碳中和背景下，光伏行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入快車道。在光伏行業(yè)，鋁合金主要用在光伏組件邊框和支架兩部分。

最近，金瑞期貨的一份報(bào)告顯示，在十四五期間，保守估計(jì)光伏行業(yè)用鋁量將從2021年的164萬噸增長至271萬噸，而樂觀估計(jì)2021年鋁消費(fèi)量將達(dá)到189萬噸，2025年增長至331萬噸。這里絕大部分用到的都是6xxx系鋁型材。

以下是報(bào)告節(jié)選。

光伏組件邊框用鋁  

從光伏產(chǎn)業(yè)鏈的分布情況來看，主要分為硅料、硅片、電池以及組件四個環(huán)節(jié)，其中前三個環(huán)節(jié)主要圍繞著光伏核心部件——硅電池，而組件則是光伏系統(tǒng)中最小的有效發(fā)電單位。

光伏產(chǎn)業(yè)鏈（數(shù)據(jù)來源：金瑞期貨）

光伏組件通常由電池片、互聯(lián)條、匯流條、鋼化玻璃、EVA、背板、邊框、硅膠和接線盒等九大部分組成，其中邊框主要用鋁合金型材制造，是光伏用鋁的主要部分之一。

光伏邊框用于固定、密封太陽能電池組件，增強(qiáng)組件強(qiáng)度，延長使用壽命，便于運(yùn)輸、安裝。從光伏組件結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，光伏邊框的尺寸主要受組件中硅片電池總尺寸影響，而總尺寸=電池?cái)?shù)量*單個硅片電池尺寸。由于光伏技術(shù)發(fā)展時間并不長，硅片電池作為技術(shù)的核心，其尺寸實(shí)際上經(jīng)歷了不斷的發(fā)展和變革，從最初的100mm、125mm發(fā)展到目前的158.75mm、161.7mm和166mm的主流尺寸，同時多家光伏組件企業(yè)已經(jīng)逐步推出182mm乃至210mm尺寸的硅片電池。電池尺寸的擴(kuò)大代表著效率的提升，同時單位成本也更低。

光伏組件結(jié)構(gòu)示意圖（數(shù)據(jù)來源：Taiyang News，金瑞期貨）

光伏組件邊框示意圖（數(shù)據(jù)來源：晶澳，金瑞期貨）

考慮硅片尺寸和數(shù)量排列組合較多，選取組件龍頭企業(yè)的主要產(chǎn)品及其尺寸進(jìn)行參考，作為鋁邊框的尺寸標(biāo)準(zhǔn)。對于邊框的橫截面情況，同樣參考企業(yè)出具工程圖紙的結(jié)構(gòu)計(jì)算。對于光伏邊框所使用的鋁合金類型，目前主要有6061、6063和6082三種，其密度分別為2.75g/cm3、2.69 g/cm3以及2.71 g/cm3。因此光伏邊框耗鋁量為（橫截面面積*組件尺寸長&寬*合金密度），最終得出每GW光伏組件的耗鋁量在0.9-1.1萬噸之間。

光伏支架用鋁  

除光伏組件外，光伏發(fā)電系統(tǒng)或應(yīng)用產(chǎn)品的安裝過程需要光伏支架，而鋁合金型材是用于制造光伏支架的一種。

光伏支架是光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放、安裝、固定太陽能面板設(shè)計(jì)的特殊支架。一般材質(zhì)有普通鋼材、不銹鋼和鋁合金，其中鋼材和鋁合金應(yīng)用最為廣泛，用鋼材制造支架成本低廉、應(yīng)用廣泛、受力性能好，但同樣具有重量較大、安裝不便等缺點(diǎn)，而鋁合金制造支架則重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便快捷，但也具有同等條件下強(qiáng)度低于鋼結(jié)構(gòu)、一次性投資成本高等缺點(diǎn)。根據(jù)兩種不同材質(zhì)支架的區(qū)別，實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域也各有所長，在光伏電站按照建設(shè)方式不同可分為分布式光伏電站和集中式光伏電站，其中集中式是利用荒漠地區(qū)豐富和相對穩(wěn)定的太陽能源構(gòu)建大型光伏電站，分布式主要基于建筑物表面，就近解決用戶的用電問題，從兩者的建設(shè)特性以及鋼材和鋁合金兩種支架材料的特性可以看出，鋼結(jié)構(gòu)支架主要應(yīng)用在集中式光伏電站，而鋁合金支架則更多應(yīng)用在分布式光伏電站。

光伏支架種類較多，金瑞期貨的報(bào)告以某工程實(shí)例為參考，該項(xiàng)目是位于淮南地區(qū)20MW的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，采用單晶硅270W組件以及固定式支架。該工程使用支架由立柱、斜梁、斜撐、檁條以及連接附件構(gòu)成，這些零件均由鋁合金制成，其相應(yīng)尺寸和使用數(shù)量如表9所示。通過各部件計(jì)算得出：每GW電站建設(shè)所需光伏支架的用鋁量約為1.9萬噸。（這個測算有誤差。）

光伏裝機(jī)容量預(yù)測  

根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會（CPIA）預(yù)測，從2021年起全球光伏新增裝機(jī)量將不斷攀升，預(yù)計(jì)2021年新增裝機(jī)量在150~170GW，到了2025年，這一數(shù)字將上升至270~330GW。而國內(nèi)同樣為加速上漲，預(yù)計(jì)2021年新增裝機(jī)量為55~65GW，2025年這一數(shù)字將攀升至90~110GW。全球光伏行業(yè)進(jìn)入發(fā)展快車道。

 光伏行業(yè)用鋁量  

根據(jù)光伏組件邊框和支架單位耗鋁量的測算，結(jié)合中國光伏行業(yè)協(xié)會對2021-2025年全球及國內(nèi)新增裝機(jī)量的保守和樂觀情況的預(yù)期對用鋁量進(jìn)行預(yù)測，其中組件用鋁單位耗鋁量取1萬噸/GW，組件的產(chǎn)量由國內(nèi)新增裝機(jī)以及出口至海外的組件兩部分組成，出口海外組件部分是依據(jù)海外新增裝機(jī)*70%（即中國光伏組件產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的比重）。光伏支架部分耗鋁量則根據(jù)國內(nèi)新增裝機(jī)量*32%（即國內(nèi)分布式光伏新增裝機(jī)占比）。根據(jù)測算，在保守情況下，2021-2025年光伏用鋁增量在8~30萬噸，絕對耗鋁量在164~271萬噸；而樂觀情況下，增量將擴(kuò)大至30~45萬噸，絕對耗鋁量在189~331萬噸。

另，根據(jù)五礦期貨的一份報(bào)告估算，2021年預(yù)計(jì)新增光伏裝機(jī)容量60GW，需消耗鋁材182萬噸。兩份報(bào)告的預(yù)測耗鋁量比較接近。

來源：五礦期貨微服務(wù)

結(jié)語  

光伏行業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，硅片尺寸、組件結(jié)構(gòu)甚至是光伏材料都在不斷的變化，向著效率高、成本低的方向不斷發(fā)展。因此要比較精確的測算出消耗的鋁材量是很困難的。

但可以確定的是，碳達(dá)峰碳中和是確定的長期目標(biāo)，其中光伏必定是利用清潔能源的重要路徑。

對鋁行業(yè)來說，這就是一個確定的增量空間。鋁行業(yè)只有緊跟光伏行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，不斷開發(fā)出相適配的產(chǎn)品，才能實(shí)現(xiàn)鋁消費(fèi)量的增長。