美、加两国计划加大光伏玻璃产能

随着光伏组件需求的快速增长，光伏玻璃供应商开始加大投资以增加光伏玻璃的产能。在北美地区，光伏玻璃制造工厂如雨后春笋般涌现，有些工厂采用了创新的方法以确保竞争力，例如采用可回收材料。

2024年3月中旬，计划进军美国南卡罗来纳州市场的加拿大光伏组件制造商Silfab Solar公司表示，将从美国光伏组件回收商Solarcycle公司采购使用回收材料制造的光伏玻璃。Solarcycle公司计划在佐治亚州投资3.44亿美元建造一座光伏玻璃工厂，并使用可回收的光伏组件材料生产。

Solarcycle公司首席运营官Rob Vinje日前在接受行业媒体采访时表示：“我们对国内光伏制造业的巨大增长潜力充满期待，这不仅将为美国创造大量就业机会，还将进一步推动光伏行业的蓬勃发展。”

光伏玻璃的需求随着全球经济增长而快速增长

市场情报机构Rethink Technology Research公司的分析师Andries Wantenaar表示：“全球对光伏玻璃的需求强劲，这一市场正呈现出价格相对稳定且持续增长的态势。”他指出，中国光伏制造业在2023年出现了66%的增长，而在中国以外的国家和地区的光伏制造业的增长速度更为迅猛，光伏组件产量从2022年的65GW增长到2023年的130GW左右，实现了翻倍的增长。

Wantenaar说：“对于光伏玻璃制造商来说，中国以外的市场蕴藏着巨大的增长潜力，这与欧美多晶硅制造商所面临的困境形成了鲜明对比。他们的客户是中国的硅片制造商，而这些硅片制造商现在更倾向从国内的多晶硅制造商那里购买价格更低的产品。”

Wantenaar表示，玻璃材料的价格相对稳定。他说，“光伏玻璃的价格至少在十年内将保持高位。这是因为它是一种技术成熟且广泛应用的产品。需要注意的是，玻璃是一种能源密集型产品，这是其成本结构中的一个关键因素，也是中国在全球光伏玻璃市场中占据主导地位的原因之一。”Wantenaar估计，中国在全球光伏玻璃市场的份额高达约90%，这一比例甚至超过了其在全球光伏组件市场80%的份额。

双面光组件成为主要市场趋势

Wantenaar认为，随着原材料成本的不断下降以及双面光伏组件逐渐成为市场主流，光伏玻璃在未来光伏组件成本结构中的占比将显著提升。

他解释道：“从中国光伏组件制造业的产能来看，双面光伏组件的市场份额已经超过50%，并且将持续增长，到2030年可能达到75%。”

双面光伏组件通常采用的是两块厚度约为2毫米(部分甚至达到1.6毫米)的玻璃板，这与传统光伏组件所使用的3.2毫米玻璃板形成了鲜明对比。然而，使用更薄的玻璃板可能意味着需要采用不同的热强化工艺，这在一定程度上对光伏组件的质量提出了挑战。

针对这一趋势，美国能源部旗下的国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员正积极研究双面光伏组件的市场动态及其耐用性，以确保该技术在成本效益与长期可靠性之间达到最佳平衡。

美国国家可再生能源实验室(NREL)的光伏系统可靠性和系统性能小组负责人Teresa Barnes指出：“薄型玻璃的设计初衷主要是为了优化运输和物流效率，而并不是单纯追求现场使用的耐用性。”

作为美国能源部资助的耐用光伏组件材料研究联盟(Duramat)的负责人，他进一步补充说：“从历史角度看，多晶硅光伏组件通常采用轧制工艺和铝层覆盖的玻璃制成，而薄膜光伏组件则选用了厚度为2毫米或3毫米的无锑浮法玻璃。尽管制造更薄的玻璃在技术上是可行的，但由于高温回火的过程，其生产工艺将变得更为复杂和精细。”

这可能是因为北美市场制造的玻璃与其他地区的机械要求不同。Barnes说：“冰雹等极端天气可能意味着美国安装的光伏组件需要更厚的钢化玻璃。”

欧洲同样也有类似的趋势。

德国玻璃制造商Interfloat公司总经理Martin Zugg指出：“当前的趋势是探索并开发利基市场，尽管这些市场目前很难找到，但我们观察到光伏玻璃制造商正在不断开拓新的利基市场，例如需要更厚玻璃以应对冰雹的防冰雹的光伏组件、屋顶集成光伏组件和建筑集成光伏系统。”Interfloat公司现在是印度Borosil公司的子公司。

Interfloat公司每年生产可以组装2GW光伏组件的光伏玻璃。该公司生产的玻璃厚度从2毫米到6毫米不等，具有传统尺寸、定制尺寸和特殊要求尺寸。

他表示示，制造光伏组件使用较厚的玻璃可以给本土玻璃制造商带来更多的市场机会，并降低运输相关成本。

Barnes说，“玻璃是一种运输成本很高的材料，而其物流成本、运输成本和存储成本通常由光伏组件制造商支付。”

First Solar公司带来的市场效应

截至2023年9月，美国薄膜光伏组件巨头First Solar公司正在扩大产能，薄膜光伏组件的年产量为13GW，并计划在2026年实现全球年产能达到25GW的目标，其中在美国本土的年产能为14GW。

该公司这种扩张正在引发玻璃制造商的投资，为其提供薄膜光伏组件所需的浮法玻璃。玻璃制造商NSG集团和Vitro Architectural Glass公司宣布与First Solar签署合同并提供产品。

据报道，法国材料制造商Saint Gobain公司在印度泰米尔纳德邦的一家工厂也将投产，将为First Solar公司供货。

2023年11月，NSG集团表示将在俄亥俄州增加透明导电氧化物(TCO)涂层玻璃的产能，为First Solar公司供应产品，并计划在2025年初实施这一举措。NSG集团生产薄膜光伏采用的TCO镀膜玻璃已经有25年以上的历史。

NSG集团北美建筑玻璃和光伏产品集团负责人Stephen Weidner表示，“全球光伏市场每年都在扩大，并且投入更多的资本和更多的资源。我们在全球范围内看到了这种趋势。”

Weidner表示，“光伏玻璃正变得越来越重要。在10年前，北美平板玻璃市场的供应量几乎为零，如今占全球总供应量的10%到15%。我们的目标是与市场一起成长。这意味着到2024年底，我们将在北美地区拥有三条专门用于光伏领域的浮法玻璃生产线，另外，我们在越南拥有两条生产线，在马来西亚还有一条生产线，我们早些时候将其从建筑玻璃转换为TCO镀膜玻璃。”

Vitro Architecural Glass公司在美国也增加产能，为First Solar公司供应产品。2023年10月，该公司宣布扩大与First Solar公司的合同规模，并计划在宾夕法尼亚州投资一家工厂，以及改造现有的光伏玻璃生产设施。该公司在一份声明中表示，由于美国的近岸效应，预计该公司的光伏玻璃业务将会大幅增长。

《通胀削减法案》的影响

除了对First Solar公司及其日益增长的玻璃供应链产生深远影响之外，美国《通胀削减法案》(IRA)等政策措施也极大促进了晶体硅制造业的投资。在这样的背景下，加拿大光伏玻璃制造商Canadian Premium Sand (CPS)公司宣布计划建设一座光伏组件板玻璃生产工厂。该公司计划在加拿大曼尼托巴省的塞尔柯克(Selkirk)建设这座工厂，主要生产厚度为1.8毫米至4毫米的光伏玻璃组件盖板，预计年产量将支持6GW的光伏组件生产。

CPS公司开发主管Anshul Vishal表示：“在美国光伏制造供应链回流的强大推动下，预计到2030年，北美地区对光伏玻璃的需求将达到100GW。”

为了确保项目的顺利推进，CPS公司已经与瑞士光伏组件制造商Meyer Burger、加拿大Heliene公司以及韩华集团旗下的Qcells等公司签订了承购协议。Vishal表示，他们正在与其他潜在的光伏玻璃客户进行深入的承购讨论，并计划在施工前签署更多的合同。

CPS公司需要投资8.8亿加元(6.39亿美元)建立这座工厂并开发硅砂场地。该计划包括安装多条光伏玻璃生产线，包括抗反射和防污涂层生产线，计划在2026年上线运营。

Vishal说：“我们计划建设的这座工厂得到了加拿大各级政府机构的批准，环境许可证已经到位。我们最近在欧洲对沙子等原材料进行测试，这证实了我们能够使用低成本和环保的工艺生产光伏玻璃。”

CPS公司的这座工厂将采用曼尼托巴省的水力发电设施和风力发电设施的电力。Vishal表示，这座工厂位于北美自由贸易协定区内，距离客户有三到四天的车程，这有利于简化运输，减少潜在的供应中断。

CPS公司为了建造这座工厂已经与一个财团签订了合同。其中包括美国玻璃工厂承包商Henry F. Teichmann公司、法国工业工程商Fives集团、意大利玻璃制造设备供应商Bottero公司，以及加拿大矿物加工设备供应商Elrus Aggregate Systems公司和加拿大土木工程商PCL Constructors公司。

回收光伏组件的玻璃材料

与CPS公司一样，Solarcycle公司的光伏玻璃生产工厂的年产能可以组装5GW至6GW光伏组件，但使用的是回收的玻璃，主要是从废弃的晶体硅光伏组件中回收的再生材料。Solarcycle公司首席运营官Rob Vinje表示：“这是我们在美国市场上建造的第一座光伏玻璃工厂。我们目前收到了来自国际玻璃加工设备供应商的报价，而工程、建筑和多个子系统的合同正在与美国供应商进行谈判。”

Vinje进一步强调说：“回收的再生材料不仅具有出色的性能，更重要的是，它能够显著降低能源需求和碳排放。”

这座工厂拥有一条长达800米的玻璃生产线，涵盖热加工和冷加工两大环节。其采用特殊设计的交叉燃烧再生炉可以循环利用废气，显著减少燃料消耗;生产线还配备了热轧加工设备，以及为双玻组件和单玻组件定制的切割、研磨、玻璃回火等工艺。

Solarcycle公司并不是唯一一家希望从回收材料中获益的玻璃供应商。在回收材料利用方面，一些玻璃供应商也展现出浓厚兴趣。CPS公司计划在其产品中融入回收的玻璃，日本的AGC公司和Saint Gobain公司也宣布了类似的项目，将共同推动光伏行业的绿色转型。