隨著光伏組件需求的快速增長，光伏玻璃供應商開始加大投資以增加光伏玻璃的產(chǎn)能。在北美地區(qū)，光伏玻璃制造工廠如雨后春筍般涌現(xiàn)，有些工廠采用了創(chuàng)新的方法以確保競爭力，例如采用可回收材料。
2024年3月中旬，計劃進軍美國南卡羅來納州市場的加拿大光伏組件制造商Silfab Solar公司表示，將從美國光伏組件回收商Solarcycle公司采購使用回收材料制造的光伏玻璃。Solarcycle公司計劃在佐治亞州投資3.44億美元建造一座光伏玻璃工廠，并使用可回收的光伏組件材料生產(chǎn)。
Solarcycle公司首席運營官Rob Vinje日前在接受行業(yè)媒體采訪時表示：“我們對國內(nèi)光伏制造業(yè)的巨大增長潛力充滿期待，這不僅將為美國創(chuàng)造大量就業(yè)機會，還將進一步推動光伏行業(yè)的蓬勃發(fā)展。”
光伏玻璃的需求隨著全球經(jīng)濟增長而快速增長
市場情報機構Rethink Technology Research公司的分析師Andries Wantenaar表示：“全球對光伏玻璃的需求強勁，這一市場正呈現(xiàn)出價格相對穩(wěn)定且持續(xù)增長的態(tài)勢。”他指出，中國光伏制造業(yè)在2023年出現(xiàn)了66%的增長，而在中國以外的國家和地區(qū)的光伏制造業(yè)的增長速度更為迅猛，光伏組件產(chǎn)量從2022年的65GW增長到2023年的130GW左右，實現(xiàn)了翻倍的增長。
Wantenaar說：“對于光伏玻璃制造商來說，中國以外的市場蘊藏著巨大的增長潛力，這與歐美多晶硅制造商所面臨的困境形成了鮮明對比。他們的客戶是中國的硅片制造商，而這些硅片制造商現(xiàn)在更傾向從國內(nèi)的多晶硅制造商那里購買價格更低的產(chǎn)品。”
Wantenaar表示，玻璃材料的價格相對穩(wěn)定。他說，“光伏玻璃的價格至少在十年內(nèi)將保持高位。這是因為它是一種技術成熟且廣泛應用的產(chǎn)品。需要注意的是，玻璃是一種能源密集型產(chǎn)品，這是其成本結構中的一個關鍵因素，也是中國在全球光伏玻璃市場中占據(jù)主導地位的原因之一。”Wantenaar估計，中國在全球光伏玻璃市場的份額高達約90%，這一比例甚至超過了其在全球光伏組件市場80%的份額。
雙面光組件成為主要市場趨勢
Wantenaar認為，隨著原材料成本的不斷下降以及雙面光伏組件逐漸成為市場主流，光伏玻璃在未來光伏組件成本結構中的占比將顯著提升。
他解釋道：“從中國光伏組件制造業(yè)的產(chǎn)能來看，雙面光伏組件的市場份額已經(jīng)超過50%，并且將持續(xù)增長，到2030年可能達到75%。”
雙面光伏組件通常采用的是兩塊厚度約為2毫米(部分甚至達到1.6毫米)的玻璃板，這與傳統(tǒng)光伏組件所使用的3.2毫米玻璃板形成了鮮明對比。然而，使用更薄的玻璃板可能意味著需要采用不同的熱強化工藝，這在一定程度上對光伏組件的質量提出了挑戰(zhàn)。
針對這一趨勢，美國能源部旗下的國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員正積極研究雙面光伏組件的市場動態(tài)及其耐用性，以確保該技術在成本效益與長期可靠性之間達到最佳平衡。
美國國家可再生能源實驗室(NREL)的光伏系統(tǒng)可靠性和系統(tǒng)性能小組負責人Teresa Barnes指出：“薄型玻璃的設計初衷主要是為了優(yōu)化運輸和物流效率，而并不是單純追求現(xiàn)場使用的耐用性。”
作為美國能源部資助的耐用光伏組件材料研究聯(lián)盟(Duramat)的負責人，他進一步補充說：“從歷史角度看，多晶硅光伏組件通常采用軋制工藝和鋁層覆蓋的玻璃制成，而薄膜光伏組件則選用了厚度為2毫米或3毫米的無銻浮法玻璃。盡管制造更薄的玻璃在技術上是可行的，但由于高溫回火的過程，其生產(chǎn)工藝將變得更為復雜和精細。”
這可能是因為北美市場制造的玻璃與其他地區(qū)的機械要求不同。Barnes說：“冰雹等極端天氣可能意味著美國安裝的光伏組件需要更厚的鋼化玻璃。”
歐洲同樣也有類似的趨勢。
德國玻璃制造商Interfloat公司總經(jīng)理Martin Zugg指出：“當前的趨勢是探索并開發(fā)利基市場，盡管這些市場目前很難找到，但我們觀察到光伏玻璃制造商正在不斷開拓新的利基市場，例如需要更厚玻璃以應對冰雹的防冰雹的光伏組件、屋頂集成光伏組件和建筑集成光伏系統(tǒng)。”Interfloat公司現(xiàn)在是印度Borosil公司的子公司。
Interfloat公司每年生產(chǎn)可以組裝2GW光伏組件的光伏玻璃。該公司生產(chǎn)的玻璃厚度從2毫米到6毫米不等，具有傳統(tǒng)尺寸、定制尺寸和特殊要求尺寸。
他表示示，制造光伏組件使用較厚的玻璃可以給本土玻璃制造商帶來更多的市場機會，并降低運輸相關成本。
Barnes說，“玻璃是一種運輸成本很高的材料，而其物流成本、運輸成本和存儲成本通常由光伏組件制造商支付。”
First Solar公司帶來的市場效應
截至2023年9月，美國薄膜光伏組件巨頭First Solar公司正在擴大產(chǎn)能，薄膜光伏組件的年產(chǎn)量為13GW，并計劃在2026年實現(xiàn)全球年產(chǎn)能達到25GW的目標，其中在美國本土的年產(chǎn)能為14GW。
該公司這種擴張正在引發(fā)玻璃制造商的投資，為其提供薄膜光伏組件所需的浮法玻璃。玻璃制造商NSG集團和Vitro Architectural Glass公司宣布與First Solar簽署合同并提供產(chǎn)品。
據(jù)報道，法國材料制造商Saint Gobain公司在印度泰米爾納德邦的一家工廠也將投產(chǎn)，將為First Solar公司供貨。
2023年11月，NSG集團表示將在俄亥俄州增加透明導電氧化物(TCO)涂層玻璃的產(chǎn)能，為First Solar公司供應產(chǎn)品，并計劃在2025年初實施這一舉措。NSG集團生產(chǎn)薄膜光伏采用的TCO鍍膜玻璃已經(jīng)有25年以上的歷史。
NSG集團北美建筑玻璃和光伏產(chǎn)品集團負責人Stehen Weidner表示，“全球光伏市場每年都在擴大，并且投入更多的資本和更多的資源。我們在全球范圍內(nèi)看到了這種趨勢。”
Weidner表示，“光伏玻璃正變得越來越重要。在10年前，北美平板玻璃市場的供應量幾乎為零，如今占全球總供應量的10%到15%。我們的目標是與市場一起成長。這意味著到2024年底，我們將在北美地區(qū)擁有三條專門用于光伏領域的浮法玻璃生產(chǎn)線，另外，我們在越南擁有兩條生產(chǎn)線，在馬來西亞還有一條生產(chǎn)線，我們早些時候將其從建筑玻璃轉換為TCO鍍膜玻璃。”
Vitro Architecural Glass公司在美國也增加產(chǎn)能，為First Solar公司供應產(chǎn)品。2023年10月，該公司宣布擴大與First Solar公司的合同規(guī)模，并計劃在賓夕法尼亞州投資一家工廠，以及改造現(xiàn)有的光伏玻璃生產(chǎn)設施。該公司在一份聲明中表示，由于美國的近岸效應，預計該公司的光伏玻璃業(yè)務將會大幅增長。
《通脹削減法案》的影響
除了對First Solar公司及其日益增長的玻璃供應鏈產(chǎn)生深遠影響之外，美國《通脹削減法案》(IRA)等政策措施也極大促進了晶體硅制造業(yè)的投資。在這樣的背景下，加拿大光伏玻璃制造商Canadian Premium Sand(CPS)公司宣布計劃建設一座光伏組件板玻璃生產(chǎn)工廠。該公司計劃在加拿大曼尼托巴省的塞爾柯克(Selkirk)建設這座工廠，主要生產(chǎn)厚度為1.8毫米至4毫米的光伏玻璃組件蓋板，預計年產(chǎn)量將支持6GW的光伏組件生產(chǎn)。
CPS公司開發(fā)主管Anshul Vishal表示：“在美國光伏制造供應鏈回流的強大推動下，預計到2030年，北美地區(qū)對光伏玻璃的需求將達到100GW。”
為了確保項目的順利推進，CPS公司已經(jīng)與瑞士光伏組件制造商Meyer Burger、加拿大Heliene公司以及韓華集團旗下的Qcells等公司簽訂了承購協(xié)議。Vishal表示，他們正在與其他潛在的光伏玻璃客戶進行深入的承購討論，并計劃在施工前簽署更多的合同。
CPS公司需要投資8.8億加元(6.39億美元)建立這座工廠并開發(fā)硅砂場地。該計劃包括安裝多條光伏玻璃生產(chǎn)線，包括抗反射和防污涂層生產(chǎn)線，計劃在2026年上線運營。
Vishal說：“我們計劃建設的這座工廠得到了加拿大各級政府機構的批準，環(huán)境許可證已經(jīng)到位。我們最近在歐洲對沙子等原材料進行測試，這證實了我們能夠使用低成本和環(huán)保的工藝生產(chǎn)光伏玻璃。”
CPS公司的這座工廠將采用曼尼托巴省的水力發(fā)電設施和風力發(fā)電設施的電力。Vishal表示，這座工廠位于北美自由貿(mào)易協(xié)定區(qū)內(nèi)，距離客戶有三到四天的車程，這有利于簡化運輸，減少潛在的供應中斷。
CPS公司為了建造這座工廠已經(jīng)與一個財團簽訂了合同。其中包括美國玻璃工廠承包商Henry F.Teichmann公司、法國工業(yè)工程商Fives集團、意大利玻璃制造設備供應商Bottero公司，以及加拿大礦物加工設備供應商Elrus Aggregate Systems公司和加拿大土木工程商PCL Constructors公司。
回收光伏組件的玻璃材料
與CPS公司一樣，Solarcycle公司的光伏玻璃生產(chǎn)工廠的年產(chǎn)能可以組裝5GW至6GW光伏組件，但使用的是回收的玻璃，主要是從廢棄的晶體硅光伏組件中回收的再生材料。Solarcycle公司首席運營官Rob Vinje表示：“這是我們在美國市場上建造的第一座光伏玻璃工廠。我們目前收到了來自國際玻璃加工設備供應商的報價，而工程、建筑和多個子系統(tǒng)的合同正在與美國供應商進行談判。”
Vinje進一步強調(diào)說：“回收的再生材料不僅具有出色的性能，更重要的是，它能夠顯著降低能源需求和碳排放。”
這座工廠擁有一條長達800米的玻璃生產(chǎn)線，涵蓋熱加工和冷加工兩大環(huán)節(jié)。其采用特殊設計的交叉燃燒再生爐可以循環(huán)利用廢氣，顯著減少燃料消耗;生產(chǎn)線還配備了熱軋加工設備，以及為雙玻組件和單玻組件定制的切割、研磨、玻璃回火等工藝。
Solarcycle公司并不是唯一一家希望從回收材料中獲益的玻璃供應商。在回收材料利用方面，一些玻璃供應商也展現(xiàn)出濃厚興趣。CPS公司計劃在其產(chǎn)品中融入回收的玻璃，日本的AGC公司和Saint Gobain公司也宣布了類似的項目，將共同推動光伏行業(yè)的綠色轉型。
原標題：美、加兩國計劃加大光伏玻璃產(chǎn)能
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