在“双碳”目标引领全球能源结 构转型的当下,光伏产业与化工行业 正加速形成深度绑定的协同生态。去年2月,光伏龙头企业隆基绿能重磅 发布Hi-MO X6双玻耐湿热光伏组件,自此一种名为“聚烯烃弹性体(POE)”的高端化工材料走向舞台中央。这款组件抗水汽能力是乙烯 - 醋酸乙烯共 聚物(EVA)的7倍,其技术核心正是双面POE胶膜的应用。作为我国化工行业近年攻克的“卡脖子”材料,POE一边支撑着光伏产业向复杂场景突破,一边推动着化工行业向高端新材料领 域突围,成为连接两大产业高质量发展的关键纽带。
光伏产业激发POE需求爆增
光伏产业的迅猛发展,为POE材料提供了广阔的应用土壤。近年来,全球主要经济体纷纷加码光伏布局:日本、美国、德国等国推出“阳光屋顶计划”,我国也在2022年3月出台《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》等政策,通过财政补助推动太阳能光电技术在建筑领域的应用。政策红利与技术迭代双重驱动下,光伏发电已成为全球最具性价比的低碳能源之一。
据国际能源署(IEA)预测,到2050年,光伏发电将占全球电力消费量的16%,成为电力供应的核心来源,而中国与印度将成为全球太阳能发电进展最快的国家。当前,我国光伏产业已形成从硅料、硅片到组件、应用系统的完整产业链,且核心技术与市场份额均居全球领先地位。以光伏巨头隆基绿能为例,这家成立于2000年的企业,如今已构建单晶硅片、电池组件、氢能装备等五大业务板块,业务遍及150余个国家和地区,其分布式屋顶发电产品在全球大范围示范应用,同时在越南、马来西亚等地布局生产基地,成为全球市值第一的光伏企业。
随着光伏产业规模扩大,组件技术便开始向“更高耐候性、更高效率”升级,POE的需求迎来爆发。光伏组件的封装环节是保障电池片长期稳定运行的关键,胶膜作为核心封装材料,直接决定组件的使用寿命与发电效率。传统EVA胶膜在高温高湿环境下易水解产生醋酸,导致电极腐蚀、发电效能衰减,而POE胶膜凭借低水汽透过率、高强度、抗水解等优势,成为双玻组件与N型电池的“最佳搭档”——双玻组件因双面发电、寿命长的特点,在化工园区、沿海滩涂等复杂场景应用广泛,而N型电池的渗透率提升更推动POE胶膜需求进一步增长。
除光伏领域外,POE在汽车轻量化(车用改性塑料)、热塑性聚烯烃(T PO)终端、电线电缆等领域的需求也在稳步提升。但从全球消费结构看,光伏已成为拉动POE需求增长的核心动力。据行业测算,随着全球光伏装机量年均两位数增长,光伏用POE材料的市场规模将持续扩大。
POE 破解光伏组件技术难题
在光伏组件的应用场景中,高温、高湿环境对性能的影响长期被低估。隆基绿能分布式业务中区总裁牛燕燕指出,湿热场景下的水汽侵入是组件失效的主要诱因,常用的 EVA 胶膜水解后产生的醋酸,会在组件内部形成酸性环境,腐蚀电极材料,导致发电效率大幅衰减。而 POE 胶膜的应用,从根本上解决了这一痛点。
从技术原理来看,POE的优势源于其分子结构特性。作为一种高端聚烯烃弹性体,POE 分子间隙更小,抗 水汽渗透能力是EVA的7倍,且不易 发生水解反应,能长期抵御湿热环境 对组件的侵蚀。“隆基绿能将POE胶膜 与自研的HPBC技术结合——HPBC电池电极不含银铝合金,本质上不易发生 电化学反应,叠加高阻水密封胶的封 装工艺,进一步强化了组件的耐湿热 性能。该组件已可适配化工园区、沿 海地区等复杂场景,为光伏组件在高 挑战环境下的应用提供了技术支撑。”牛燕燕介绍道。
在实际应用中,POE胶膜的性能优势已得到验证。山东世安化工是一家防火涂料生产企业,2023年6月,其安装的4兆瓦光伏电站采用隆基 Hi- MOX6 组件(含POE胶膜), 以“自发自用、余电上网”模式运行,95%的电量用于企业生产,每年可节约电费233万元,预计到2025年累计减碳量将达10.8万吨。青岛东方工业品集团作为一家橡胶轮胎及橡胶制品生产企业,其橡胶轮胎生产线采用隆基LR4- 72HPH-450M组件(搭载POE胶膜),不仅发电量稳定,产品维修率也保持极低水平。
对于光伏产业而言,POE的价值不仅在于提升组件性能,更在于推动产业向“高质量、长寿命”转型。当前,光伏组件的设计寿命已从25年向30年甚至更长期限延伸,而POE胶膜的耐候性正是实现这一目标的关键保障。隆基绿能产品与解决方案中心总裁吕远表示 :“光伏行业发展离不开化工新材料的支撑,POE这类高端材料的突破,将帮助光伏组件在更多工业场景中落地,为高耗能行业提供绿色能源解决方案。”
国产化攻克“卡脖子”难题
尽管 POE需求走高,但放眼全球,长期以来,POE产能被少数国外企业垄断,我国POE 粒子大多仍依赖进口,不仅增加了光伏组件的生产成本,也制约了光伏与化工产业的协同发展。在此局面下,我国化工企业开启POE国产化攻坚,从实验室研发到工业化生产,逐步打破国外技术壁垒。
2022年9月,东方盛虹率先取得突破——其全资子公司江苏斯尔邦石化投资建设的 800吨/年POE 中试装置,实现了POE催化剂及全套生产技术的完全自主化,一次性开车成功并产出合格产品,连续稳定运行,标志着我国在POE技术研发领域迈出关键一步。2023年12月,贝欧亿聚烯烃弹性体(POE)工业化装置在山东博兴正式投产,这是我国首套自主建设的POE工业化装置,意味着POE国产化从“实验室”走向“生产线”,开启了规模化供应的序幕。
除东方盛虹与贝欧亿外,国内多家化工龙头企业也纷纷布局POE项目 :卫星化学、万华化学、荣盛石化、茂名石化等企业相继投入研发与建设,且均取得突破性进展。其中,万华化学的POE项目已从技术验证迈向大规模工业化生产。其一期 20万吨/年POE项目已于2024年6月29日投产,成为国内首套大规模自主研发的工业化装置。2025年 3月,万华化学(蓬莱)有限公司40万吨 / 年聚烯烃弹性体项目正式开工,预计在2025年末建成投产。届时,万华化学POE总产能将达到60万吨/年,成为全球最大的POE单体生产基地之一。2025年7月10日,荣盛新材料(舟山)有限公司金塘新材料项目20万吨/POE 装置工程设计开工会顺利召开。该项目总投资760亿元,标志着荣盛石化在POE领域的布局进入实质性建设阶段。
从行业趋势看,实现POE全面国产化是化工与光伏产业协同的关键突破口。上海交通大学太阳能研究所所长沈文忠指出:“目前我国POE生产虽有突破,但尚未实现全面国产替代,在催化剂效率、产品稳定性、规模化产能等方面仍需改进。中国拥有强大的能源化工产业基础,突破POE仅剩的‘卡脖子’问题,不仅是化工行业的目标,更是整个光伏行业的迫切需求。”
随着万华化学、荣盛石化等企业的项目快速推进,中国POE产业正迎来产能爆发期。根据最新统计,目前国内拟在建的POE项目产能已超过600万吨。这一产能扩张浪潮将从根本上改变我国POE材料依赖进口的现状,为光伏、汽车轻量化等新兴行业提供稳定的材料供应,进一步提升我国化工新材料产业的全球竞争力。
“双碳”目标下的化工 + 光伏
化工新材料的突破,为产业耦合发展搭建了桥梁。同时,光伏产业的发展也为化工企业提供了更好的绿色能源解决方案,助力其节能减碳,形成 “化工支撑光伏、光伏反哺化工”的协同生态。
随着全球“双碳”进程加速,光 伏与化工行业的协同发展将迎来更广 阔的空间。从短期看,POE国产化仍是核心任务。随着更多化工企业的工业 化装置投产,POE粒子的供应能力将逐步提升,有望在未来3~5年内实现全面国产替代,彻底解决“卡脖子”问题,有效降低光伏组件成本,推动 新能源产业持续健康发展。
从长期看,POE的应用场景将进一步拓展。除光伏与汽车领域外, POE在医疗、电子封装等高端领域的应用范围也在逐步扩大,化工企业可依托相关技术积累,向更多高附加值领域延伸,而光伏企业则可基于POE胶膜的性能优势,开发更多适配极端环境的组件产品,推动光伏在更多地区落地。
POE 所代表的“化工 + 光伏”协同模式,将成为我国制造业转型升级的典范。通过高端新材料突破支撑战略性新兴产业发展,再通过新兴产业的需求反哺传统化工产业升级,形成产业链上下游联动的良性循环,这不仅能提升我国在全球光伏与化工领域的话语权,更能为“双碳”目标的实现提供坚实的产业支撑。
正如吕远所言 :“化工与光伏整体上有很强的关联性,两者的协同不仅 能创造经济价值,更能为实现‘双碳’目标作出实际贡献。”而POE作为这条协同链上的关键纽带,其未来的发展 将持续影响两大产业的格局,推动全 球能源与化工行业向更绿色、更高效、更可持续的方向迈进。
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