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光伏热场碳纤维保温材料行业市场需求及发展趋势预测
发布日期:2024-06-18 15:31:13

光伏热场碳纤维保温材料行业市场需求及发展趋势预测

1、光伏热场概述

光伏热场系统是光伏晶硅制造的主要场所,根据生产晶硅种类的不同,可分为单晶拉制炉热场系统和多晶铸锭炉热场系统,单晶拉制炉热场系统主要用于光伏级单晶硅长晶、拉制过程,多晶铸锭炉热场系统用于光伏级多晶硅铸锭。生产单晶硅和多晶硅需要将硅料温度保持在1,400℃以上且保持合理的炉内温度分布,热场温度及分布会显著影响晶硅的生长效率和品质,因此光伏热场系统对保温材料的热稳定性和使用温度要求极高。常见的有机保温材料、无机保温材料和金属保温材料无法在上述极端高温环境下稳定使用,最高使用温度超过 2,000℃以上的碳纤维材料是该领域的首选保温材料。

2、光伏热场碳纤维保温材料发展历程

2015 年以前,国内碳纤维保温材料市场主要被德国西格里、美国摩根、法国美尔森、日本吴羽株式会社为代表的国外企业占据,国内企业主要生产 PAN 基碳纤维保温材料和沥青基碳纤维保温材料,生产黏胶基碳纤维保温材料的企业较少,同时产品生产效率较低,价格较高。

2015 年以后,以弘昌新材为代表的国内企业通过自主研发逐步掌握了石墨软毡及石墨硬毡保温材料生产技术,同时向产业链上游布局,引入碳纤维原丝编织针刺环节,凭借技术研发创新和垂直一体化产业链布局逐步提升产品性能和成本竞争优势。在光伏热场碳纤维保温材料领域实现国产化生产,填补了技术空白,国内企业目前已成为国内光伏热场使用碳纤维保温材料的主要供应商。

光伏热场碳纤维保温材料发展历史

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3、光伏热场碳纤维保温材料需求分析及前景预测

在全球“碳达峰、碳中和”的背景下,各国认识到清洁能源和低碳化的重要性,将可再生能源作为实现碳中和的关键途径。光伏发电由于经济性强、资源丰富,正在全球能源转型中扮演越来越重要的角色。

近年来全球和中国光伏新增装机量快速增长,2023年全球光伏新增装机量为 411GW,近五年复合增速达 31.13%2023 年国内光伏新增装机量达216.88GW,近五年复合增速达 37.42%。随着光伏发电降本增效稳步推进、终端应用场景多样化,全球及中国光伏装机容量将保持增长态势,预计 2024 年全球光伏新增装机量将达 474GW

全球及中国光伏新增装机量

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硅片是制造光伏组件的主要原材料,受益于中国光伏硅片厂商的技术进步和大幅扩产,近年来中国硅片产能和产量在全球硅片产能和产量中占比逐步提升,目前已占据绝对领先地位。2022 年末,全球硅片总产能约 664GW,同比增长 60.2%,中国硅片产能约 650.3GW,占全球总产能的比重为 97.94%。全球硅片总产量约 381GW,同比增长 63.6%,中国硅片产量达 371GW,占全球总产量的比重为 97.43%,根据工信部数据,2023 年中国硅片产量达 622GW

光伏行业的快速发展为光伏热场隔热保温材料等相关耗材行业创造了增量需求。随着光伏行业硅片产能的快速增长,我国光伏热场碳纤维保温材料的市场需求逐年增加。

4、光伏热场碳纤维保温材料市场发展趋势

1)下游光伏晶硅扩产持续拉动光伏热场碳纤维保温材料需求

近年来随着光伏行业的快速发展,光伏晶硅制造企业纷纷投资扩产单晶硅拉晶炉及相关配套项目,一般项目建设周期约 2-3 年,晶硅扩产产能的逐步释放和对上游耗材的持续消耗将带动光伏热场碳纤维保温材料需求的快速增长。

2)光伏硅片技术路径变革促进热场碳纤维保温材料升级换代

下游技术路径的变革促进了光伏热场碳纤维保温材料产品类型的升级换代,对产品品质也提出了更高的要求。

根据晶体取向不同,硅片可分为单晶硅片和多晶硅片两大类。目前光伏硅片已完成了从多晶硅产品为主向单晶硅片产品为主的转换,2022年单晶硅片市场份额占比达 97.5%。单晶硅拉晶较多晶硅铸锭能耗更高,2022年多晶硅铸锭环节能耗约8.0kWh/kg-Si,单晶硅拉晶环节的平均能耗约 24.4kWh/kg-Si,单晶硅生产厂商对热场保温材料的保温性能也提出了更高的要求。由于黏胶基碳纤维毡的保温性能优于聚丙烯腈(PAN)基碳纤维毡,因此在二者价格差异逐渐缩小的背景下,黏胶基碳纤维毡将逐步替代聚丙烯腈基碳纤维毡,成为主流的光伏热场隔热保温材料。

根据掺杂元素的不同,光伏单晶硅片可分为 P 型单晶硅片和 N 型单晶硅片,与 P 型单晶硅片相比,N 型单晶硅片具有更高的光电转换效率,是未来技术发展趋势。预计2023 2030 N 型电池占比逐步提升。由于 N 型单晶硅片对纯度要求高于 P 型单晶硅片,对光伏热场碳纤维保温材料产品的纯度等要求也逐步提升,对生产企业的产品品控和新品研发能力提出较高要求。

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