全面升级

光伏智造2018的几个侧写

侧写一产业工人全面升级应对智能制造

乐山,对于光伏人而言,不再只是大佛和美食。

近【jìn】几年【nián】,这里陆续【xù】为业内输送了数千【qiān】名产业工【gōng】人,通威、正泰、晶科等企业都与学校签订了人才定向【xiàng】培养计划。

乐山职【zhí】业技术【shù】学院书记蹇【jiǎn】路告诉笔者,每年中山大学、四川大学【xué】等高【gāo】校都会前来开办讲座,提供技【jì】术支持,开【kāi】阔【kuò】产业高级工人的视野。笔【bǐ】者此次乐山【shān】之行,就见到了中山大学的沈辉【huī】教授【shòu】、四川大学的冯【féng】良【liáng】恒【héng】教授和南【nán】开大学【xué】的孙【sūn】云教授,同时还【hái】有峨眉半【bàn】导【dǎo】体的老专家以及新加【jiā】入到校企合力培养人才的东旭安【ān】轩自【zì】动化等公司。

光伏组件生产线【xiàn】上,已【yǐ】经从十年前的几百人一【yī】个班次变成了约十【shí】人一班,产【chǎn】能【néng】却数倍于以往。降本增效的同【tóng】时用自动化降【jiàng】低产品质量受【shòu】人工的【de】波【bō】动影响,也对【duì】产业工人提出了新的要求。

这些产业工人已经发生了巨大的变化:

随着光【guāng】伏组件【jiàn】、电池生【shēng】产【chǎn】从人工转向自动化,企业的人才也正【zhèng】在【zài】逐【zhú】步【bù】升【shēng】级,从以往“手工匠人”向操作设备、维护设备甚至改进设备的工程【chéng】师转型。

侧写二硬件设施超越实验室的光伏生产线

光伏这个产业很奇怪也很有趣【qù】的地方在于,生产线【xiàn】的【de】设备往【wǎng】往【wǎng】比【bǐ】实验室的好很【hěn】多。中山大学【xué】沈辉教授历【lì】年来培养【yǎng】了50余【yú】位博士生,超过200位【wèi】硕士研究生,这些学生大部分选择在光伏产【chǎn】业工作。他告诉笔【bǐ】者:“基本每个学生【shēng】都【dōu】是几百片【piàn】硅【guī】片堆出来的【de】。”但他【tā】也【yě】看到【dào】,光伏企业在研发【fā】高潮【cháo】时【shí】,每天就要【yào】用掉几百块。“同时企业的生产设备【bèi】更【gèng】新换代速度也太快。”沈辉教授说,所以后来中山大学与天合光能等国内【nèi】领先的光伏企业展开了【le】深【shēn】入的研发【fā】,将研发工【gōng】作放到【dào】生【shēng】产线上。

不只是中国,全球光伏产业的研发都是如此。


9-21-5日于威海【hǎi】召开的国际顶级光伏技【jì】术【shù】论坛【tán】PVPMC会议【yì】结【jié】束【shù】后,Solarbe索比光【guāng】伏网组织国【guó】外专家参观了【le】日托、协【xié】鑫和安轩自【zì】动化控制。在【zài】看到中国【guó】光【guāng】伏极高的自动化程度和通过智【zhì】能机器人解决运维【wéi】问【wèn】题时【shí】,国外专家连呼“Amazing!”,并向笔者【zhě】表示未来要更频繁的与中国展开互动与交流。

侧写三中国在引领光伏产业的技术进步

“领【lǐng】跑者代【dài】表了未来技术的发展方【fāng】向,国家可能都没有意识到,中国已经变成光伏产业的圣地,我们做什么,日本、欧美都在学。”陈【chén】刚,全球【qiú】最【zuì】大【dà】的【de】光【guāng】伏【fú】电池厂商之一【yī】,也是【shì】全球最大的PERC电池【chí】厂家——爱旭太阳能(简【jiǎn】称“爱【ài】旭”)董事长,用一个最简单的【de】方式来判【pàn】断中国【guó】光伏技术在全球的地位【wèi】: “我也是【shì】最近才意识【shí】到:中国的光伏【fú】技【jì】术已经引【yǐn】领世界了。以前【qián】我们有【yǒu】新【xīn】产品和国外客【kè】户【hù】谈,他们根本不听【tīng】,尤【yóu】其是比较保守的日【rì】本客户,坚【jiān】持着自己的标准和产【chǎn】品【pǐn】需求【qiú】。”但随着【zhe】中国光伏制【zhì】造【zào】的飞速进【jìn】步,这些年日本【běn】客户对中【zhōng】国光伏新技术从“不相信”到“两三【sān】年”接【jiē】受期,再到【dào】“三个月”。“韩国这些国家要更快【kuài】。”这也是陈刚在内的【de】中国企【qǐ】业敢于投资高效产能的最【zuì】大底气。

“中【zhōng】国光伏产业【yè】在过去十【shí】几年里一【yī】直【zhí】保持着【zhe】技术和产能【néng】的飞速进步,能跟【gēn】上甚至【zhì】跑在前【qián】面很不容易。”他以台湾企业为例【lì】:一【yī】直以来,台湾电池企业都是高效【xiào】率、高品质的代表,而【ér】且售价【jià】也一直比大陆的高。

但这种情况,却在近几年发生了急遽的变化。

2015年,中国大陆推【tuī】行了领跑者【zhě】计划,光【guāng】伏产业【yè】“技术【shù】锁【suǒ】定”效应被打破。几番寒暑,中国光伏企业在短短数年完成了从产能领先【xiān】到技术领先,凡是没有更【gèng】新技术【shù】、更低成本、更高品【pǐn】质的电池企业【yè】都濒临【lín】倒闭或已经倒闭。整个光伏产业几十万【wàn】人做制造,整个行业【yè】过百万人,大量【liàng】的资源【yuán】、技术、人力资源去提升。河水【shuǐ】涌去,汇成【chéng】滔【tāo】滔大河。


目前爱旭【xù】高效PERC电池平均【jun1】转化【huà】效【xiào】率21.85%,正面功率310W,背面效率超过210W,而在2018年初,正面量【liàng】产效【xiào】率还是21.5%,预计在【zài】2018年底,年【nián】底量产效率达到【dào】22%。陈刚认为能源局的“领跑【pǎo】者”计【jì】划极具战略眼光【guāng】,同时【shí】从商业和技术的角度都提【tí】供【gòng】了很好的发展【zhǎn】路径,把市场给好的技术,再以成【chéng】熟的【de】技【jì】术反【fǎn】哺市【shì】场。“这样的政策,不只是【shì】光伏,各行业都应【yīng】该学习。”

另外一【yī】个改变【biàn】是国外设备厂商对中国企业的态度:过【guò】去国【guó】外设备企业【yè】对【duì】于中国光伏【fú】公【gōng】司提【tí】出的意见接受度很【hěn】低,而现在越来越多的国外工程师在中国驻【zhù】厂办公【gōng】。“而且我们每次【cì】提【tí】出技术修【xiū】改意见,他们都很【hěn】兴奋。”陈刚说,“在别的【de】国家很难有【yǒu】这样【yàng】的完整产业链,这样好的【de】实践机会。”

“现在,我们只【zhī】要以价值为导向就可以了,做正确的事情,客户【hù】自【zì】然【rán】会认可。”

溯源

制躁-质造-智造

但如【rú】果将【jiāng】时间轴拉到2008年,你会发现彼时【shí】的【de】中国光【guāng】伏与现【xiàn】在的领先地位差异【yì】迥然。

中国光【guāng】伏【fú】在【zài】一开始就以欧【ōu】美为主要市【shì】场,接【jiē】受相对更【gèng】严格的检验【yàn】,但很长一段时间里仍然【rán】被认为是【shì】低质【zhì】、粗放【fàng】制造的产物。尤其是【shì】光伏早期发展偏资源化,在硅料价格高【gāo】昂的时候,中国可以用人【rén】工分选,多晶硅价格【gé】最高的时【shí】候,米粒大小【xiǎo】的【de】硅废料在中国都可【kě】以用人工分选。

“早【zǎo】期德国杂志还刊登过【guò】文【wén】章,说中国工人【rén】的手套掉到组件里面去【qù】了。”黄强博【bó】士,东方日升【shēng】CTO,跟笔者讲了一个真【zhēn】实的段子:“2007年我刚【gāng】回国【guó】,发现【xiàn】国内大部分企业的质量和生产控制都【dōu】是凭感【gǎn】觉而非数【shù】据。有次一位业内人【rén】士【shì】指【zhǐ】着一片硅【guī】片问我【wǒ】,黄博士【shì】你看看这硅片做成电池效率是多少【shǎo】?”黄【huáng】强感到很【hěn】崩溃,“这个不【bú】用设备检测就【jiù】能看出来?”

对方不满道【dào】:“你这个博士【shì】是不是假【jiǎ】的哟。”

现在全球前十的光伏组件企【qǐ】业几乎都是【shì】中【zhōng】国公司,但在十年前,仍然是Qcells和夏普这些国外企业【yè】引领【lǐng】行业,黄【huáng】强曾与某家【jiā】海【hǎi】外大厂【chǎng】交流,对方直言:中国对光伏【fú】懂得不【bú】太多。

隆【lóng】基乐叶产品营销总【zǒng】监王梦松博士指出:早【zǎo】年光伏产业【yè】缺【quē】乏完整的【de】体系标准,2008年起,一大批半导【dǎo】体人才进【jìn】入光伏,参照半【bàn】导体建立光【guāng】伏【fú】质量标准。

SEMI在这个阶段也活跃在【zài】光伏【fú】行业,组【zǔ】织了许【xǔ】多标准方面的工作。几【jǐ】乎与【yǔ】此同时,国际顶【dǐng】级第三方【fāng】认证机【jī】构,TUV南【nán】德也进入中【zhōng】国。这些机构的【de】参与,从标【biāo】准和质量两方面提升了产业发展【zhǎn】。

2009年,黄强找到英利【lì】CTO宋登【dēng】元和阿特斯组件技术【shù】高级总监唐应堂,提出【chū】牵【qiān】头【tóu】做光伏的国际标准【zhǔn】,得到了业内的热烈响应,越来【lái】越多【duō】的厂家参与【yǔ】,常【cháng】常召【zhào】开相关【guān】的电话会【huì】议对标准和质【zhì】量进行讨论。同年,TUV南德完成了在【zài】中国的首个光【guāng】伏组件出后验货项目,并发【fā】布了TUV认证证书【shū】。

经过多【duō】方共同奋【fèn】进,那两年的【de】光伏质【zhì】量【liàng】有了【le】巨【jù】大提升。2010年,德【dé】国《明镜》周刊盛【shèng】赞中国光伏质量【liàng】,而且在【zài】新加坡【pō】出版的《李【lǐ】光耀:新加坡赖【lài】以生【shēng】存的硬道理【lǐ】》一书中【zhōng】,这位新加坡国父与盛赞【zàn】中国光【guāng】伏产【chǎn】品达到和德国【guó】相同质量(后续新加坡还陆续出台了一些光伏应用发展计【jì】划)。

2010年,可以认【rèn】为【wéi】是中国光伏制造水平【píng】的一个分水岭,渡过此【cǐ】前初生且浮【fú】躁的阶【jiē】段,光伏产【chǎn】业开始【shǐ】迈【mài】向成熟。

TUV南德大中【zhōng】华区智能电力与光伏部【bù】副总裁【cái】许海亮认【rèn】为【wéi】中国【guó】光【guāng】伏制造水准提升如此之快的原【yuán】因可【kě】以从人【rén】才、市【shì】场驱动、政策驱动、竞争驱【qū】动和企【qǐ】业【yè】家质量意识提升五个方面【miàn】。“这几【jǐ】个因素【sù】综合影响【xiǎng】,为我【wǒ】们这【zhè】个行业培养了非常【cháng】多的质量管【guǎn】理人才,不过他们大部分在幕后勤勤恳恳的工作,光伏【fú】行业的发展,和他们是分不开的。”他说。

但新的问题随之而来。

2010年后,中国光伏组件产能全球第一,逆变器也初露峥嵘。

但【dàn】随着光伏从德国市场扩散到全球,更多样性、更【gèng】恶劣的气【qì】候与环境【jìng】等待着光伏产品经【jīng】历考验。要知道【dào】,德国和更早【zǎo】的日【rì】本市场可以说是全球光伏应用【yòng】环境最温和【hé】的地区【qū】,无过强【qiáng】紫外线,无【wú】过强的盐雾、湿热等问【wèn】题,而中国、澳大【dà】利亚【yà】等地区的【de】应用环境更复杂,欧【ōu】洲标【biāo】准出现了【le】“水土不服”的【de】情况。

此【cǐ】外,由【yóu】于2008年以前多晶硅【guī】紧缺,受制原料问题,组件衰减【jiǎn】问题【tí】开始在这【zhè】阶段频发。

9-21是TUV南德进入中【zhōng】国十周年。他们做了一个“TUV南德时光轴”,有趣的是,从这【zhè】个“大事记【jì】”一般的时光【guāng】轴【zhóu】中【zhōng】,可以通过【guò】检测和标准的发展看到【dào】行业的进步和彼时产业【yè】出现【xiàn】的问题。2011年至2015年【nián】间【jiān】,TUV南德【dé】的发展轨【guǐ】迹几乎与行业发展【zhǎn】遇到新的【de】“痛点”重叠。

2011年间【jiān】,TUV南德建立了中国大【dà】陆【lù】首【shǒu】家CB实验室【shì】,免去中国组件【jiàn】厂商漫长的送检之苦【kǔ】。

2012年在日本市场再次启动后,为客户完成JET认证,并于同年【nián】发放【fàng】了首【shǒu】张PID证书和组件功率测【cè】试体系评【píng】估证【zhèng】书。其【qí】中PID证书一事后来被业内认为【wéi】具备【bèi】市场【chǎng】前瞻【zhān】性。

王梦【mèng】松指出:“在【zài】2013年之前,整个行业对PID缺【quē】乏【fá】概念,那时PID只存在于文【wén】献,没有得到组件企业【yè】真正重视,2013年国内和海外集【jí】中爆【bào】发了PID事【shì】件,对行业是一个教训。”当时光伏【fú】行业【yè】对PID效应机理了解不够【gòu】,也不知道改善方向。后【hòu】来通过大量【liàng】研究工作,通【tōng】过镀膜、热氧工艺和封装【zhuāng】材料改进,以及【jí】系统端的优化,产业实【shí】际上实【shí】现【xiàn】了再次飞跃。在这个【gè】阶段,第三方机【jī】构【gòu】作为【wéi】外部控制质量的阀【fá】门,对行业【yè】起到了很好的【de】引导作【zuò】用,宣贯材料重要性以及【jí】产品【pǐn】要考虑长期可靠性,电池和组【zǔ】件厂家【jiā】强化【huà】内控体系,普遍【biàn】加强了质【zhì】量检验,通过内外协力【lì】,光伏制造的【de】工艺大大加强。

到2015年【nián】,基【jī】础【chǔ】已经打好的光伏【fú】企业一直在【zài】修修补补,应对一些新出【chū】现的挑战【zhàn】。

而随着【zhe】领跑者计划启动之后,光伏产业真正步入了“智造【zào】”阶【jiē】段。从TUV南德的时【shí】光轴可以看【kàn】到,2015年至今,光伏企业在【zài】与【yǔ】第三方【fāng】机构筹【chóu】备【bèi】叠瓦、HIT、智能组【zǔ】件等高效技【jì】术,进行水上光伏、双面组件的【de】检测【cè】与实证,光伏跟【gēn】踪【zōng】系统和储能项目也在【zài】期间【jiān】得到了长足的发【fā】展。

谈到【dào】这里【lǐ】,王【wáng】梦松也有同陈刚【gāng】一样的感慨【kǎi】:“2012年我和日本客户介绍一款新产品要【yào】2年【nián】,测【cè】试完可能产【chǎn】业都开【kāi】始发展下一代【dài】技术了【le】。现在整个【gè】行业对中国推出的新产品接受速度非常快,我们推【tuī】一种新组件,他【tā】们会【huì】马上就要。”他【tā】认为,光【guāng】伏产【chǎn】业体系【xì】相比十年前更【gèng】加成熟,同时生产【chǎn】线上国产设备比例【lì】越来越高,以前组件【jiàn】串焊机,电【diàn】池丝【sī】网【wǎng】印刷、烧结等设备 都要进口【kǒu】,现在关键设【shè】备都基本已经实【shí】现【xiàn】了国【guó】产化。

从质造迈向智造,中国光伏据此走在了全球前列。

许【xǔ】海【hǎi】亮告诉笔【bǐ】者:“如【rú】果从我们第三方检测认证角度十年【nián】光【guāng】伏制造, 可以认为产业经历了几个阶段【duàn】:第一【yī】阶段是欧洲是主要市场时期,有认证就【jiù】有销路【lù】,有设【shè】备,有产品,有证书,则供不应【yīng】求,企业【yè】在乎的【de】是要尽快拿到证书,证【zhèng】书意识高【gāo】于质量【liàng】意识;到了第二阶【jiē】段【duàn】,国内产能过【guò】剩,企业开发国际市场,竞争加剧【jù】,进入“认证【zhèng】要全”的阶段,认证全则目标【biāo】市场多,比如靠【kào】MCS证书进入英国,靠CEC列名进入【rù】澳洲,靠【kào】JET进入日本,认证的印记实【shí】际上是国际市场【chǎng】发【fā】展的印【yìn】记;第三阶段是【shì】质量驱动【dòng】认证【zhèng】的【de】阶段,随【suí】着质量问题的凸【tū】显,企业自身以及买家需要规避一些已经发现的质量风险,对某【mǒu】类【lèi】证书提出更多【duō】诉【sù】求,例如【rú】“PID”证书,盐雾氨气证书,这【zhè】是光伏应用场【chǎng】景多元化对质量【liàng】提出的更高【gāo】要求;第【dì】四【sì】阶段是全面【miàn】质量【liàng】要【yào】求,这【zhè】个时期买家除了提出需要证书,有更多的品控手段,例如监造、现场验收、电【diàn】站【zhàn】检测等等【děng】,行业要【yào】通过质量提升【shēng】来保障收益,其实【shí】是【shì】到【dào】了【le】精【jīng】细化管理的程度;而还【hái】有一【yī】个【gè】特点是贯穿【chuān】所有阶段的:低【dī】成本【běn】材料【liào】的应用、自动化【huà】程度【dù】的提【tí】升以【yǐ】及电池效率【lǜ】的提升,而每【měi】一次此类【lèi】变化,都需【xū】要认证与检测来验证产品【pǐn】的【de】可靠性。”

实际上,在每个【gè】阶【jiē】段第【dì】三【sān】方机构的【de】角色也【yě】不【bú】相【xiàng】同。早期【qī】第三方机构是一道通向欧洲市场的“阀门”,过【guò】渡掉产业大潮【cháo】中繁多的“杂质”,让市场不致变【biàn】得浑浊【zhuó】不堪;后【hòu】来则【zé】成为企【qǐ】业证明实【shí】力的”名片“;第三阶段更【gèng】多的帮助企业进行前沿技术或新出现【xiàn】问题【tí】进行探【tàn】索;到【dào】现在则变成了企业追求品【pǐn】质时的“助手”。

从“监管”到“协【xié】助【zhù】”,第三方机构【gòu】职能的转【zhuǎn】化最能说明中国光【guāng】伏的技术进步。

方向决定终点

选择技术与阵营将决定谁是胜利者

从下半年走访的企业【yè】来看,今明两年惨烈的市【shì】场博弈【yì】将奠【diàn】定未【wèi】来三五年的市【shì】场【chǎng】格局。

采访黄【huáng】强的一个额【é】外福利是【shì】你永【yǒng】远不会觉得冷场和无【wú】聊,他【tā】思维敏锐,且善于归纳总【zǒng】结。

(笔者个人认【rèn】为这段话对很多光伏【fú】老【lǎo】板来说,值【zhí】一个亿,强烈建【jiàn】议看看【kàn】。)

黄强认为【wéi】:在过去十【shí】年的光伏制造【zào】发【fā】展中【zhōng】,德国、美国【guó】和日本都走了错误的路线。“光伏的【de】核心问题是度电成本,同时也存在摩尔【ěr】效应,规【guī】模越大,成【chéng】本越低。”

“德【dé】国是非常严谨的民族【zú】,什【shí】么【me】都希望做到自动化【huà】。他们自动化程度太【tài】高,但在光【guāng】伏产业却不适用。光伏【fú】产业【yè】一直发生变化,而自【zì】动化【huà】的东【dōng】西变化很难。在中国,自动化是一段一段的,因此改【gǎi】进升【shēng】级都非常快。我曾经参观过【guò】德国企【qǐ】业,产品非常漂【piāo】亮,但【dàn】就是效率上不去。”

有一年【nián】,黄强去硅谷,水星新【xīn】闻较傲【ào】慢的问【wèn】他:“中国光伏【fú】有创新吗【ma】?”黄强说产业特性不一样。“美国的创业公司我见了很多,他们一【yī】直醉心【xīn】于颠覆【fù】性【xìng】的创新【xīn】。这些【xiē】公【gōng】司兴起衰落都以一个【gè】特点:希望通过【guò】技术颠覆把别【bié】人【rén】都【dōu】打死成为单一独【dú】角【jiǎo】兽。但这与行业的规模效【xiào】应相违背。相反中国目前较【jiào】难做从0到【dào】1的创新,但从【cóng】1做到100,中【zhōng】国最强。最重要一点是,光【guāng】伏产业【yè】在技术领先和【hé】成本导向上,往往是成本导【dǎo】向占优,因【yīn】为到【dào】目【mù】前【qián】,光伏行【háng】业每年效率提【tí】升【shēng】大约在【zài】0.5%左右,而不是从【cóng】20%一下子提升到40%,技【jì】术有【yǒu】它的天花板。”

“技术【shù】没【méi】有实【shí】现【xiàn】规模【mó】化,几乎没有【yǒu】颠【diān】覆产业的可【kě】能。我们设想一下三洋的【de】HIT技术【shù】如果早几年通过合理【lǐ】的方式【shì】共享,日方抽【chōu】取费用【yòng】,能通过全球合作促进【jìn】技术【shù】降本。而现在,PERC技术因为玩家众多,也挤压【yā】了HIT技术的市场。”黄强谈起东方日【rì】升的技术路线选择时【shí】,认为应遵循两个规律:“第一符合趋【qū】势,第二要形成行业【yè】规模。”东方日升的双面钝化技术【shù】不仅没有保密,反而【ér】和业内进行【háng】了很多的沟通。“我们是建议【yì】大家都做,规【guī】模做上【shàng】去,要【yào】看到未来【lái】五【wǔ】年再做今年的【de】决定。”

黄强谈起【qǐ】2017年12月选择技术路线时【shí】的纠结【jié】:“我【wǒ】们当【dāng】时纠结了很久,最后【hòu】认为国内【nèi】重要的厂【chǎng】家会跟进才下定决心。”

阳光电源董【dǒng】事长曹仁贤也在【zài】思考下一代光伏产业【yè】的形【xíng】态会是如何,这位产业【yè】领【lǐng】袖认为光伏正在逐步【bù】进入平价,与此同【tóng】时要面对与其它非清【qīng】洁能源竞争【zhēng】,也要【yào】与其它【tā】清洁能【néng】源竞争,要提供更便宜更【gèng】便利的能源同【tóng】时,客【kè】服清【qīng】洁【jié】能源不稳定、低效和占用面积较大【dà】等问题。


“面对未来,阳光电源仍然会坚【jiān】持【chí】技术实力派这一特【tè】征。”曹仁贤说,“我们【men】希望通【tōng】过不断【duàn】创新【xīn】,超【chāo】越客户的【de】期望。”

阳光电源已【yǐ】经将目光聚焦在新的【de】先进系【xì】统技术推广【guǎng】上,在1500V系统和超配等新【xīn】系【xì】统技【jì】术方【fāng】面为行【háng】业鼓呼。为此【cǐ】还【hái】做了许多吃力不讨好的工作。“很【hěn】多人说,你们傻啊,企【qǐ】业采用超配,实【shí】际上是【shì】相当于逆变器采购【gòu】量减少了。”曹仁贤说,“但我觉得如果【guǒ】90台就够【gòu】了的时候,为【wéi】什么非要让客户买100台【tái】?利【lì】用客户不专业来透支客户的行为【wéi】要不得。”

最【zuì】后他指出,系【xì】统集成技术进步【bù】同样会【huì】带来产业的【de】巨大变革,1500V和72片组【zǔ】件等更【gèng】能降低成本【běn】的技术一定会影【yǐng】响到上游制造业。

“迫在眉睫。”他强调。