環(huán)節(jié)有諸多的體現(xiàn)，是大硅片帶來成本節(jié)約的“最”重要機(jī)理。

1、邊框的成本節(jié)約：我們按照相同的爬電距離、電池片間距、串間距測(cè)算組件尺寸，生產(chǎn)156.75邊長(zhǎng)72片版型組件所需要邊框長(zhǎng)度為6.01米；倘若生產(chǎn)166邊長(zhǎng)72版型組件，有效電池片面積增大12.2%，但是所需要的邊框長(zhǎng)度僅為6.33米，邊框長(zhǎng)度增加6.33÷6.01-1=5.3%。與之相應(yīng)，邊框所需要的密封膠也只需要增加5.3%的用量即可。由于邊框是組件封裝中成本僅次于電池的第二大材料，成本高達(dá)60元/套，所以僅邊框的“餃皮”效應(yīng)就給組件環(huán)節(jié)帶來1.06分錢的成本節(jié)約。

2、玻璃、背板、EVA的成本節(jié)約：我們還是以M2的72版型與M6的72版型對(duì)比為例，電池片的總面積從24432mm²×72增加到了27412mm²×72增加了12.2%，但是組件所需要的玻璃、背板、EVA并沒有相應(yīng)的增加，經(jīng)過精算分析，在爬電距離、電池串間距、匯流條間距等條件設(shè)定一致的情況下，從M2到M6所需要的玻璃、背板、EVA的面積僅需增加11.47%，這是典型的大餡兒薄皮而效應(yīng)。聰明的讀者這時(shí)或許會(huì)發(fā)現(xiàn)另外一個(gè)現(xiàn)象，由于從M2到M6電池片面積增加了12.2%，但組件面積只增加了11.47%，是否意味著大硅片在電池效率一致的情況下會(huì)提升組件效率呢？沒錯(cuò)的，精算模型告訴我們，對(duì)于同樣電池效率的組件，M6組件效率可比M2提升0.134%。

仔細(xì)分析上面數(shù)據(jù)，我們甚至?xí)@訝的發(fā)現(xiàn)M6帶倒角的電池片最終能實(shí)現(xiàn)的組件轉(zhuǎn)換效率竟然略超158.75方單晶。166大硅片通過大餡兒薄皮效應(yīng)提升了組件轉(zhuǎn)換效率，這也是為什么其能在電站端節(jié)省成本的原因。經(jīng)過我的精算分析，由于M6電池片面積增加12.2%，但是所需要的玻璃、EVA、背板等材料面積僅增加11.47%，最終使得單瓦組件成本節(jié)約0.19分錢。

3、焊帶匯流條的成本節(jié)約：這兩個(gè)材料也存在“餃皮效應(yīng)”，電池片面積增加12.2%，但是匯流條長(zhǎng)度僅需增加5.5%；焊帶用量也僅增加5.5%。出現(xiàn)這樣現(xiàn)象是因?yàn)殡姵仄娣e增加是“長(zhǎng)和寬”兩個(gè)維度共同變化，而焊帶和匯流條僅需要增加“長(zhǎng)或?qū)挕币粋€(gè)維度，所以實(shí)際用量的增加僅為電池片面積增加量的平方根關(guān)系。經(jīng)過我的精算模型的分析，M6組件焊帶、匯流條的餃皮效應(yīng)帶來每瓦成本節(jié)約0.2分錢。

4、托盤和包材的成本節(jié)約：相信大家根據(jù)前面的案例對(duì)托盤和包裝材料的成本節(jié)約機(jī)理能更容易理解，為了運(yùn)輸M6組件，托盤長(zhǎng)度需要增加，但實(shí)際上僅需增加5.3%即可，紙箱也存在餃皮效應(yīng)，但是紙箱的作用機(jī)理稍稍復(fù)雜一些，最終測(cè)算下來紙箱面積需要增加7%就可以裝下大了12.2%的M6組件，由于近些年環(huán)保壓力越來越大，紙漿和木材的成本越來越高，這一環(huán)節(jié)的餃皮效應(yīng)給單瓦成本帶來較大節(jié)約，為0.43分錢。

5、支架和樁基的成本節(jié)約：支架和樁基又是一個(gè)典型的“餃皮效應(yīng)”，組件面積增加12.2%，但是支架長(zhǎng)度只需要增加5.2%，單個(gè)子陣列的樁基數(shù)量也是相應(yīng)的增加5.2%?？紤]到大組件的風(fēng)壓載荷、動(dòng)壓載荷需要滿足更高需求，支架強(qiáng)度需要適當(dāng)增加，強(qiáng)度增加部分會(huì)使成本增加1~2%。最終測(cè)算下來，單瓦支架和樁基分別節(jié)省1.3分和2.4分，兩者合計(jì)節(jié)省了3.7分錢。

6、總結(jié)：“餃皮效應(yīng)”是大組件能帶來成本節(jié)約的最核心機(jī)理，它體現(xiàn)在組件和電站的多個(gè)環(huán)節(jié)，合計(jì)給產(chǎn)業(yè)帶來了5.58分錢的成本節(jié)約。

其實(shí)“餃皮效應(yīng)”去測(cè)算分析，我們就會(huì)輕而易舉的得到一個(gè)結(jié)論：硅片越大越好，組件越大越好；但這種成本節(jié)約機(jī)理并不會(huì)這樣的持續(xù)下去，因?yàn)樗举|(zhì)上是利用了材料的“余量?jī)r(jià)值”，例如挖掘了邊框的強(qiáng)度余力、挖掘了支架的強(qiáng)度余力；倘若因組件變大我們需要加厚邊框，倘若因組件變大我們需要加厚紙箱，那么這條機(jī)理就會(huì)失效。

三、“塊數(shù)相關(guān)”的成本節(jié)約

所謂“塊數(shù)相關(guān)成本”是指那些和組件的“塊數(shù)”相關(guān)而和組件的面積大小無關(guān)的成本。此類型成本節(jié)約機(jī)理的本質(zhì)也是利用了相關(guān)材料的余量?jī)r(jià)值，而且這類型成本只和塊數(shù)相關(guān)，從M2升級(jí)到M6，該類型成本項(xiàng)下的成本幾乎不增加，成本節(jié)約比例最大，下面我們就進(jìn)行詳細(xì)測(cè)算：

1、接線盒、灌封膠的成本節(jié)約：接線盒以及封裝接線盒的灌封膠是非常典型的“塊數(shù)相關(guān)成本”，由于接線盒的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)普遍可以承載15A甚至20A的電流，而M2組件電流僅為9.9A左右，即便是M6組件的電流最高也僅是11.2A，硅片面積的增大帶來的電流增加利用了接線盒的余量?jī)r(jià)值，接線盒應(yīng)用于M6組件上，成本“零”增加。與接線盒封裝相關(guān)的灌封膠成本自然也就“零”增加。在接線盒余量能力以內(nèi)的硅片面積增大，均不增加接線盒的成本，經(jīng)測(cè)算此部分帶來的組件封裝環(huán)節(jié)的成本節(jié)約為0.68分錢。

2、匯流箱的成本節(jié)約：和接線盒一樣，匯流箱是電站建設(shè)環(huán)節(jié)非常典型的“塊數(shù)相關(guān)成本”，本質(zhì)上也是在利用匯流箱電流承載能力的余量?jī)r(jià)值，我們以格爾木一個(gè)55MW電站陣列為例，如果使用M2 380瓦組件，最終需要使用360臺(tái)匯流箱；而如果使用M6 425瓦組件，最終只需要使用320臺(tái)匯流箱，同瓦數(shù)的電站下，匯流箱的成本節(jié)約12%。不過由于匯流箱的成本占比在電站端占比不高，節(jié)省幅度雖大，絕對(duì)值較小，可使每瓦電站節(jié)省0.3錢。

3、直流電纜的成本節(jié)約：直流電纜的成本和組件塊數(shù)以及支架套數(shù)相關(guān)，我們還是以上面格爾木55MW電站為例，使用M2 380瓦組件需要144560塊組件、2780套支架；而倘若我們使用M6 425瓦組件則僅需要128960塊組件、2480套支架；得益于組件塊數(shù)的減少和直接套數(shù)的減少，組件互聯(lián)以及支架到集中逆變器所需要的電纜數(shù)量也相應(yīng)減少，此部分成本節(jié)約機(jī)理給每瓦電站建設(shè)成本節(jié)約1.2分錢。

4、安裝、施工的成本節(jié)約：按照隆基給出的成本測(cè)算模型，他們也把這部分當(dāng)做了“塊數(shù)相關(guān)”的成本節(jié)約，并認(rèn)為每瓦能節(jié)約0.6分錢，對(duì)此我持有一定謹(jǐn)慎態(tài)度，因?yàn)檫@里面涉及了人的因素，工人具有自由意識(shí)，總是大硅片發(fā)揮了他們安裝能力的余量?jī)r(jià)值，但相比工人也會(huì)因此訴求更高的工資回報(bào)。所以這部分最終能節(jié)省多少成本還需要在長(zhǎng)期的實(shí)踐當(dāng)中、電站業(yè)主與施工方反復(fù)的討價(jià)還價(jià)中最終測(cè)算出一個(gè)比較準(zhǔn)確的數(shù)值，而本文處于謹(jǐn)慎考慮，暫時(shí)不認(rèn)為M6在安裝和施工環(huán)節(jié)能有成本節(jié)約。

5、總結(jié)：個(gè)數(shù)相關(guān)的成本節(jié)約機(jī)理的特點(diǎn)是相關(guān)方面成本“零”增加，節(jié)省幅度大，主要節(jié)約體現(xiàn)在接線盒、灌封膠、匯流箱、直流電纜等多個(gè)環(huán)節(jié)，謹(jǐn)慎估計(jì)共計(jì)給產(chǎn)業(yè)帶來2.18分錢的成本節(jié)約。

關(guān)于中環(huán)210產(chǎn)業(yè)方向的思考

本文的主體部分是測(cè)算對(duì)比M2與M6，是因?yàn)镸6已經(jīng)開始成熟的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，有充分的數(shù)據(jù)方便我們測(cè)算，以管窺豹，我們或許也可以通過上面的分析來預(yù)判M12 210mm大硅片的未來產(chǎn)業(yè)化方向。此部分沒有明確的測(cè)算，僅是表達(dá)一下我的觀點(diǎn)：

1、M12 210大硅片也會(huì)得益于“通量?jī)r(jià)值”、“餃皮效應(yīng)”、“個(gè)數(shù)相關(guān)成本”等成本節(jié)約機(jī)理，而且在我的測(cè)算模型當(dāng)中，結(jié)余的成本價(jià)質(zhì)量也十分可觀，從理論測(cè)算上，M12是完全可行的，可以切實(shí)為行業(yè)帶來成本節(jié)約的。長(zhǎng)期肯定是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。

2、短期看，M12大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有困難，因?yàn)楝F(xiàn)有產(chǎn)能不能通過技改從156升級(jí)到210，就以絲網(wǎng)印刷機(jī)為例，如果要生產(chǎn)210硅片，絲網(wǎng)印刷機(jī)整線長(zhǎng)度要增加10米，PECVD的管徑也不能滿足210的生產(chǎn)。由于210的跨步太大，需要電池產(chǎn)能從設(shè)計(jì)之初就要考慮而不是老產(chǎn)能技改。所以短期看，由于現(xiàn)有產(chǎn)能不支持并且我們剛剛完成一波Perc產(chǎn)能革新的浪潮，由于Perc電池片目前已經(jīng)陷入了猛烈的價(jià)格戰(zhàn)，在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，電池廠商新上電池產(chǎn)能的動(dòng)機(jī)不足，這也會(huì)阻礙近期M12的大規(guī)模普及。

3、從通量?jī)r(jià)值的角度看，大硅片有利于降低單位產(chǎn)能的投資成本，所以對(duì)于越是昂貴的電池設(shè)備，超大硅片能帶來的成本節(jié)約效應(yīng)越顯著。我近期月度了多分HIT技術(shù)進(jìn)展的調(diào)研紀(jì)要，感覺2~3年以后我們就可能迎來HIT技術(shù)普及的時(shí)代，或許伴隨著HIT電池的普及，新一輪電池產(chǎn)能的革新浪潮，新建產(chǎn)能或許直接考慮對(duì)210的兼容，M12 210會(huì)順勢(shì)普及開來。

4、從M2到M12硅片尺寸跨步太大，從設(shè)備廠商方面了解到設(shè)備無法做到同時(shí)“有經(jīng)濟(jì)性”的兼容，這就導(dǎo)致了一個(gè)“共生”問題，156&166在設(shè)備實(shí)現(xiàn)上可以共生，設(shè)備可以兼容性的生產(chǎn)這兩種規(guī)格，這對(duì)于新上產(chǎn)能心理壓力會(huì)小一些，而對(duì)于210，一旦選擇這條路，就沒有回頭路，因?yàn)槭褂?10的大設(shè)備去生產(chǎn)M2這種小電池片會(huì)使得單瓦成本過高，不具有經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)而這就牽涉到產(chǎn)業(yè)生態(tài)的問題，終端消費(fèi)者對(duì)210的認(rèn)可和產(chǎn)能的布置必須是同步的。否則電池廠商不會(huì)輕易貿(mào)然上210的電池產(chǎn)能。

5、210組件的運(yùn)輸問題，長(zhǎng)期看，中國(guó)的組件產(chǎn)出是要有70%以上出口到海外，以集裝箱運(yùn)輸為主，我們要想保證一個(gè)內(nèi)高為2.69米（高箱尺寸）集裝箱高度內(nèi)放下兩托組件，就需要保證組件寬度＜1.2米才行。所以從組件設(shè)計(jì)的角度看，組件1.2米寬已經(jīng)是目前貨物放置方式的極限寬度了。再寬就會(huì)導(dǎo)致即便高箱都放不下的尷尬情況，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)輸成本大增。

總結(jié)：縱使有以上分析的種種困難，我依舊看好大硅片帶來的成本節(jié)約，講問題是因?yàn)槲蚁胱尨蠹抑溃?10產(chǎn)業(yè)推廣不容易，對(duì)于有決心把這件事情做好的中環(huán)，要在產(chǎn)業(yè)生態(tài)上花更多心思，下更多功夫。用我總愛說的一句話：制造的問題終將不是問題，第一性原理的問題才是永遠(yuǎn)的問題。大硅片能節(jié)約成本是符合第一性原理的，至于其他那些細(xì)枝末節(jié)的事兒，相信只要假以時(shí)日必定能得到解決。中環(huán)股份8.16在天津的發(fā)布會(huì)更像是一次宣言、一響號(hào)角，他想告訴我們：未來已來，十年太久，只爭(zhēng)朝夕，相信中環(huán)的這一次大硅片的宣告，會(huì)使我們?cè)诠夥a(chǎn)業(yè)革新浪潮中又一次進(jìn)入了一個(gè)只爭(zhēng)朝夕的時(shí)代。

原標(biāo)題:166&210mm：光伏大硅片到底為我們節(jié)省了什么？