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在“碳中和”的目標(biāo)之下，車企“換道”新能源已是行業(yè)共識(shí)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為車企們重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。

8月16日，長(zhǎng)城汽車官微發(fā)布消息，長(zhǎng)城控股集團(tuán)與江蘇省錫山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)簽署戰(zhàn)略合作。根據(jù)協(xié)議，無(wú)錫極電光能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“極電光能”） 全球總部及鈣鈦礦創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目將落地錫山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，總投資30億元，總占地面積156畝。同時(shí)，項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)全球首條GW級(jí)鈣鈦礦光伏組件和BIPV產(chǎn)品生產(chǎn)線、100噸鈣鈦礦量子點(diǎn)生產(chǎn)線，以及全球創(chuàng)新中心總部大樓，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值將達(dá)到25億元。


據(jù)悉，極電光能前身是長(zhǎng)城汽車研究院內(nèi)部的鈣鈦礦技術(shù)團(tuán)隊(duì)，成立于2020年4月，主要從事鈣鈦礦光伏、鈣鈦礦光電產(chǎn)品研發(fā)和制造。在2021年極電光能鈣鈦礦光伏組件效率首破20%成為行業(yè)內(nèi)全球第一，并以組件效率20.5%的優(yōu)異表現(xiàn)被Martin Green全球太陽(yáng)電池效率表收錄。目前，極電光能已完成2.2億元Pre-A輪融資，并建有全球規(guī)模最大的150MW鈣鈦礦光伏組件試制線。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，車企想要通過(guò)提前部署光伏產(chǎn)業(yè)，爭(zhēng)奪該領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。但行業(yè)口中的鈣鈦礦究竟是什么？為何車企們會(huì)如此熱衷開(kāi)發(fā)？

揭開(kāi)“鈣鈦礦”的面紗

眾所周知，晶硅在幾十年的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)占據(jù)了光伏市場(chǎng)超過(guò)95%的市場(chǎng)份額。自1954 年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出第一個(gè)實(shí)用的晶硅太陽(yáng)能電池起，其在實(shí)驗(yàn)室可實(shí)現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)換效率就在27%左右，最高極限為29.43%。

但業(yè)界對(duì)其未來(lái)發(fā)展?jié)撃懿⒉豢春?，極電光能總裁于振瑞表示，經(jīng)過(guò)70年研發(fā)、20多年商業(yè)化生產(chǎn)，無(wú)論是效率還是成本，晶硅都已經(jīng)接近天花板。要實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，承載全球電力清潔化的任務(wù)，總需要有更大潛力的新技術(shù)接力。陷入瓶頸的光伏產(chǎn)業(yè)急需新的材料，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為新材料的接力棒就是鈣鈦礦。


鈣鈦礦其實(shí)和字面上“鈣、鈦、礦”并沒(méi)有關(guān)系，它指的是一類與鈣鈦礦（CaTiO3）晶體結(jié)構(gòu)類似的“ABX3”化合物。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是具有某種特定結(jié)構(gòu)的材料總稱。

2009年，日本科學(xué)家首次用鈣鈦礦太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)，光電轉(zhuǎn)換效率僅為3.8%，當(dāng)時(shí)的晶硅電池實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到18%。但經(jīng)過(guò)了大概十年時(shí)間的研究，鈣鈦礦的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)能超過(guò)29%，趕上了晶硅四五十年才達(dá)到的記錄。

不僅如此，鈣鈦礦是直接帶隙材料，吸光能力遠(yuǎn)高于晶硅材料。新式鈣鈦礦光伏電池的單層理論效率可達(dá)31%，鈣鈦礦雙結(jié)疊層電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)35%，鈣鈦礦三結(jié)疊層電池理論效率可達(dá)45%以上。如果摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率最高能達(dá)到驚人的50%，是目前晶硅電池的2倍左右。


有業(yè)內(nèi)人士透露，100兆瓦的單一鈣鈦礦電池工廠，從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進(jìn)入，到組件成型，總共只需45分鐘，是目前晶硅達(dá)不到的速度。此外，投資相對(duì)較低、低能耗、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)讓鈣鈦礦有著更大的優(yōu)勢(shì)?？傮w來(lái)看，這些優(yōu)勢(shì)無(wú)論是對(duì)汽車行業(yè)還是其他行業(yè)都有著強(qiáng)大的吸引力。

不過(guò)，對(duì)于目前鈣鈦礦在市場(chǎng)上所處的困境，也有相關(guān)行業(yè)人解釋道，鈣鈦礦的結(jié)晶工藝是一個(gè)全新的工藝過(guò)程，在別的行業(yè)里找不到類似的東西，從設(shè)備到材料的體系都具有不確定性，因此還未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

鈣鈦礦前景被看好

在長(zhǎng)城汽車規(guī)劃的森林生態(tài)體系中，鈣鈦礦創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目就是重要組成部分。在長(zhǎng)城汽車董事長(zhǎng)魏建軍的規(guī)劃中，極電光能只是其新能源規(guī)劃的其中一環(huán)。在極電光能之前，長(zhǎng)城就已經(jīng)成立了以鋰電為主的蜂巢能源，專注氫能源技術(shù)的未勢(shì)能源。也被業(yè)界認(rèn)為，魏建軍在新能源領(lǐng)域所布的“一盤(pán)大棋”。因此，各新能源板塊并非孤立。

實(shí)際上，鈣鈦礦電池的成本比單晶硅、多晶硅電池低約40%，也就是說(shuō)一度電省1毛多錢，用光伏發(fā)電以制氫，就自然把制氫成本降下來(lái)了，一旦成本降低，在與汽油車和純電車的競(jìng)爭(zhēng)中就有優(yōu)勢(shì)。長(zhǎng)城汽車的未來(lái)規(guī)劃中，鋰電、氫能、光電，都將投入研發(fā)，為未來(lái)新能源汽車市場(chǎng)儲(chǔ)備力量。


此前，現(xiàn)代汽車曾推出全新索納塔（參數(shù)丨圖片）混動(dòng)版，該車在車頂搭載了一塊太陽(yáng)能電池板，可為車輛動(dòng)力系統(tǒng)電池包和12V電池供電，理論上太陽(yáng)能電池板采集到的能量可供車輛免費(fèi)行駛700英里/年（約合1200公里/年）。但由于汽車車頂配置的基于晶硅太陽(yáng)能電池打造的太陽(yáng)能車頂，所以汽車存在電池相對(duì)重、電池轉(zhuǎn)化效率低等技術(shù)壁壘。

今年6月，據(jù)《全球光伏》消息，韓國(guó)現(xiàn)代汽車集團(tuán)已與蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)研究所（UNIST）的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)了一種新的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，可以在陽(yáng)光下為車輛充電。盡管不知道能否真正應(yīng)用于汽車上，但已經(jīng)算是一大突破。

除現(xiàn)代汽車和長(zhǎng)城，其他企業(yè)也早已盯上光伏產(chǎn)業(yè)這塊市場(chǎng)。僅在今年5月份，就有包括寧德時(shí)代、ST華鈺、騰訊等多家家企業(yè)涉足鈣鈦碳領(lǐng)域。此外，除了鈣鈦礦，車企在光伏產(chǎn)業(yè)布局的也不少，通用汽車早在2011年就已進(jìn)軍光伏；特斯拉在2016年進(jìn)入光伏市場(chǎng)，旗下?lián)碛刑?yáng)能屋頂和Powerwall電池系統(tǒng)；比亞迪旗下的光伏產(chǎn)品就是主流的晶硅太陽(yáng)能電池……據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前共有87家企業(yè)跨行業(yè)進(jìn)入光伏領(lǐng)域。其中，65家企業(yè)進(jìn)入光伏下游發(fā)電領(lǐng)域，22家企業(yè)進(jìn)入光伏制造端。

當(dāng)然，真正吸引車企紛紛加入光伏產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)局，最根本的原因在于其未來(lái)發(fā)展前景可觀。


近兩年，八部委相繼發(fā)布了《加快農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興的實(shí)施意見(jiàn)》、《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2025年）》和《關(guān)于推進(jìn)中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》等政策利好文件，確定了集中式+分布式雙驅(qū)發(fā)展發(fā)展路徑，為2022光伏大爆發(fā)奠定了政策基礎(chǔ)。

光伏產(chǎn)業(yè)和新能源汽車行業(yè)都是國(guó)家戰(zhàn)略扶持產(chǎn)業(yè)，其中新能源汽車已經(jīng)從政策驅(qū)動(dòng)邁入了市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，而光伏產(chǎn)業(yè)仍在政策驅(qū)動(dòng)過(guò)程中。因此，光伏未來(lái)還有很大的市場(chǎng)空間，等待車企去挖掘。

原標(biāo)題：押寶鈣鈦礦，長(zhǎng)城“殺入”光伏產(chǎn)業(yè)