光伏胶膜是光伏组件的重要封装材料
光伏胶膜属于组件中的一种封装材料,广泛用于晶硅电池、薄膜电池、双玻组件、双面电池等光伏发电组件的内封装材料。目前市场主流为晶硅电池,由于晶体硅本身呈脆性,且电池片面积较大、厚度较薄容易出现破损,所以需要将若干电池串、并联后封装成光伏组件使用。胶膜在太阳能电池中用作玻璃、背板和电池片之间的粘合剂,具有柔软,透光率高以及优异的粘合性,从而起到保护电池片以及提升组件功率的作用。胶膜约占组件成本的8%,单瓦价值量约0.06元/W。
单玻182mm组件总成本分布
环节 | 原始单价 | 价格单位 | 单瓦成本(元/W) |
电池片 | 0.43 | 元/W | 0.39 |
铝边框 | 62.00 | 元/套 | 0.10 |
玻璃 | 27.00 | 元/平米 | 0.11 |
EVA胶膜 | 7.50 | 元/平米 | 0.06 |
焊带 | 89.00 | 元/KG | 0.05 |
背板 | 7.50 | 元/平米 | 0.03 |
接线盒 | 15.90 | 元/个 | 0.03 |
其他 | -- | -- | 0.07 |
合计 | -- | -- | 0.83 |
数据来源:观研天下数据中心整理
光伏产业上游包括单多晶硅的冶炼、铸锭、拉棒、切片等环节,中游包括太阳能电池生产制造、光伏发电组件封装等环节,下游包括集中式/分布式光伏电站等光伏发电系统建造与运营环节。基于2023年11月底价格水平,在P型182mm单面组件的生产成本结构中,胶膜约占组件成本的8%,对应单位成本约0.06元/W。
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当前市场上光伏胶膜主要的类型有:透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、POE胶膜、共挤型型EPE胶膜。
多种封装方案匹配不同电池组件
电池类型 | 上层封装材料 | 下层封装材料 |
单玻PERC电池组件 | 透明EVA | 白色EVA |
双玻PERC电池组件 | 透明EVA | 共挤POE |
N型单玻TOPCon组件 | 共挤POE | 透明EVA/白色EVA |
N型双玻TOPCon组件 | 共挤/单层POE | 共挤/单层POE |
N型HJT电池组件 | 共挤/单层POE | 共挤/单层POE |
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EVA胶膜工艺成熟成本低,是目前使用相对广泛的封装胶膜材料。POE胶膜性能更优,能更好地满足双面组件及N型组件的封装要求。共挤型POE胶膜通过共挤工艺将POE树脂和EVA树脂挤出制造,外接触面均为EVA,POE起阻隔作用,EPE兼具POE材料的抗PID性和EVA材料的粘合性能,是未来胶膜重要的发展方向之一。
光伏胶膜主要分为EVA胶膜和POE类胶膜
类别 | 主要原料 | 应用场景 | 特点 |
透明EVA胶膜 | EVA树脂 | 组件双面封装或正面封装 | 高透光率,高抗紫外湿热黄变性,抗蜗牛纹;与玻璃和背板的粘结性好,工艺匹配性较好 |
白色EVA胶膜 | EVA树脂,白色填料 | 组件背面封装 | 高反射率、提高太阳能组件的发电效率 |
POE胶膜 | POE树脂 | 双玻组件或N型组件封装 | 更好的耐老化性,低水汽通过率,抗PID能力强;组件生产效率较低、抗滑性较低 |
共挤型EPE胶膜 | EVA树脂,POE树脂 | 双玻组件或N型组件封装 | 兼顾了POE胶膜抗PID性和EVA胶膜的粘合性能 |
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上游EVA和POE树脂进口依赖度较高
根据观研报告网发布的《中国光伏胶膜行业现状深度研究与发展前景分析报告(2024-2031年)》显示,光伏胶膜以树脂为主体材料,通过添加交联剂、抗老化助剂后经熔融挤出、流涎成膜而得,最后通过真空层压技术将电池片与上下层玻璃(背板)粘合为一体,构成光伏组件。上游为EVA树脂、POE树脂及助剂等原材料,主要由化工企业供应,POE及EVA树脂进口依赖度较高;中游是胶膜制造企业,如福斯特、海优新材等;下游是组件制造厂商,全球产能主要集中在我国,光伏装机及组件生产决定了光伏胶膜的需求。
EVA中醋酸乙烯(VA)的含量越高,其弹性、密度和粘着性通常也越高,但硬度、刚性和熔点相对更低。VA含量为28%~33%的EVA一般用于生产光伏胶膜。从工艺来看,由于光伏料的VA含量高,粘性强,需要定期清理设备,会限制装置光伏料的产能占比,管式工艺光伏料产出比例上限可达80%-100%,而釜式工艺为50%-70%。光伏料需求增长迅速,贡献主要增量。随着光伏行业的快速发展,光伏胶膜已逐渐成为EVA最大的应用领域之一,2021年至2023年,EVA光伏料在消费结构中的占比从37%上升至56%。
不同醋酸乙烯含量主要应用领域
VA含量 | 应用领域 |
5%以下 | 薄膜、电线电缆、LDPE改性剂 |
5%-10% | 弹性薄膜、注塑、发泡制品等 |
20%-28% | 热熔粘合剂和涂层制品 |
28%-33% | 太阳能电池封装用膜 |
38%-40% | 胶粘剂 |
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近两年国内光伏料新增供给有限,新增需求须通过海外进口满足, 2023年EVA粒子供需紧张局面已得到缓解。2023年光伏EVA粒子需求157-162万吨左右; 2023年国内EVA光伏料总供给(含进口)达170万吨左右。
2022年我国光伏级EVA产能为98万吨/
企业 | 工艺 | EVA总产能(万吨/年) | 光伏料产能(万吨/年) | 占比 |
浙江石化 | 巴塞尔管式法 | 30 | 30 | 100% |
盛虹斯尔邦 | 20万t/a管式法/10t/a釜式法,巴塞尔 | 30 | 21 | 70% |
联泓新科 | 埃克森美孚釜式法 | 15 | 12 | 80% |
扬子巴斯夫 | 巴塞尔管式法 | 20 | 9 | 45% |
榆林能化 | 巴塞尔管式法 | 30 | 7.5 | 25% |
中化泉州 | 埃克森美孚釜式法 | 10 | 6 | 60% |
宁波台塑 | 埃克森美孚釜式法 | 10 | 5 | 50% |
扬子石化 | 巴塞尔釜式法 | 10 | 4.5 | 45% |
中科炼化 | 巴塞尔釜式法 | 10 | 3 | 30% |
合计 | --- | 165 | 98 | --- |
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POE作为一种高端聚烯烃材料,生产难度大、研发壁垒高、原材料α-烯烃存在制约,国内尚未实现大规模工业化生产。近年来我国POE技术研发与投资活动十分活跃,截至2023年我国POE粒子规划总生产能超300万吨/年,其中已经完成POE中试的公司有万华化学、卫星石化、天津石化、京博石化、茂名石化等。从各新建项目的规划投产时间来看,我国POE项目预计将于2024年开始陆续建成投产,进入产能释放期,到2025年产能或将达到110-120万吨/年左右,届时国产POE产品有望稳定供应市场。
我国POE规划项目情况
企业名称 | 总规划产能万吨/年 | 项目进展 | 投产时间 |
万华化学 | 40 | 完成中试,工业装置在建 | 2024(一期20万吨) |
卫星石化 | 60 | 完成中试,工业装置在建 | 2024(一期10万吨) |
天津石化 | 10 | 完成中试,工业装置在建 | 2024 |
京博石化 | 5 | 完成中试,工业装置在建 | 2024 |
茂名石化 | 5 | 完成中试,工业装置在建 | 2025 |
东方盛虹 | 30 | 中试阶段 | 2025 |
中国石油 | 10 | 中试阶段 | 2026 |
青岛诚志石化 | 20 | 项目报批阶段 | 2025 |
辽宁鼎际得石化 | 40 | 筹建阶段 | 2027 |
惠生石化 | 10 | 规划阶段 | --- |
荣盛石化 | 40 | 规划阶段 | --- |
湛江中捷精创 | 10 | 规划阶段 | --- |
镇海炼化 | 40 | 规划阶段 | --- |
中能高端新材 | 10 | 规刬阶段 | --- |
合计 | 330 | --- | --- |
数据来源:观研天下数据中心整理
国内光伏胶膜企业呈现“一超多强”,行业竞争或将加剧
国内光伏胶膜企业呈现“一超多强”的竞争格局。光伏胶膜CR4占据85%以上的市场份额,第一梯队为福斯特,占据光伏胶膜50%左右的市场份额;第二梯队为斯威克和海优新材;第三梯队为赛伍技术、鹿山新材、天洋新材、百佳年代、祥邦科技等厂商。
数据来源:观研天下数据中心整理
组件厂为加强供应链稳定性,引入多家胶膜供应商体系。由于胶膜规模优势明显,且组件厂商倾向于选择质量优、规模大的企业作为供货商,业内头部企业为把握产业机遇,积极扩产。光伏组件厂集中化,下游客户需要至少两家供应商以保障原材料供应的安全性和稳定性。
随着光伏电池及组件技术快速迭代,新建产能通常具备产品性能及成本优势,组件厂商积极扩产、提升先进产能占比以争取更大市场份额。国内主要胶膜厂商预计规划产能约67亿平,假设单GW消耗920万平,容配比为1.2:1,则对应组件预计579GW。
国内光伏胶膜企业主要扩产计划
主要胶膜厂商 | 现有及规划产能(亿平) | 项目 |
福斯特 | 30 | 临安2.5亿平,嘉兴2.5亿平,越南2.5亿平 |
海优新材 | 10 | 年产1.5亿平封装胶膜,年产2亿平封装材料 |
斯威克 | 9 | 义乌3亿平,常州2.3亿平,宿迁2.5亿平,盐城4.2亿平 |
赛伍技术 | 5 | 基于存量设备,技术改造 |
天洋新材 | 6 | 昆山1.5亿平米,如东1.5亿平米,海安1.5亿平米 |
祥邦科技 | 3 | IPO募投项目:年产3亿平米胶膜 |
鹿山新材 | 4 | IPO募投项目及可转债募投项目 |
数据来源:观研天下数据中心整理
光伏行业蓬勃发展,同时2020年-2021年胶膜环节盈利水平相对较高,吸引新老玩家接连扩产。一方面,福斯特几乎占据胶膜环节的半壁江山,下游组件厂商出于供应链安全、稳定等方面的考虑,开始逐步扶持二三线胶膜企业;另一方面,海优新材、赛伍技术等企业相继上市,融资渠道和资金实力得到大幅改善,积极推进产能扩张。预计2024年胶膜可产出规模将达72.9-74.7亿平左右,测算可支撑组件产出超800GW,明显超出下游需求,行业竞争或将加剧。
近年光伏胶膜名义产能情况
光伏胶膜产能(亿平) | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024E |
前三大企业产能 | 15.7 | 23.0 | 36.5 | 48.2 | 59.2 |
前五大企业产能 | 17.6 | 26.7 | 43.1 | 58.2 | 71.2 |
产能CR3 | 81% | 77% | 70% | 67% | 63%-66% |
产能CR5 | 90% | 89% | 83% | 81% | 76%-79% |
数据来源:观研天下数据中心整理(zppeng)
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