国产CSP集热管 何以赢得市场
来源:CSPPLAZA光热发电网
高温真空集热管作为槽式光热发电系统的核心装备,技术含量高,工艺难度大,长期以来,其市场被Schott和西门子两大厂商垄断。虽然当前国内CSP市场尚未启动,但仍不乏CSP集热管的研发生产企业不断涌现,且宣称有能力生产高温热发电集热管的企业数量已经增至20家左右,但整体产品质量和性能良莠不齐,尚有待市场检验。
不同的出身背景
进军CSP集热管领域的企业出身和背景各自不同,大概可以分为三大类别。一是以皇明、力诺、北太所为代表的企业,其依托在中低温太阳能热利用行业积累的技术能力和资金实力,对CSP高温真空集热管投入研发和生产;二是以天瑞星、大成科技、宝光为代表的企业,其依托母公司在集热管制造某一领域,如镀膜方面的关键技术,投入整条CSP集热管生产线的建设;三是以龙腾为代表的新进入的光热发电民营企业,其尝试以CSP集热管为突破口掌握光场系统集成技术。
在当前的CSP市场环境下,不同的企业出身决定了其对CSP集热管业务不同的战略选择。有的企业在太阳能热水器产业兴盛之时,已积累了大量资本,成长为抗风险能力较强的大型企业。有的企业则并无其它产业的雄厚资本支撑,艰难度日。但实际上,资本实力较强的企业在CSP集热管领域的研发和生产投入却并不见得比小企业多,归根结底是因为目前这一业务还很难盈利;相反,那些孤注一掷,在业务上较为单一的CSP集热管厂商在推动CSP技术研发、生产建设方面却要积极很多,它们由于没有更强大的多元化业务支撑,需要赌一个未来。
上表汇总了当前国内的九大重点CSP集热管厂商的产能,九大厂商的总生产能力预计将在未来一年内超过30万支/年,按照每50MW槽式电站需要2万支集热管粗略概算,其总产能将可满足15个50MW即750MW的槽式电站需求,如果再加上深圳唯真、南京三乐电子、国能阳光等其余众多厂商的产能,总产能量将可突破1GW的槽式电站需求。
产能够大并不代表着将在未来赢得市场,真正有能力与Schott这样的国际巨头在集热管品质上相抗衡的,很可能正是出自于在今天投入了全部精力和财力的,目前体量尚小的那些企业。
西门子剥离光热发电业务,Schott在全球光热发电集热管市场占据越来越大的份额。在传统的西班牙市场,Schott集热管占据约69%的市场份额,在北非、中东、印度等新兴市场,其占据几乎100%的市场。对于采购方来说,Schott集热管依然是最值得信赖的产品,即便其价格稍高,海外市场售价约人民币7000元/支,他们也不敢采购价格约5000元/支的国产产品,这主要是由于集热管破损带来的连带损失巨大,一根集热管破损可能造成整个集热回路故障,对项目方来说,他们无法承受这一风险。
这证明了一点,CSP集热管是技术密集度很高的行业,而非以价格取胜。国产集热管在急于以价取胜的同时,应首先考虑的是:自己的产品性能是否已经可以与一线厂商相抗衡。
不同的技术路线
集热管在生产工艺上需要克服三大难题:镀膜、真空以及可伐合金与玻璃的封接。在镀膜和真空方面的技术难度相对较小,目前国内多数厂商已经可以完全掌握。而熔封依然是横亘在国内CSP集热管厂商面前的一道难关。
Schott依托其在玻璃制造领域的技术能力,制造出了膨胀系数能与可伐合金完全匹配的5.0中性硼硅玻璃,实现了完全匹配熔封,并成长为全球最领先的CSP集热管厂商。当前,国内厂商中宣称和Schott走同一条熔封技术路线,并已经生产中样品的企业仅天瑞星一家。天瑞星的CSP集热管已经于2012年8月份获得了DLR的正式测试报告,报告结果显示其热损、光学效率等指标都优于DLR的对照样管。
对于玻璃外管,目前绝大多数厂商依然采用的是3.3玻璃。天瑞星本身并不生产5.0玻璃,其仍需采购其它厂商的5.0玻璃外管。国内当前尚缺乏有5.0玻璃生产能力的厂商,这也是国内大多数厂商无法采用完全匹配熔封技术的一大原因。沧州四星宣称拥有这种5.0玻璃的生产能力,但其性能和品质控制尚待验证。目前力诺等厂商也在研发5.0玻璃,并计划在未来的集热管生产中采用这种玻璃。
封接技术主要有两大类,一是熔封,二是热压封。熔封又分为完全匹配熔封和非匹配熔封。目前除了天瑞星采用完全匹配熔封技术外,也有部分企业采用非匹配熔封技术。国内多数企业多采用热压封技术。热压封是在玻璃和金属封接面之间利用过渡金属材料在高温高压下的表面结合达到真空密封,如北太所即采用这种技术生产CSP集热管。
在Schott与西门子的市场竞争中,Schott后来者居上胜出,这一定程度上可以看作是封接技术的竞争。对于CSP集热管用5.0玻璃的研发,国内玻璃企业投入的并不够多,归根结底还是由于市场,没有市场,就很少有企业愿意投入。如果国内玻璃厂商在5.0玻璃外管方面的生产能力可以与国际厂商相抗衡,预计未来,完全匹配熔封技术将进一步占领市场。
CSP集热管除了有较高技术含量外,其生产工艺的品质控制也是一个不容忽视的难题。当前国内有厂商可以生产出与西门子甚至Schott集热管性能相近的产品,这一点不必怀疑。但问题是,同一批次生产1000支集热管,有多少支符合实际要求呢?或者说其成品率是多少呢?这涉及到对产品的质量控制问题,即便是部分厂商拿样品送检给DLR等权威检测机构,测得的各项指标优秀,也并不能佐证该厂商的产业化生产能力就是合格的。
之所以要强调产品控制,是因为CSP集热管对生产工艺的要求极高,稍有不慎,就将产出大量次品。这将直接拉高CSP集热管的成本。无论是镀膜、封接等关键工艺流程,都需要保证产品的均一性和可靠性。
真正可以经得起国内电站环境下,大规模光热发电项目考验的中国CSP集热管厂商,或许还未出现。这不是集热管厂商的原因,是整个中国CSP市场的原因。在美国开建槽式电站之初到现在,集热管也以经过了数代的产品更迭,产品质量和性能得到一步步地提升。而最终采用的那些集热管,在今天看来或许就是不合格的。但这是发展过程中的必经阶段,国内槽式电站建设,如果要采用国产集热管,或许也必须经过这样的阶段,只有在大的电站项目中实现大规模应用,一个集热管产品的可靠性才能得到最真实地验证。技术发展至今,我们的试错成本可能要低很多。
国内的特殊环境
在中国西部地区建设槽式电站,一直以来,不少业内人士都有担忧。在CSPPLAZA论坛上,曾有人发起讨论“中国西部是否适合建设槽式电站”的话题,讨论热烈。其依据是:中国西部昼夜温差太大,风沙也很大,集热管根本无法受到了快速的温度变化,容易冻裂。风沙侵蚀也可能造成集热管破损。
这是一个不容忽视的问题,认为“可以”和认为“不可以”的讨论者都有些理论依据。最具说服力的还是实地项目验证,而目前,国产集热管在西北地区的项目实地试验还没有结论,对于集热管厂商来说,对国内的电站自然环境应有足够“悲观”的认识,才能出来尽可能“乐观”的结果。
不得不说的还是市场。对于国内CSP集热管厂商来说,他们需要他们的产品有市场,才有信心去投入生产线的建设,这是不少企业的生产线建设缓慢甚至停滞的主要原因。
对于中国的CSP产业来说,需要的不是看似数量众多的集热管企业,需要的只是两到三家拥有成熟技术、工艺、品控能力的集热管企业,在产品方面要可以与Schott相抗衡,在市场方面要比Schott更具价格优势。这样才可以在赢得国内市场的同时,抢占海外市场。