【铝应用】十四五期间光伏行业每年铝型材消费量将从160万吨增长至270万吨

碳中和背景下，光伏行业的发展进入快车道。在光伏行业，铝合金主要用在光伏组件边框和支架两部分。

最近，金瑞期货的一份报告显示，在十四五期间，保守估计光伏行业用铝量将从2021年的164万吨增长至271万吨，而乐观估计2021年铝消费量将达到189万吨，2025年增长至331万吨。这里绝大部分用到的都是6xxx系铝型材。

以下是报告节选。

光伏组件边框用铝  

从光伏产业链的分布情况来看，主要分为硅料、硅片、电池以及组件四个环节，其中前三个环节主要围绕着光伏核心部件——硅电池，而组件则是光伏系统中最小的有效发电单位。

光伏产业链（数据来源：金瑞期货）

光伏组件通常由电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、边框、硅胶和接线盒等九大部分组成，其中边框主要用铝合金型材制造，是光伏用铝的主要部分之一。

光伏边框用于固定、密封太阳能电池组件，增强组件强度，延长使用寿命，便于运输、安装。从光伏组件结构示意图可以看出，光伏边框的尺寸主要受组件中硅片电池总尺寸影响，而总尺寸=电池数量*单个硅片电池尺寸。由于光伏技术发展时间并不长，硅片电池作为技术的核心，其尺寸实际上经历了不断的发展和变革，从最初的100mm、125mm发展到目前的158.75mm、161.7mm和166mm的主流尺寸，同时多家光伏组件企业已经逐步推出182mm乃至210mm尺寸的硅片电池。电池尺寸的扩大代表着效率的提升，同时单位成本也更低。

光伏组件结构示意图（数据来源：Taiyang News，金瑞期货）

光伏组件边框示意图（数据来源：晶澳，金瑞期货）

考虑硅片尺寸和数量排列组合较多，选取组件龙头企业的主要产品及其尺寸进行参考，作为铝边框的尺寸标准。对于边框的横截面情况，同样参考企业出具工程图纸的结构计算。对于光伏边框所使用的铝合金类型，目前主要有6061、6063和6082三种，其密度分别为2.75g/cm3、2.69 g/cm3以及2.71 g/cm3。因此光伏边框耗铝量为（横截面面积*组件尺寸长&宽*合金密度），最终得出每GW光伏组件的耗铝量在0.9-1.1万吨之间。

光伏支架用铝  

除光伏组件外，光伏发电系统或应用产品的安装过程需要光伏支架，而铝合金型材是用于制造光伏支架的一种。

光伏支架是光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊支架。一般材质有普通钢材、不锈钢和铝合金，其中钢材和铝合金应用最为广泛，用钢材制造支架成本低廉、应用广泛、受力性能好，但同样具有重量较大、安装不便等缺点，而铝合金制造支架则重量轻、结构简单、安装方便快捷，但也具有同等条件下强度低于钢结构、一次性投资成本高等缺点。根据两种不同材质支架的区别，实际应用领域也各有所长，在光伏电站按照建设方式不同可分为分布式光伏电站和集中式光伏电站，其中集中式是利用荒漠地区丰富和相对稳定的太阳能源构建大型光伏电站，分布式主要基于建筑物表面，就近解决用户的用电问题，从两者的建设特性以及钢材和铝合金两种支架材料的特性可以看出，钢结构支架主要应用在集中式光伏电站，而铝合金支架则更多应用在分布式光伏电站。

光伏支架种类较多，金瑞期货的报告以某工程实例为参考，该项目是位于淮南地区20MW的分布式光伏发电项目，采用单晶硅270W组件以及固定式支架。该工程使用支架由立柱、斜梁、斜撑、檩条以及连接附件构成，这些零件均由铝合金制成，其相应尺寸和使用数量如表9所示。通过各部件计算得出：每GW电站建设所需光伏支架的用铝量约为1.9万吨。（这个测算有误差。）

光伏装机容量预测  

根据中国光伏行业协会（CPIA）预测，从2021年起全球光伏新增装机量将不断攀升，预计2021年新增装机量在150~170GW，到了2025年，这一数字将上升至270~330GW。而国内同样为加速上涨，预计2021年新增装机量为55~65GW，2025年这一数字将攀升至90~110GW。全球光伏行业进入发展快车道。

 光伏行业用铝量  

根据光伏组件边框和支架单位耗铝量的测算，结合中国光伏行业协会对2021-2025年全球及国内新增装机量的保守和乐观情况的预期对用铝量进行预测，其中组件用铝单位耗铝量取1万吨/GW，组件的产量由国内新增装机以及出口至海外的组件两部分组成，出口海外组件部分是依据海外新增装机*70%（即中国光伏组件产能占全球产能的比重）。光伏支架部分耗铝量则根据国内新增装机量*32%（即国内分布式光伏新增装机占比）。根据测算，在保守情况下，2021-2025年光伏用铝增量在8~30万吨，绝对耗铝量在164~271万吨；而乐观情况下，增量将扩大至30~45万吨，绝对耗铝量在189~331万吨。

另，根据五矿期货的一份报告估算，2021年预计新增光伏装机容量60GW，需消耗铝材182万吨。两份报告的预测耗铝量比较接近。

来源：五矿期货微服务

结语  

光伏行业技术发展迅速，硅片尺寸、组件结构甚至是光伏材料都在不断的变化，向着效率高、成本低的方向不断发展。因此要比较精确的测算出消耗的铝材量是很困难的。

但可以确定的是，碳达峰碳中和是确定的长期目标，其中光伏必定是利用清洁能源的重要路径。

对铝行业来说，这就是一个确定的增量空间。铝行业只有紧跟光伏行业的技术发展，不断开发出相适配的产品，才能实现铝消费量的增长。