日本在向小规模光伏开发转型的同时,也加紧布局新一代光伏电池,试图建立更稳定的供应链并开发更多应用场景。
近期,多家日本光伏开发商相继宣布,将建设多座小型分布式光伏电站。长期以来,日本光伏市场由本土企业主导,原料供应和产能有限,经历多年光伏开发后,日本适宜光伏设备铺设的土地也逐渐减少,开发成本与日俱增。面对这些问题,日本在向小规模光伏开发转型的同时,也加紧布局新一代光伏电池,试图建立更稳定的供应链并开发更多应用场景。
小型分布式电站或成主流
近期,日本知名综合商业公司双日株式会社宣布,到明年将在日本建成3000座单机约50千瓦的小型光伏电站。首批投产的200座电站将建在日本兵库县的金属制造商工厂内,今年10月投产供电。
兵库县是位于日本关西地带的工业城市,钢铁、造船、机械制造是当地的支柱产业。其中,钢铁制造和加工是高耗电、高排放产业。因此,对于当地钢企来说,光伏开发是降本减排的重要抓手。当地的神户制钢是日本第三大钢企,今年4月,该公司设置在停车场的光伏电站投产发电,预计将在20年的运行周期内发电70万千瓦时,利用绿电将协助钢铁厂减排二氧化碳300吨。
不仅兵库县,能源转型背景下,日本整体对可再生能源的需求不断增加。日本知名综合商业公司丸红、新能源企业Renova先前也曾表示,将在2030年左右分别在日本建成约3000座小型光伏电站。可以预见,未来小规模、分布式将逐渐成为日本光伏开发的主流。
日本经济产业省估计,在日本进行光伏开发,初始成本约为每千瓦23.9万日元(约合1.2万元人民币)。而根据电站规模不同,每年还要花费10万至200万日元维护成本。设备成本高昂的同时,获取开发用地也需要巨大投入,使得日本难以进行大型光伏电站建设。而分布式光伏开发可以利用工厂、住宅或废弃农田的闲置空间,减少用地成本;较小的装机量也能减少设备用量,降低开发成本。
日本光伏“高光不再”
在光伏设备“卷性能”“卷价格”的当下,日本光伏市场显得波澜不惊。当前日本市场中,世界主流光伏厂商身影稀少。户用光伏方面,日本市场占有率最高的是松下、夏普和京瓷等日本企业。尽管加拿大和韩国的光伏企业近年也在日本市场取得了一定份额,但未能动摇本土产商的主导地位。
事实上,日本企业在光伏电池方面技术积累丰富,相关研究最早甚至可以追溯到20世纪70年代。2004年,日本电池还曾一度占据全球市场超50%的份额。
一家中国电池片企业的相关负责人在接受《中国能源报》记者采访时表示,BC(背接触)作为光伏电池的一种先进技术,日本企业曾是早期探索者。“2010年前后,我们第一次接触BC技术。当时有两大流派,一个是美国的Sunpower,另一个就是日本的夏普。后来Sunpower和我们国内的厂商合作较多,相比之下,近几年夏普的影响力小了很多。”
在经历2004年的“高光时刻”后,包括夏普在内的日本光伏企业进入衰退期,如今的全球市占率已跌至不足1%。日本经济产业省资源能源厅分析,2005年以来,光伏电池需求爆发式增长,而日本光伏电池早期的原料来源是半导体生产过程中的剩余硅料,原料供应有限、价格持续上涨冲击了日本光伏的原料供应。同时,日本的光伏产能和投资也增长有限,导致产品丧失国际竞争力,深耕国内市场成为“被迫选择”。
新技术能否带来“新转机”
根据日本政府规划,到2030年,光伏在电源中的占比将从当前的约10%提升至14%以上。为解决当下光伏行业问题,日本近年来正加速布局新一代光伏电池。其中,钙钛矿电池是日本近年重点推进研发的电池类型。碘是该型电池的重要原料,而日本则是世界第二大碘生产国,有望借这一优势弥补硅料供应短缺的劣势,构建相对稳定的供应链。同时,钙钛矿电池轻薄、可弯曲,适用场景更加多样。
但另一方面,钙钛矿电池仍有成本和耐用性问题。“钙钛矿电池的生产涉及低温,而光伏发电必然有热能产生,会逐渐分解钙钛矿。”上述中国电池片企业的相关负责人指出,钙钛矿电池仍然难以在短期内实现大规模量产,未来叠层电池可能是重要的过渡。“这种电池以晶硅电池为基础,上方覆盖一层钙钛矿电池。钙钛矿电池层就像手机膜,有损耗可随时更换。”
叠层电池在发挥晶硅电池的耐用性优势的同时,也能通过钙钛矿电池带来更高发电收益。日本经济产业省也表示,伴随叠层电池的研究不断完善,未来市场潜力巨大,但以晶硅电池为基础的特征也意味着,日本可能依然无法摆脱海外硅料供应。