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基于STP营销理论探析铜铟镓硒薄膜太阳能电池的市场营销策略

2020-10-27高锋中国节能减排有限公司

环球市场 2020年20期
关键词:电池组电站薄膜

高锋 中国节能减排有限公司

步入21世纪,全球经济飞速发展,对能源的需求越来越大,大量化石能源的消耗,致使一次能源逐渐枯竭和全球气候变暖的问题日益严重,如何满足未来持续增长的能源需求成为全球面临的重要问题。新能源的研究成为21世纪重要领域之一,在各种新能源中,太阳能具有清洁、安全、取之不尽、用之不竭等明显优势,已成为全球增长最快的新能源,太阳能发电已越来越受到市场的认可和追捧,太阳能成为绿色能源应用的一种趋势。

目前,市场上普遍应用的组件是晶硅太阳能电池,各组件厂商市场竞争已进入白热化阶段,而薄膜电池行业还处于发展初期,市场份额远远低于晶硅电池。但薄膜电池具有晶硅电池无法比拟的优势,尤其是铜铟镓硒薄膜太阳能电池,未来将具有广阔的市场应用空间。

本文将通过STP营销理论,对光伏市场进行细分,针对铜铟镓硒薄膜太阳能电池的独特属性选择合适的目标市场,并对产品进行市场定位,探析符合铜铟镓硒薄膜太阳能电池的市场营销策略。

一、太阳能电池的发展

太阳能是一种非常理想的清洁、可再生的新能源,其蕴藏的能量非常丰富,每秒钟照射在地球上的能量相当于500万吨标准煤,如换算成电能约为3.8×1019MW,可以缓解能源的短缺和环境污染问题。人们利用太阳能的方式主要是通过光电转化,将太阳能转化为电能。自从1954年美国贝尔实验室成功研制出第一块6%效率的单晶硅太阳能电池以来,人类就开启了应用太阳能发电方面的一扇大门。1955年德国西门子实验室首次制备出了砷化镓太阳能电池。之后科学家们开始在太阳能电池技术理论方面和制备工艺方面进行了全面的研究。1958年太阳能电池第一次在航天器上得到应用,20世纪70年代初开始在地面光伏电站应用。随着光伏产业的发展和研发技术、制备工艺的提升,太阳能电池的光电转化效率逐步提高,种类也越来越多。目前,技术成熟的太阳能电池有以晶体硅为吸收层的电池,包括单晶硅和多晶硅,以及以薄膜材料为主的电池,包括多晶硅薄膜、铜铟镓硒和碲化镉等。

二、铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其特点

1953年Hahn等人首次合成了CuInSe2(CIS)材料是铜铟镓硒的早期雏形。1973年铜铟镓硒太阳能电池研究开端于Wagner研究组,至今已有四十多年的历史。铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2,CIGS)是 I-III-VI族化合物半导体,黄铜矿晶体结构,是CuInSe2和CuGaSe2的混晶半导体,通过改变Ga、In元素的含量,其能带值可以在1.04-1.67eV范围内连续可调,铜铟镓硒薄膜具有高可见光吸收系数(~10-5cm-1),理论最高转换效率大于30%[1]。其优点主要有以下几个方面:

(1)节省原材料成本。铜铟镓硒是一种直接带隙半导体,可见光的吸收系数高可达105cm-1数量级,相较于硅基薄膜需要200μm以上的厚度,铜铟镓硒仅需要2-3μm的厚度即可。

(2)光吸收能力强。铜铟镓硒太阳能电池是由其母体铜铟硒(CuInSe)发展而来的,通过调节镓(Ga)的含量,可以使铜铟镓硒电池的禁带宽度在1.04-1.67eV内调整,达到与太阳光谱匹配程度最高的带隙,从而得到理想的吸收层材料。

(3)转换效率高。日本Solarfrontier在玻璃衬底上制备的铜铟镓硒太阳能电池的光电转换效率已达到23.35%。

(4)稳定性好。西门子公司研发的铜铟镓硒电池组件在室外环境应用七年后仍然表现出原有性能,几乎无衰减。日本ShowaShell公司对11kw的铜铟镓硒电池组件发电方阵进行了跟踪研究,测试时间周期为3年,经过分析表明铜铟镓硒组件的光电转化效率没有发现任何衰减[2]。

(5)弱光效应好。铜铟镓硒电池组件对可见光范围内长波和短波的吸收效率高,在太阳光较弱的时间和地区,依然可以正常发电工作。铜铟镓硒电池每天的发电时间长,装机容量相同的情况下,较晶硅电池发电量多10%。

(6)可在柔性衬底上制备。铜铟镓硒薄膜电池可在柔性衬底上制备这一特点大大拓宽了它的应用领域,使其在包括便携式太阳能背包、太阳能帐篷、太阳能可穿戴设备等移动太阳能电源服务领域以及各类太阳能飞行器等领域均有广阔的应用前景[3]。

铜铟镓硒太阳能电池的优势使其具有更广阔的应用空间,适用于大型地面光伏电站、分布式光伏电站、小型户用屋顶发电、大型商用屋顶发电、建筑光伏一体化系统解决方案、建筑材料一体化应用、移动应用等多个领域。

三、光伏市场现状及未来发展

随着各国环保、低碳、节能意识的逐渐增强,以及政策的倾向,光伏发电已越来越受到市场的认可和追捧,光伏成为绿色能源应用的一种趋势。利用太阳能发电将替代部分常规能源,成为世界能源供应的主要方式。根据国际能源署(IEA)预测,预计到2030年全球光伏装机容量有望累计达到1721GW,到2050年将增加至4670GW,发展潜力十分巨大。到21世纪末,可再生能源在能源结构中的占比将达到80%以上,而太阳能发电就占到60%以上。这些数字充分显示出太阳能发电产业的发展前景,以及在能源领域重要的战略地位。

与此同时,我国的光伏发电应用市场也在逐步扩大,在“十二五”期间的年平均装机容量增长率超50%,进入“十三五”期间,年平均装机容量增长率达到75%。截至2019年底,我国累计并网光伏发电容量已达到204.3GW,年度装机容量已连续七年位居世界光伏装机第一大国。

四、铜铟镓硒太阳能电池STP分析

Segmenting Targeting Positioning(STP)营销策略理论是市场营销比较成熟的一种理论,最早由美国营销学家温德尔·史密斯在1956年提出,此后,由美国营销学家菲利浦·科特勒进一步发展和完善,最终形成了成熟的STP理论[4]。包括:一是市场细分。按不同的消费群体将整个市场划分为不同的细分市场。二是目标市场的选择。细分市场后,把选定的一个或者几个细分市场作为目标市场。三是市场定位。选择目标市场后,企业在目标市场中建立企业及其产品的优势地位。上述三部分就构成了市场营销学中的STP 理论[5]。

(一)铜铟镓硒薄膜太阳能电池市场细分

市场细分就是企业根据需求的不同,将整个市场划分成不同的群体,其目的就是将需求相同的客户聚集到一起,利用企业有限的资源,为客户提供高质量的服务。铜铟镓硒薄膜太阳能电池应用市场可以按照地理区域、产品应用领域等方式进行细分。

(1)按照地理区域划分

顾名思义,光伏组件是利用太阳光照射进行发电,因此在阳光充足、照射时间长、太阳能资源丰富的地区,光伏发电项目的发电量越多。根据我国太阳能资源的分布,可将市场划分为四个区域,即太阳能资源丰富区、较丰富区、可利用区和贫乏区。我国太阳能资源分布图如图1所示:

图1 我国太阳能资源分布图

太阳能资源丰富区全年每平米太阳能的辐射量在6700~8370MJ,这相当于230kg标煤燃烧所散发出的热量。太阳能较丰富区域全年每平米太阳能的辐射量在5400~6700MJ,这相当于180~230kg标煤燃烧所散发出的热量。太阳能可利用区域全年每平米太阳能的辐射量在4200~5400MJ,这相当于140~180kg标煤燃烧所散发出的热量。这三个区域约占全国总面积的三分之二以上,全年日照小时数大于2200小时,每平米太阳能年辐射总量高于5016MJ,具有十分良好的太阳能资源。这三个区域以外的地区为太阳能资源贫乏区,其太阳能资源可利用价值较低,一般不适宜推广应用光伏产品。

(2)按照应用领域划分

对于薄膜太阳能光伏组件,主要的可应用领域有大型地面电站、分布式光伏电站、光伏建筑一体化(BIPV)和移动式应用领域。大型地面光伏电站这类市场单个项目的容量规模在30MW以上,是光伏组件主要的需求市场,截至到2019年底我国大型地面电站累计装机容量为141.67GW,占总装机容量的69.34%。客户主要集中在一些能源投资公司和大型的发电企业,客户通过采购光伏组件,建设光伏电站,收入来源有售电收入和国家补贴。这类市场对光伏组件的需求十分大,大多位于地理位置较为偏僻的地区。但由于近年来过快的发展,国家已经在严控大型光伏电站的批复立项,未来市场的发展将受限。分布式光伏电站是一种具有广阔发展前景的能源利用方式,这类应用项目是在用户附近建设,它提倡就近发电、就近转换、就近使用,运行方式为自发自用、余电上网,可以避免电力在长距离运输过程中的能源损耗问题,容量规模一般在20MW以下。相对传统的集中式光伏电站来说,分布式光伏电站直接为用户端提供电能,按照用户的需求就地供应电能,这类项目也是国家大力鼓励和支持的发展方向。2017年是我国分布式光伏发展的元年,开始呈现爆发式增长,2017年分布式光伏新增装机容量是19.44GW,比2016年增加了15.21GW,2018年我国分布式光伏新增装机容量约为20GW,与2017年基本持平,2019年分布式光伏新增装机容量约为12.2GW。BIPV是指将光伏组件作为建筑材料安装在建筑物外部表面,不但能够作为建筑物结构的功能部分代替部分传统建筑物结构,如屋顶板、瓦、窗户、建筑立面、遮雨棚等,还可以实现光伏发电,满足建筑物部分电能需求。建筑光伏一体化系统实现了建筑围护、建筑节能和建筑装饰三种功能的完美结合。移动式应用领域是指将太阳能电池应用在汽车、帐篷、可穿戴设备和无人机等移动设备,为移动设备提供所需的电能,随着移动设备的蓬勃发展,其对移动电源的需求也在持续增长。

(二)铜铟镓硒薄膜太阳能电池目标市场选择

铜铟镓硒薄膜太阳能电池相比于晶硅电池具有诸多优势,可以拓展到更多的应用领域,但目前来说,其在光电转化效率、生产成本、组件尺寸方面仍落后于晶硅电池。铜铟镓硒电池组件的目标市场选择应聚焦于自身优势,避开不必要的恶性竞争,采用集中性市场策略,有重点的选择细分市场。

从地理区域划分的市场来看,铜铟镓硒电池组件应将目标市场选择在太阳能资源丰富区、较丰富区和可利用区。这三个区域太阳能资源丰富,所实施的光伏项目具有较好的经济效益,对于铜铟镓硒电池组件具有很大的应用空间。

从应用领域划分的市场来看,大型地面光伏电站竞争较为激烈,未来新建地面电站基本为平价和竞价项目,电池组件转化效率越高、尺寸越大、成本越低,越有竞争优势,该市场不适用铜铟镓硒电池组件,更适于采用晶硅电池组件。铜铟镓硒电池组件应将目标市场放在分布式光伏电站、BIPV和移动式应用领域。通过在这三个领域深耕细作,积累良好的市场口碑,逐步扩大产品的市场份额。

(1)分布式光伏电站市场

分布式光伏电站由于就近建设,损耗低、能源利用率高,在太阳能资源丰富区、较丰富区和可利用区均具有很好地经济效益。此外,我国企业用电成本较居民用电成本高,采用铜铟镓硒电池组件的分布式光伏发电项目也能够具有很好的经济效益和投资收益。

(2)BIPV市场

BIPV属于新兴的应用领域,国外应用项目较少,在国内更是寥寥无几,整个市场处于起步阶段,在国内仅个别企业具备BIPV组件产品研发、生产、使用设计、安装能力。铜铟镓硒BIPV组件拥有高技术含量和高附加值的特性,属于高端产品,能够为企业带来可观的收益。随着国家相应政策法规、技术标准的完善,未来前景将一片广阔。我国《光电建筑发展“十三五”规划纲要》提出力争在“十三五”期间使新建光电建筑占新建绿色建筑的25%。2017年5月4日,住建部颁布的《建筑业发展“十三五”规划》指出,到2020年我国城镇绿色建筑在新建建筑的占比要达到50%。伴随着国家政策的扶持,我国绿色建筑市场将迎来巨大的发展机遇。

(3)移动式应用领域

晶硅电池不具备柔性特征,这严重制约了其应用范围,而铜铟镓硒电池可以在柔性衬底上制备,这使其在包括便携式太阳能背包、光伏车顶、太阳能帐篷、太阳能可穿戴设备等移动太阳能电源服务领域以及各类太阳能飞行器等领域均有广阔的应用前景,具有独特的、其他类型太阳能电池难以匹敌的优势。以光伏车顶为例,其融合了光伏与汽车两大行业,是太阳能电池技术在汽车领域的一项智慧应用技术,可以为汽车通风(尤其是停车期间)及蓄电池提供电力,是新型汽车设计和产生附加经济效益的一个特色方向。

(三)铜铟镓硒薄膜太阳能电池市场定位

铜铟镓硒太阳能电池与其他类型太阳能电池相比,既有优势,也有不足,进行市场定位时应扬长避短,找到与竞争产品最大的差异化,建立产品在顾客心中的个性化形象,为目标市场提供购买的理由。因此,铜铟镓硒太阳能电池的市场定位可以表述在以下几个方面:

(1)绿色建材。铜铟镓硒电池组件是最适合应用于BIPV领域的电池组件,作为绿色建筑材料能够与建筑艺术高度融合,同时可以充分迎合设计师想法,将组件制成多种颜色和纹理,呈现更佳的视觉效果和体验。将建筑从能源消耗者变为能源生产者,实现建筑产业绿色革命。

(2)节能降耗。生产硅片属于高耗能行业,而铜铟镓硒电池组件在制备过程中耗能少。同时,由于其电池吸收层仅有2-3μm,极大地降低了原材料的消耗。

(3)发电量多。铜铟镓硒电池组件在弱光状态下仍能发电,日发电量超过其他类型太阳能电池,使得铜铟镓硒薄膜电池有更广的应用范围。

(4)柔性化应用。柔性铜铟镓硒电池能够在应用在多种移动化场景中,满足个性化需求。

五、结论

目前,光伏发电市场仍然以晶硅组件为主,但铜铟镓硒电池组件以其独特的性能特点,具有较强的后发优势,但只有充分认清产品的目标市场和市场定位后,才能够在激烈的竞争中抓住先机,脱颖而出。

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