قابها و براکتهای آلومینیومی PV: تکرار فناوری، رشد گذار انرژی را افزایش میدهد و بازار ۱۰۰ میلیارد دلاری را آزاد میکند
در بحبوحه موج جهانی تحول شتابان ساختار انرژی که با هدف خنثیسازی کربن هدایت میشود، تولید برق فتوولتائیک، به عنوان ستون اصلی انرژی تجدیدپذیر، اکنون وارد دوره بحرانی گسترش در مقیاس بزرگ شده است. طبق آخرین آمار، ظرفیت نصبشده جدید برق فتوولتائیک در چین به 216.9 گیگاوات رسیده است که نسبت به سال گذشته 148 درصد افزایش یافته و بار دیگر یک رکورد تاریخی جدید را ثبت کرده است. ظرفیت نصبشده تجمعی به 609 گیگاوات رسیده است و از برق آبی پیشی گرفته و به دومین منبع بزرگ برق در صنعت تولید برق چین تبدیل شده است. در همین حال، حجم صادرات ماژولهای فتوولتائیک نیز به رشد مداومی دست یافته است. انتظار میرود کل تولید ماژولهای فتوولتائیک برای کل سال به 490 گیگاوات برسد که در مقایسه با سال قبل 69.7 درصد افزایش یافته است. به عنوان یک ماده کمکی مهم و ضروری برای ماژولهای فتوولتائیک، با مزایای طبیعی خود مانند سبکی، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی، به یک حلقه کلیدی ضروری در زنجیره صنعت فتوولتائیک تبدیل شده است. نرخ نفوذ قابهای آلیاژ آلومینیوم در حوزه قابهای فتوولتائیک از ۹۵٪ فراتر رفته است. بازار قاب آلومینیومی همچنین فرصتهای توسعه جدیدی را ایجاد کرده است.
بر اساس دادههای انجمن صنایع فرآوری فلزات غیرآهنی چین، از سال ۲۰۱۹، تولید پروفیلهای آلومینیومی فتوولتائیک در چین همچنان رو به افزایش بوده است. تا سال ۲۰۲۳، تولید پروفیلهای فتوولتائیک به ۳.۴ میلیون تن رسیده است که نشاندهنده رشد سالانه ۳۰.۸ درصدی است که نشاندهنده یک شتاب رشد قوی است. شایان ذکر است که اگرچه تولید پروفیلهای فتوولتائیک به طور قابل توجهی افزایش یافته است، اما هزینههای پردازش محصولات اصلی آلومینیوم به دلیل عواملی مانند کاهش قیمت کالاهای مصرفی پاییندستی، کاهش صادرات آلومینیوم و تشدید رقابت در صنعت، به طور کلی کاهش یافته است. هزینه پردازش پروفیلهای فتوولتائیک حتی به پایینترین نقطه تاریخ رسیده است. اگرچه نرخ رشد جهانی نصب فتوولتائیک با فشار تعدیل کوتاهمدت روبرو است، منطق رشد بلندمدت بدون تغییر باقی میماند. همراه با تکرار فناوری و گسترش سناریوهای کاربردی، صنعت قاب آلومینیومی فتوولتائیک و براکت آلومینیومی در حال ورود به یک دوره طلایی توسعه با کیفیت بالا است و فضای بازار همچنان در حال گسترش است.
رشد انعطافپذیر تاسیسات فتوولتائیک جهانی، پایه و اساس بازار را در سمت تقاضا تثبیت کرده است.
تقاضای بازار برای قابهای آلومینیومی فتوولتائیک و براکتهای آلومینیومی مستقیماً با ظرفیت نصبشده جهانی فتوولتائیک مرتبط است. طبق "گزارش انرژی تجدیدپذیر ۲۰۲۵" که توسط آژانس بینالمللی انرژی (IEA) منتشر شده است، ظرفیت نصبشده جدید جهانی انرژی فتوولتائیک در سال ۲۰۲۵ از ۴۰۰ گیگاوات فراتر رفته و ظرفیت نصبشده تجمعی به طور پیوسته افزایش یافته است. بلومبرگ نیو انرژی فایننس (BNEF) "چشمانداز بازار جهانی فتوولتائیک ۲۰۲۶" را منتشر کرد که تعدیل کوتاهمدت را پیشبینی میکرد. تخمین زده میشود که ظرفیت نصبشده جهانی فتوولتائیک در سال ۲۰۲۶، ۶۴۹ گیگاوات باشد که کمی کمتر از ۶۵۵ گیگاوات در سال ۲۰۲۵ است. با این حال، BNEF همچنین خاطرنشان کرد که این نوسان هنوز در یک حاشیه خطای معقول قرار دارد و بازارهای خارج از چین همچنان روند رشد ثابتی را حفظ میکنند. تا سال ۲۰۲۶، ظرفیت نصبشده انرژی فتوولتائیک در خارج از چین از ۳۰۸ گیگاوات فراتر خواهد رفت و در مقایسه با ۲۸۳ گیگاوات در سال ۲۰۲۵، رشدی تقریباً ۹ درصدی را تجربه خواهد کرد. بازارهای نوظهور مانند هند، آفریقا و آمریکای لاتین به موتورهای رشد جدید تبدیل شدهاند.
از منظر روند بلندمدت، بازار جهانی فتوولتائیک از شتاب رشد کافی برخوردار است. آژانس بینالمللی انرژی (IEA) در "چشمانداز انرژی جهان 2025" پیشبینی میکند که تا سال 2030، ظرفیت نصبشده جدید سالانه جهانی انرژی فتوولتائیک در بیش از 400 گیگاوات (GW) تثبیت خواهد شد و انتظار میرود ظرفیت نصبشده تجمعی از 4.5 تراوات فراتر رود. این ظرفیت نصبشده عظیم، تقاضای مداوم و سفتوسختی را برای قابها و براکتهای آلومینیومی فتوولتائیک به همراه دارد. طبق گزارش شعبه فرآوری آلومینیوم انجمن صنایع فلزات غیرآهنی چین، هر گیگاوات ظرفیت نصبشده فتوولتائیک معادل تقاضای تقریباً 2000 تا 2500 تن برای قابهای آلومینیومی و حدود 3000 تا 3500 تن برای براکتهای آلومینیومی است. بر اساس این محاسبه، انتظار میرود تا سال 2030، تقاضای جهانی برای محصولات آلومینیومی در حوزه فتوولتائیک از 2 میلیون تن فراتر رود و احتمالاً اندازه بازار به سطح صدها میلیارد دلار افزایش یابد.
عمیقتر شدن مداوم تمایز در ساختار تقاضا، فضای بازار وسیعتری را برای صنعت قاب و براکت آلومینیومی فتوولتائیک باز میکند. تقاضاهای متفاوت سناریوهای کاربردی مختلف نیز صنعت را به سمت ارتقاء به سمت دقت و سفارشیسازی سوق میدهد. از یک سو، نیروگاههای زمینی متمرکز همچنان نیروی اصلی در تأسیسات جدید فتوولتائیک جهانی و داخلی هستند. به ویژه با پیشرفت گسترده پروژههای بزرگ بادی و خورشیدی در مناطق "بیابانی، کویری و بایر" شمال غربی چین و فلات چینگهای-شیزانگ، الزامات عملکردی سختگیرانهتری برای براکتهای آلومینیومی مطرح شده است. چنین پروژههایی عمدتاً در محیطهای بسیار سخت با ارتفاعات بالا، طوفانهای شن قوی و اختلاف دمای زیاد قرار دارند. آنها نه تنها به تکیهگاههای آلومینیومی نیاز دارند تا از استحکام ساختاری بالاتری برای مقاومت در برابر ضربه طوفانهای شن و فشار وزن خود اجزا برخوردار باشند، بلکه باید مقاومت در برابر آب و هوا و مقاومت در برابر خوردگی را نیز افزایش دهند. طبق «مشخصات فنی اجزای سازهای نیروگاههای فتوولتائیک» که توسط گروه مشاوره مهندسی برق چین منتشر شده است، پایههای آلومینیومی در چنین مناطقی باید آزمایش خوردگی اسپری نمک را به مدت بیش از ۱۵۰۰ ساعت پشت سر بگذارند که بسیار فراتر از استانداردهای مناطق عادی است. این امر همچنین شرکتها را مجبور کرده است تا سرمایهگذاری خود را در تحقیق و توسعه مواد آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا و فرآیندهای تصفیه سطحی پیشرفته افزایش دهند. از سوی دیگر، تولید برق فتوولتائیک توزیعشده با مزیت «تولید برق در نزدیکی و مصرف آن در نزدیکی» به سرعت گسترش یافته و به یک قطب رشد مهم برای افزایش تقاضا تبدیل شده است. دادههای اداره ملی انرژی نشان میدهد که تا سال ۲۰۲۵، نسبت تأسیسات فتوولتائیک توزیعشده در چین به ۴۵ درصد رسیده است. «کتاب آبی توسعه صنعت فتوولتائیک (۲۰۲۵)» همچنین پیشبینی میکند که این نسبت تا سال ۲۰۳۰ از ۵۰ درصد فراتر خواهد رفت و فتوولتائیک پشت بامی تجاری و صنعتی و فتوولتائیک خانگی نقاط اصلی رشد خواهند بود. با توجه به محدودیتهای تحمل بار پروژههای سقف صنعتی و تجاری، تقاضا برای قابهای آلومینیومی سبک وزن به ویژه ضروری است. نسبت کاربرد قابهای جدار نازک ۱.۸ میلیمتری از ۲۰٪ در سال ۲۰۲۰ به ۵۵٪ در سال ۲۰۲۵ افزایش یافته است. از سوی دیگر، سیستمهای فتوولتائیک خانگی تأکید بیشتری بر راحتی نصب و سازگاری ظاهری دارند و توسعه قابهای آلومینیومی را به سمت استانداردسازی، مدولارسازی و اندازههای سفارشی ارتقا میدهند. شایان ذکر است که ظهور سناریوهای کاربردی نوظهور مانند BIPV (فتوولتائیک یکپارچه ساختمانی)، کشاورزی و شیلات-ولتائیک باعث افزایش تقاضا برای محصولات کاملاً جدید میشود. BIPV را به عنوان مثال در نظر بگیرید. این سیستم باید زیباییشناسی معماری و عملکردهای فتوولتائیک را متعادل کند، که این امر باعث ایجاد محصولات ویژهای مانند قابهای نامنظم، قابهای قوسی شکل و قابهای با پوشش رنگی شده است. حاشیه سود ناخالص این محصولات ۲۰ تا ۳۰ درصد بیشتر از قابهای سنتی است. پروژههای مکمل فتوولتائیک کشاورزی و شیلات، الزامات ویژهای را برای قابلیت تنظیم ارتفاع و قابلیت ضد خوردگی تجمع آب پایههای آلومینیومی مطرح کردهاند. میانگین نرخ رشد سالانه اندازه بازار محصولات سفارشی مرتبط از 30 درصد فراتر رفته و به قطب جدید رشد بالا در صنعت تبدیل شده است.
شتاب تکرار و ارتقاء فناوری، توسعه سبز و هوشمند را به جریان اصلی تبدیل کرده است.
با توجه به روند اصلی ماژولهای فتوولتائیک که به سمت اندازههای بزرگتر و راندمان بالاتر در حال تکامل است، تکرار فناوری صنعت قاب آلومینیومی فتوولتائیک و براکت آلومینیومی وارد یک دوره شتابیافته شده است و یک حلقه بسته بهینهسازی چندبعدی در عملکرد محصول، فرآیندهای تولید و کنترل هزینه تشکیل داده است. ارتقاء اندازه در انتهای قطعه، نیروی محرکه اصلی تغییر فناوری است. طبق "گزارش توسعه صنعت فتوولتائیک چین 2025" که توسط انجمن صنعت فتوولتائیک چین (CPIA) منتشر شده است، انتظار میرود سهم بازار قطعات بزرگ 182 میلیمتری و 210 میلیمتری تا سال 2025 از 90 درصد فراتر رود و به طور کامل جایگزین محصولات کوچک سنتی شود و به جریان اصلی بازار تبدیل شود. اگرچه قطعات بزرگ میتوانند با افزایش توان هر واحد، هزینه سیستم را در هر کیلووات ساعت کاهش دهند، اما به دلیل اندازه بزرگتر، فشار تحمل بار سازهای را نیز به همراه دارند (به عنوان مثال، طول مورب یک قطعه 210 میلیمتری 26 درصد بیشتر از یک قطعه سنتی 166 میلیمتری است) که الزامات انقلابی برای استحکام ساختاری و دقت ابعادی قابهای آلومینیومی ایجاد میکند. برای ایجاد تعادل بین سبکسازی و قابلیت اطمینان سازه، صنعت در حال تسریع تغییر قابهای آلومینیومی از ضخامت دیواره سنتی ۲.۵ میلیمتری به دیواره نازکتر ۱.۸ تا ۲.۲ میلیمتری است. این تغییر صرفاً مربوط به نازکتر شدن نیست، بلکه به نوآوری مشترک در مواد و فرآیندها متکی است.
ارتقاء مداوم فناوری عملیات سطحی نه تنها پشتیبانی اصلی برای برآورده کردن الزامات مقاومت در برابر آب و هوا در سناریوهای مختلف کاربرد است، بلکه مسیر کلیدی صنعت برای پاسخگویی به سیاستهای حفاظت از محیط زیست و افزایش ارزش افزوده محصولات نیز میباشد. ماژولهای فتوولتائیک به طور گسترده در محیطهای سخت مانند مناطق ساحلی با رطوبت بالا، جزایر مه نمکی و مناطق مرتفع با اشعه ماوراء بنفش قوی توزیع شدهاند. این امر تقاضاهای متفاوتی را در مورد مقاومت در برابر خوردگی قابهای آلومینیومی ایجاد میکند. با توجه به مزایای عملکردی آن، فرآیند عملیات کامپوزیت آندایزینگ + پاشش به تدریج به جریان اصلی در صنعت تبدیل شده است. این فرآیند ابتدا از طریق اکسیداسیون آندی یک لایه اکسید متراکم (با ضخامت ≥15μm) تشکیل میدهد و سپس یک پوشش اسپری برای محافظت دوگانه روی آن قرار میدهد. در نتیجه، مقاومت در برابر خوردگی اسپری نمک قاب آلومینیومی از 500 ساعت اکسیداسیون آندی تکی به بیش از 1500 ساعت افزایش مییابد که میتواند الزامات عمر مفید 30 ساله را در محیطهای سخت مانند "زمینهای بیابانی و بایر" در شمال غربی چین و نیروگاههای فتوولتائیک ساحلی برآورده کند. نوآوریهای تکنولوژیکی پیشرفتهتر هنوز هم دائماً محدودیتهای عملکرد را در هم میشکنند.
تولید هوشمند و سبز به مسیرهای جدیدی برای توسعه صنعت تبدیل شدهاند. شرکتهای پیشرو همگی در حال ارتقاء خطوط تولید خودکار هستند. طبق دادههای تحقیقاتی شعبه فرآوری آلومینیوم انجمن صنایع فلزات غیرآهنی چین، شرکتهای پیشرو از طریق تبدیل هوشمند تجهیزاتی مانند اکسترودرها و کورههای قدیمی، درجه اتوماسیون خطوط تولید را به بیش از 92 درصد افزایش دادهاند و به طور مؤثر هزینههای تولید و میزان ضایعات را کاهش دادهاند. میزان ضایعات شرکتهای پیشرو در این صنعت به زیر 1.3 درصد کنترل شده است. با توجه به اهداف "کربن دوگانه"، مفهوم تولید سبز عمیقاً اجرا شده است. شرکتها با ترویج استفاده از برق سبز فتوولتائیک، بهینهسازی مصرف انرژی در ذوب و ریختهگری و افزایش میزان بازیافت مواد زائد، ردپای کربن خود را در کل چرخه عمر کاهش دادهاند. "گزارش توسعه سبز 2024 در مورد صنعت آلومینیوم" که توسط انجمن صنایع فلزات غیرآهنی چین منتشر شده است، نشان میدهد که در سال 2023، میزان استفاده از آلومینیوم بازیافتی در صنعت قاب آلومینیومی فتوولتائیک از 30 درصد به 40 درصد افزایش یافته و شدت انتشار کربن نسبت به سال گذشته 8 درصد کاهش یافته است. این امر نه تنها ریسک نوسانات در هزینههای مواد اولیه را کاهش داد، بلکه رقابتپذیری ESG شرکتها را نیز افزایش داد.
علاوه بر این، ادغام عملکردی به یک جهت مهم برای نوآوری فناوری تبدیل شده است. محصولات جدیدی مانند قابهای هوشمند (حسگرهای یکپارچه) به تدریج در حال توسعه و پیادهسازی هستند که میتوانند وضعیت عملیاتی اجزا را به صورت بلادرنگ رصد کنند و راندمان عملکرد و نگهداری سیستمهای فتوولتائیک را بهبود بخشند. طبق "گزارش تحقیقاتی صنعت قطعات هوشمند فتوولتائیک چین 2025" توسط موسسه تحقیقاتی Headline، انتظار میرود اندازه بازار قابهای هوشمند تا سال 2030 به 10 میلیارد یوان برسد و نقاط رشد جدید با ارزش افزوده بالا را برای این صنعت ایجاد کند.
الگوی صنعتی همچنان در حال بهینهسازی است و جهانی شدن و ادغام به کلمات کلیدی توسعه تبدیل شدهاند.
در حال حاضر، تمرکز صنعت قاب آلومینیومی فتوولتائیک چین به طور پیوسته در حال افزایش است و یک الگوی رقابتی را تشکیل میدهد که تحت سلطه شرکتهای پیشرو و تکمیلشده توسط شرکتهای کوچک و متوسط است. شرکتهای پیشرو، با تکیه بر تولید در مقیاس بزرگ، کنترل هزینه و مزایای فناوری خود، به طور مداوم سهم بازار خود را از طریق ادغام و اکتساب، سازماندهی مجدد و بهینهسازی ظرفیت گسترش میدهند، در حالی که شرکتهای کوچک و متوسط تحت فشار برای تغییر و تغییر تدریجی به سمت سفارشیسازی و حوزههای تخصصی هستند.
از منظر چیدمان منطقهای، تأثیر خوشههای صنعتی قابل توجه است. آمار شعبه فرآوری آلومینیوم انجمن صنایع فلزات غیرآهنی چین نشان میدهد که ۸۰٪ از ظرفیت تولید قاب در شرق چین و جنوب چین متمرکز شده است. جیانگ سو، گوانگدونگ، شاندونگ و سایر مناطق، با زنجیرههای صنعتی فرآوری آلومینیوم بالغ و پایگاههای تولید ماژول فتوولتائیک متراکم خود، به خوشههای اصلی تولید قابها و براکتهای آلومینیومی فتوولتائیک تبدیل شدهاند و توانایی پاسخگویی سریع به تقاضاهای سفارشی پاییندستی را دارند. با این حال، مشکل توزیع ناهموار ظرفیت تولید منطقهای هنوز وجود دارد. در مناطق متمرکز پروژههای بزرگ پایه فتوولتائیک در شمال غربی و شمال چین، ظرفیت تولید ناکافی است. هزینههای حمل و نقل و زمانبندی، کارایی زنجیره تأمین را محدود میکند. شرکتهای پیشرو با بهینهسازی چیدمان ظرفیت تولید خود، این تناقض را کاهش میدهند.
جهانی شدن به مسیری مهم برای شرکتها جهت گسترش بازارهایشان تبدیل شده است. طبق آمار اداره کل گمرک، چین به عنوان بزرگترین کشور تولیدکننده فتوولتائیک در جهان، بیش از 65 درصد از سهم جهانی صادرات قاب آلیاژ آلومینیوم را به خود اختصاص داده است. در سال 2023، حجم صادرات به 420 هزار تن رسید که نسبت به سال گذشته 23.5 درصد افزایش یافته است. بازار صادرات از اروپای سنتی و آمریکا به بازارهای نوظهور مانند آسیای جنوب شرقی، خاورمیانه و آمریکای لاتین گسترش یافته است. در آینده، با حمایت ابتکار کمربند و جاده، شرکتهای چینی سرعت ساخت کارخانههای خود را در خارج از کشور افزایش خواهند داد. آنها از طریق تولید و تدارکات محلی، ثبات زنجیره تأمین جهانی را افزایش داده و سهم بازار بینالمللی خود را بیشتر افزایش خواهند داد.
فرصتها و چالشها در کنار هم وجود دارند، و زنجیره صنعتی برای عبور از موانع و حرکت به جلو همکاری میکند.
در حالی که صنعت قاب و براکت آلومینیومی فتوولتائیک از مزایای گذار انرژی بهرهمند میشود، با چالشهای متعددی نیز روبرو است. از نظر هزینه، شمش آلومینیوم، به عنوان ماده اولیه اصلی، بیش از 65 درصد از هزینه تولید قابها را تشکیل میدهد و قیمت آنها به طور قابل توجهی تحت تأثیر نوسانات بازار بینالمللی کالاهای فله قرار دارد. از نظر زنجیره تأمین، دادههای انجمن صنایع فلزات غیرآهنی چین نشان میدهد که واردات بوکسیت چین بیش از 50 درصد است. درگیریهای ژئوپلیتیکی ممکن است عدم قطعیت در تأمین مواد اولیه را تشدید کند، در حالی که سیاستهایی مانند مکانیسم تنظیم مرز کربن اتحادیه اروپا (CBAM) نیز هزینههای انطباق را برای شرکتهای صادراتی افزایش داده است.
در مواجهه با چالشها، این صنعت به طور فعال از طریق ابزارهایی مانند همکاری زنجیره صنعتی و نوآوریهای فناوری به این چالشها پاسخ میدهد. شرکتهای بالادستی آلومینیوم و شرکتهای پاییندستی ماژول فتوولتائیک، همکاری استراتژیک خود را تقویت کردهاند و از طریق توافقنامههای بلندمدت برای تثبیت انتظارات هزینه، قیمتهای عرضه مواد اولیه را تثبیت کردهاند. در عین حال، باید تلاشهایی برای افزایش چیدمان منابع آلومینیوم بازیافتی، افزایش نرخ استفاده از آلومینیوم بازیافتی و کاهش اتکا به آلومینیوم اولیه انجام شود. در سطح سیاستگذاری، «کاتالوگ راهنمای صنایع تبدیلی سبز و کمکربن» کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی، قابهای فتوولتائیک با کارایی بالا را در دسته پروژههای تشویقی قرار داده است. مشوقهای مالیاتی و یارانههای تحول فناوری از بهینهسازی ظرفیت پشتیبانی میکنند و تضمینهای سیاستی برای توسعه باکیفیت صنعت ارائه میدهند.
صنعت قاب و براکت آلومینیومی فتوولتائیک در حال حاضر در دوره بحرانی تحول از "گسترش مقیاس" به "بهبود کیفیت" قرار دارد. نوآوری تکنولوژیکی، تولید سبز و طرح جهانی به رقابت اصلی شرکتها تبدیل خواهد شد. در آینده، با پیشرفت مداوم گذار انرژی جهانی و توسعه هماهنگ فناوریهایی مانند باتریهای نوع N و ادغام ذخیرهسازی انرژی فتوولتائیک، انتظار میرود صنعت قاب و براکت آلومینیومی فتوولتائیک از نوسانات کوتاهمدت عبور کرده و به رشد پایدار بلندمدت دست یابد و انگیزه قوی به تحول سبز صنعت آلومینیوم تزریق کند.