比亚迪,造车之外另有“野心”

电视用创维,拖鞋用暴风时尚,玩具用格力空音,益智玩具用沐邦高科…自从“双碳”战略让光伏成为热门话题后,各行各业都进入光伏领域展开竞争。在很多人眼里,追求光伏就是追逐未来。

作为绿色电力的主要来源,车企对光伏格外重视。试想,如果一个车企既能做好光伏,又能储能玩转新能源汽车,相当于从绿色电力的生产、储存、使用上打通了链条,其获得的市场将是不可想象的。

雄心勃勃的特斯拉早已将光伏写入“宏伟计划”。自2016年以26亿美元股票收购SolarCity以来,特斯拉不断扩大新能源投资版图。在今年3月发布的“宏伟计划”第三章中,电动汽车甚至不再是主角,为“可再生能源之路怎么走”的内容留了不少篇幅。

在国内,包括吉利、广汽、理想、奇瑞等资金雄厚、制造经验丰富的车企纷纷涉足光伏行业。其中,王传福掌舵的比亚迪是与特斯拉概念最接近的公司。早在2010年,王传福就表达了自己的愿景,有一天,人们不仅会开着比亚迪的车,还会住上比亚迪建造的、配备光伏和储能系统的新能源房子。

11月初,比亚迪正式公布了下一代光伏技术——钙钛矿,并组建了专业的光伏技术研发团队,专注于能量转换效率的突破。

在新能源汽车和储能市场,两大汽车巨头已经正面交锋,战火向光伏蔓延的趋势已经不可阻挡。或许,这又将是一场势均力敌的较量。

光伏+汽车会产生什么样的化学反应?

2021年2月,“隐身”多年的吉利掌门人李书福高调出手,斥资228亿元大举进军光伏行业,布局全产业链。如此大的跨界,不禁让人觉得有点不对劲。

无独有偶,通用汽车斥资100多亿元进军建筑光伏一体化;大众不惜重金收购中国一家光伏电池制造企业…

无论国内还是海外,主流车企开始密集与光伏发生“化学反应”。就连新势力之一的李也觊觎光伏市场两年,终于忍不住了。他在2023年上半年坐在扑克桌上。

这是一场关于企业和资本的“二人转”,特斯拉是“领舞者”——在新能源的跨界方面提供了一个模式样板。正因如此,很多车企在战略布局和路径选择上都向特斯拉学习。

首先,生产汽车只是特斯拉的阶段性任务。马斯克已经明确表示,将以“汽车”和“能源”为主线构建自己的业务版图,改善特斯拉新能源电动汽车的充电需求,并将太阳能光伏发电作为新的投资利润增长点。

特斯拉正在建立一个由太阳能供电的世界,靠电池运行,使用电动汽车作为交通工具。

在2016年公布的“宏伟计划”第二章中,特斯拉首次提出全面拥抱太阳能。于是同年6月,特斯拉以26亿美元收购美国光伏公司Solar City,正式进军光伏行业。此后,特斯拉持续加大在光伏领域的投资:

从长远来看,如何找到一条可再生能源的道路是特斯拉自己的使命。对于国内更务实的汽车企业来说,光伏关系到企业能源转型的长远战略。未来汽车要想出口欧美,必须想办法在制造端持续脱碳。最直接的方法就是在工业园区和工厂安装光伏。

光伏和汽车属于大规模标准化制造,同时光伏进入门槛低,制造比汽车简单。同时,作为典型的重资产结构行业,进入光伏行业最需要的不是技术和渠道,而是大量的低成本资金。资金正是财大气粗的车企最需要的。因此,拥有雄厚的资金和制造经验成为汽车企业进入光伏行业的重要基础。

马斯克曾表示,未来能源业务的增速将远远超过汽车业务,达到300%的年复合增长率,最终能源业务将与汽车业务并驾齐驱。

为了扩大光伏业务规模,特斯拉将新能源汽车视为“移动电源充储系统”,探索“光伏储能与电动汽车一体化”的商业模式,即为家庭和企业用户安装配套储能的光伏系统,储存白天产生的电力,在夜间或停电时为家庭提供电力。

在特斯拉淘汰化石燃料的计划中,以光伏为主的可再生能源贡献了35%。

在国内,很多车企也在效仿特斯拉,通过投资光伏车棚,整合太阳能和储能技术,打通能源从吸收、存储到应用的各个环节,逐步探索出“光储一体”的商业模式。一方面有供给,一方面有需求。当光伏作为一种能量流发展起来,车企后续的充电业务成为重要受益者。目前看来,大部分车企的光伏计划都是不可或缺的。尤其是掌握电池核心技术,拥有自己储能电池生产线的车企,更加坚定了向光伏发起进攻的决心。

但由于中美两国电网灵活性和国内储能市场成熟度的差异,中国汽车企业发展“光储一体化”相对更具挑战性。同时,中国光伏产业高度成熟,已经形成了相对稳定的竞争格局,在规模、技术、成本、质量等方面成为光伏老兵的护城河。而且在目前产能过剩,价格厮杀激烈的情况下,行业集中度会进一步向头部靠拢。所以,车企跨界光伏的前路并不平坦。

比亚迪就是最典型的例子。

比亚迪光伏,从中奖号码到暗卡。

如果说特斯拉已经不是纯粹意义上的电动汽车品牌,那么中国还有一家公司不想被贴上汽车制造商的标签,那就是比亚迪。

很少有人知道,比亚迪曾经是中国光伏行业的“集大成者”,商业重要性一度高于新能源汽车。但汽车业务高度成功,光伏业务有些惨淡。但实际上,比亚迪掌握着光伏产业链上下游环节的诸多技术,其光伏项目产品分布在全球20多个国家。

直到11月比亚迪官方公布了国产钙钛矿电池,才唤醒了一部分人的记忆。事实证明,比亚迪还是一个认真的光伏厂商。

2007年,比亚迪副总裁贺龙带领十几名技术人员组成的研发团队,力争将比亚迪汽车车身面板的技术应用到光伏技术上,以达到降低成本的目的。次年,比亚迪成立光伏公司,开始建设多晶硅和太阳能电池生产线。

当时国内光伏市场尚未激活,上游多晶硅的生产技术已被美国、日本、德国“卡住”,产业链和市场处于两端。无奈之下,各路玩家只能做技术门槛低的元器件加工生意。

为了固定硅料和晶圆的采购价格,防止上游原材料价格上涨,比亚迪和当时很多厂商一样,只能签订长期合同,然后用低价策略撬开海外市场。但2008年全球金融危机对光伏行业造成打击,导致欧美光伏需求锐减,多晶硅价格暴跌。国内很多光伏厂商不得不以双倍的价格购买硅材料,亏本做生意。

我以为危机解除后,市场开始回暖。于是,2011年,欧美发起“反倾销反补贴”调查,第二波猛烈攻击让中国光伏产业面临巨大困难。据不完全统计,当年有350多家企业宣布破产,高居全球榜首的无锡尚德在2013年彻底崩溃。

好在比亚迪有承受失败的能力,光伏业务用其他业务赚的钱挺过来了。

作为比亚迪在清洁能源领域的重要布局,16年来,团队在光伏领域做了大量的技术研发和应用推广,但业绩一直是比亚迪的“拖油瓶”,未能摆脱亏损的命运,以至于成为比亚迪想提却不敢提的标签。

在比亚迪历年的财报中,光伏结合二次充电电池业务的数据,营收比例一直在7%-8%之间。但是,光伏业务占多少,盈利多少,一直是个谜。

2018年,光伏行业降本增效、技术为王的主旋律,始于效率更高、降本力度更大的单晶硅上市。面对众多强大的竞争对手,比亚迪决定“先提炼出一个市场,再复制到其他国家”,于是放弃了国内的光伏业务,专注于海外市场。

比亚迪太阳能极光N系列N型拓普康模块NLTK-36

选来选去,巴西这个既有政策又有丰富太阳能资源的国家,竞争比欧美和中国都少,成为比亚迪光伏产业的突破点。

在巴西坎皮纳斯,比亚迪投资约4800万美元生产光伏组件,并在坎皮纳斯大学设立太阳能研发中心。

在发展路线上,比亚迪光伏始终与汽车和储能业务齐头并进,与其他光伏企业有显著区别。在这两项业务的加持下,比亚迪2020年出货量超过10GW,超越隆基和京奥,跻身巴西光伏组件市场前五。

事实上,比亚迪光伏近年来一直在奋力追赶。自2019年以来,比亚迪在财报中频繁提及高品质产品,并在2021年和2022年的年报和半年报中进一步提出积极布局新技术,专注技术研发。日益宽裕的比亚迪在2020年和2022年先后投资阿特斯和金石能源,延伸了拓普康和HJT的产业链。通过不断增加对光伏技术的投资,我们可以缩小与竞争对手的差距。

如今,光伏、储能、新能源汽车,三驾马车承载着比亚迪的野心。去年10月,比亚迪推出户用光伏解决方案,将户用光伏系统+新能源汽车+储能+充电桩融为一体,围绕家庭场景提供一体化解决方案。

围绕清洁能源的获取、存储和应用,比亚迪的业务布局方向已经足够清晰,但距离王传福的宏伟蓝图还有很长的路要走。尤其是光伏和比亚迪其他业务的差距,需要快速填补。

钙钛矿,公平的起跑线

长期以来,推动光伏产业发展的核心因素是千瓦时成本的不断降低。根据CPIA的数据,光电转换效率每提高1%,对应的电力成本下降5%-7%,这是非常惊人的。考虑到装机容量是GW和MW,成本优势无疑是巨大的。

所以光伏技术的迭代一直是沿着提高光电转换效率的路径,从BSF到PERC/PERC+,再到HJT拓普康………为了提高转换效率,各大厂商进行R&D军备竞赛,基本上以月为单位进行迭代升级,哪怕效率提升千分之几,也算是一次成功的技术突破。

然而,任何技术都有理论上的转换效率极限。晶体硅太阳能电池的理论极限效率为29.43%,普通单晶硅电池在理想条件下的最高效率为24.5%。拓普康电池在理想条件下最高效率为27.5%;HJT电池效率的上限为28.2%~28.7%。

于是,当能源转换效率逼近天花板时,光伏企业不是在拼技术创新,而是比其规模缩减更无情。

光伏技术路线图

在全球经济放缓的背景下,光伏产业作为为数不多的高景气、高速增长的行业,吸引了大量新进入者和跨境资本,叠加现有企业的扩张,产业终端需求难以在短时间内消化增长过快的新增产能,因此出现了阶段性、结构性过剩,厂商为了出货只能卷起价格。

比如光伏组件的价格,已经从年初的每瓦1.8元左右,降到现在的1元不到,接近成本线。有的企业甚至以低于成本的价格参与市场竞争,导致空之前行业竞争加剧。

由此,钙钛矿作为最有前景的下一代光伏技术,从去年开始在资本市场获得了“明星般”的待遇。除了比亚迪,当代安培科技有限公司、腾讯和长城等强大的参与者正在进行技术储备。

自2009年日本人发明这种电池以来,单结钙钛矿电池的转换效率从3.8%迅速提高到26.7%。许多世界纪录是由中国人创造的。截至目前,两个最高效率纪录分别是:一个是隆基绿色能源晶体硅-钙钛矿叠层电池的33.9%,一个是武汉大学窄带隙钙钛矿子电池的27.62%。

对于大多数在晶体硅路线上不占优势的车企来说,钙钛矿无疑让他们和光伏巨头站在了同一起跑线上。

长城汽车是国内最早布局钙钛矿的汽车企业。去年3月正式入职。8月,与江苏锡山经济技术开发区签署战略协议,拟投资30亿元建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心及总部大楼。

业内认为,长城汽车董事长魏建军正在下一盘大棋,就像比亚迪一样。在长城汽车规划的生态体系中,以锂电池为主的蜂巢能源、以氢能技术为主的未开发能源、2020年长城汽车研究院钙钛矿技术团队脱胎的偏振光能源,并不是相互孤立的,就像特斯拉和比亚迪一样。

在业内人士看来,车企愿意布局钙钛矿还有一个原因,就是希望将其打造成未来汽车能源的补充。例如,汽车集成光伏(CIPV)通过汽车上的光伏全景天窗发电,用于支持加热、通风和空调节系统。

装有光伏板的特斯拉赛博卡车

在欧洲,一些货运卡车已经开始穿上“光伏外衣”,成为轻型混合动力车。比亚迪也在想象光伏的高光时刻——未来的新能源汽车,由车顶的光伏电池供电,停车后自动充满电。

去年6月,据环球光伏报道,现代汽车集团已经与蔚山国立科学技术研究所(UNIST)的一个研究团队合作,开发了一种新的钙钛矿太阳能电池,可以在阳光下为车辆充电。

据CPIA预测,2023年我国钙钛矿新增产能将达到0.5GW和161GW2030年。磁导率方面,预计2023年钙钛矿的磁导率为0.2%,2030年为30%。这一组数字足以说明钙钛矿未来巨大的市场潜力。

新能源市场一直很难控制成本。除了技术变革,其他路线都有些不足。从利润上来说,晶硅路线一直在追求“一体化”,而钙钛矿最有特色的就是只需要单一的工厂来制备组件,省去了硅料、硅片、电池芯片、组件四个环节,大大缩短了生产过程中的耗时,大大降低了能耗和材料成本。

到目前为止,极地光电能源,纳米光电,GCL光电等。都有超过100兆瓦的生产线。在即将到来的2024年,钙钛矿将发起从100 MW到GW级生产线的冲击。随着工业化的临近,光伏产业走到了新旧交替的十字路口。对于“新势力”玩家来说,持有钙钛矿就相当于拥有了开启新光伏机遇之门的钥匙。

先锋常青新能源投资人罗告诉胡玮炜,今年以来,钙钛矿逐渐脱离了“概念热”的阶段,到了商业化的前夜。1m*2m钙钛矿单结组件的效率已经达到18%,未来就看谁能更快的加速产业化进程。

目前钙钛矿还存在一些缺陷,产率远低于量产85%的要求,制约了其商业化应用:

比如钙钛矿材料,易受温度和湿度影响,在室外环境下效率衰减很快。再比如钙钛矿的量产,这是目前最难的问题。虽然钙钛矿在实验室环境和1cm2喷涂的小面积下很容易达到高转化率,但是一旦面积扩大,涂层材料就会因为沉积而变得不均匀。

目前钙钛矿很难通过理论推导解决这些问题,只能从反复实验中检验数据,总结规律。至于钙钛矿能否顺利走上产业化之路,何时能走上产业化之路,还是个未知数。罗孟晓判断,钙钛矿组件商业化的转折点最早要等到2025年。钙钛矿叠层电池将大面积取代晶体硅电池,并至少在2030年前用于集中式光伏场景。

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