晶体硅太阳能组件质量和功率保证保险的风险和挑战
李智1
（1.瑞⼠再保险公司北京分公司，北京，100022）
[摘要]太阳能组件制造商向⽤户提供25年的质量和功率保证，同时为了转嫁风险，向保险公司购买25年的质量和功率保证保险，进⽽催⽣了国内太阳能组件质量和功率保证保险市场的发展。本⽂系统梳理了保险⾏业在该市场⾯临的各种风险，包括认证的局限；技术持续发展的挑战；⽣产⼯艺和设备的差异；⽣产管理、操作和设备维护技术⼈员和劳动⼒的短缺；运输、安装、运营过程中不当操作；销售价格持续降低威胁质量⽔平；２５年超长期限保险产⽣的庞⼤数据的管理等。对于复杂和充满不确定性的太阳能组件25年保证保险的风险评估，（再）保险⾏业的核保⼈需要投⼊资源认真研究太阳能组件⾏业技术，在充分理解风险的基础上建⽴合理的承保条件和承保策略。
[关键词]太阳能组件市场；太阳能组件质量和功率保证保险；风险和挑战
全球环境和能源危机形势⽇趋严峻。国际能源署发布的《2012年世界能源展望》中预计到2035年全球能源需求将增长三分之⼀以上，温室⽓体排放的增加导致全球平均温度上升3.6摄⽒度。这迫使⼈类必须加
速改变当今能源架构，减少对煤炭、化⽯能源等传统能源的依赖。各国也正在探索新的能源供应和消费结构。作为可再⽣能源，得益于各国政策、资⾦⽀持以及技术进步的太阳能发电发展迅猛，全球总装机容量在2015年达到230GW左右，预计2020年将增加⼀倍，即500GW⽔平。中国“⼗三五”规划太阳能电站累计装机量将达到150GW。
中国是世界最⼤的太阳能组件⽣产国，全球60%的太阳能组件由中国⽣产。为了促进销售，太阳能组件制造商向组件⽤户提供25年的质量和功率保证，制造商保障组件前⼗年质量以及组件25年运营期间的功率不低于制造商承诺的最低功率值。太阳能组件制造商为了转嫁该风险向保险公司购买25年的质量和功率保证保险，进⽽催⽣了国内太阳能组件质量和功率保证保险。太阳能组件⽣产的投资门槛不⾼，中国有⼤⼤⼩⼩组件⽣产⼚不下４００家，⼏乎都有IEC（国际电⼯委员会）61215认证（独⽴第三⽅对组件质量的认证），⽽且不论⽣产⼯艺、质量管理是否严格，为了促进组件销售，所有⽣产⼚家都为产品的终端⽤户提供25年的质量和功率保证。现实中光伏电站和分布式光伏发电系统都屡屡传出质量和功率不⾜问题，特别是2016年中央电视台“3.15”曝光了光伏电站组件质量问题。同时，核保⼈关⼼的组件质量数据严重不⾜，导致核保⼈在风险选择、25年准备⾦提取、理赔处理、及风险累积管理⽅⾯都⾯临极⼤挑战。
25年是“⼀代⼈”的时间跨度，在“⼀代⼈”的时间跨度内很多可预见和不可预见的事情都会发⽣。了解和把握风险是保险的基础和前提。因此，在开发这个潜在巨⼤市场前，需要投⼊⾜够的
[作者简介]李智，瑞⼠再保险公司北京分公司中国区⼯程险负责⼈。
资源了解和把握其中的风险。本⽂讨论太阳能组件质量和功率保证保险⾯临的风险和挑战。鉴于篇幅，只讨论晶体硅（单晶硅和多晶硅）太阳能组件保证保险的风险和挑战。
太阳能组件认证的局限
现在市场上销售的太阳能组件都需要通过IEC61215的认证。那么，是不是通过该认证就意味着产品合格，可以放⼼承保了？
⾸先，IEC61215认证是根据IEC60410的要求从⼀个或⼏个批次抽取8块组件送到IEC认证的检
测机构进⾏相关测试，不是所有组件都经过测试合格。制造过程中的⼈为或设备的原因造成每⼀
批次组件质量并不完全⼀样，抽样通过测试并不能代表该批次所有组件都通过测试合格。
其次，需要正确理解IEC测试合格的内涵。IEC特别指出IEC61215测试只是针对组件产品设计，
因为没有⾜够历史数据该测试并不针对组件的耐久性和可靠性。测试合格认证通过只是说明该组
件符合设计要求。太阳能组件是个新兴的⾏业，太阳能电池和组件⼤规模的民⽤开发、研究和应
电动钢丝刷
⽤时间很短，的确没有⼤规模25年的完整数据。即便是仅有的⾮常有限的25年的完整数据，由
于电池和组件制造技术在过去25年的持续改变，数据的参考意义并不⼤。
第三，现在单⼀组件测试标准⽆法适应不同⽓候区域。组件的实际运营环境⾮常复杂多变，有⾼
温的、潮湿的、⼲热风沙的，也有沿海盐碱腐蚀环境的，甚⾄还有3000⽶以上⾼原地区的。在这么多不同环境⽓候区域只⽤⼀个标准来考核组件质量本⾝就有很⼤不确定性。
因此，通过IEC61215认证只是达到组件的基本要求，但⽆法通过该认证建⽴对未来25年寿命期
间内的质量和功率的信⼼。这不光困扰核保⼈，更困扰组件的最终⽤户。他们也在IEC61215之外寻求不同形式和不同项⽬的加速⽼化测试，来试图了解不同环境区域组件25年寿命期间的质量缺陷和功率衰减规律。这关系到电站投资者的回报。美国可再⽣能源实验室会同不同的组件⽤户和
太阳能光伏技术专家们在持续做这⽅⾯的探索，同时全球光伏⾏业内的很多家科研院所等也在做
相关研究。
太阳能组件技术的持续发展带来的挑战
⾸先，太阳能电池⽚是太阳能组件的“⼼脏”。太阳能电池⽚经过⼏⼗年的发展，单晶和多晶硅
的发电效率从最初的10%+⼀直到现在分别达到18%和22%左右。但进步的脚步还在继续，随着硅⽚、电池制造⼯艺改进，发电效率还在继续提⾼。⽬前实验室单晶和多晶硅电池的效率已经分别
达到22%和25%的⽔平，但要技术稳定到市场化还需假以时⽇。我们在享受技术进步带来发电效率提⾼的同时，不得不⾯
对“原型”技术带来的巨⼤风险。
其次，太阳能组件原材料的制造技术也在发展过程中。组件的原料主要为电池⽚、玻璃、EVA膜、背板、接线盒以及密封胶。为了降低成本，现今使⽤的电池⽚厚度不到5年前的⼀半。这使得制造、运输和安装过程中容易造成⾁眼不可见的隐裂。隐裂经过长时间⽇晒⾬淋、热涨冷缩导致破⽚，造成功率⼤幅衰减，同时隐裂诱导导致蜗⽜纹也会造成功率衰减。电池⽚以外各个原料的制造技术也在持续改变，⽐如为了改善EVA膜的透光性、耐候性和交联稳定性，⽣产⼯艺、配⽅和
diypda原料也在持续改变；背板材料主要是杜邦PVF、法国PVDF、⽇本PET以及美国的GPE等，近年来国产化材料发展很快，但其中材料技术的不确定性也需要⾼度关注。
第三，组件材料的性能耐久性也是影响组件整体耐久性的关键因素。虽然针对各个材料，供货商和组
件制造商都有相关的质量验收标准，但质量验收标准只是针对产品的设计参数，⽆法验证产品的耐久性和可靠性。制造商也会和相关实验室合作试图通过各种⽼化试验测试其耐久性，但毕竟没有25年完整数据⽀持。2015年9⽉美国第三⽅认证机构UL宣布获得美国能源部的资助，研究⾼分⼦背板材料在实际环境中的长期可靠性与实验室中加速⽼化试验获得数据的关系，希望出加速⽼化试验结果与实际使⽤环境下劣化之间的关系。其他材料存在同样的问题。组件的质量和功率衰减取决于各个原材料的质量，任何材料的质量缺陷会带来整个组件的质量和功率衰减的问题，这是组件质量的“⽊桶”效应，组件整体质量取决于质量最差的部分。
太阳能组件的⽣产⼯艺和设备带来的挑战
太阳能组件⽣产的投资门槛不⾼。中国有⼤⼤⼩⼩组件⽣产⼚不下４００家，不同的投资能⼒采⽤不同的设备、⽣产⼯艺、质量控制体系。
⼈⼯线或半⾃动线需要的投资门槛很低，但过多⼈⼯操作环节，⽐如电池⽚⼿⼯取放、焊接、叠层、打胶、装框等⼯艺中，由于⼈⼯操作的精度不够或操作不当会不可避免出现质量问题，产⽣电池⽚隐裂或虚焊等常见的组件早期失效和⼤幅度功率衰减事故。
⾃动化⽣产线虽然⽆法达到100%程度的⾃动化，但如果操作维护得当，组件质量控制的⼀致性相对较⾼。但现在组件⽣产⼚为了追求⽣产效率的提升不断对在线⽣产设备，如串焊机、层压机、打框机
、打胶机以及⽣产线上的机器⼈进⾏技术改造，同时设备⽣产⼚也在持续研发更⾼效率的设备，以满⾜⽣产⼚对产能提⾼的渴求。持续的技术改造和设备更新在试图提⾼产能的同时也带来了研发技术导致的质量控制风险。
⽣产管理、操作和设备维护技术⼈员和劳动⼒短缺带来的风险
中国太阳能组件的产能过去五年翻了⼀番，未来产能在可再⽣能源政策⿎励和旺盛的市场需求推动下将继续保持⾼速增长。⾼速增长的产能带来了⽣产技术⼈才、管理⼈才以及技术熟练⼯⼈的短缺。我们现场⾛访多家组件⽣产⼚，⼈才和劳动⼒的短缺和不断上涨的⼈⼒成本是他们⾯临很⼤的挑战。虽然他们建⽴了不同形式的培训、培养制度但管理⼈才和劳动⼒短缺及频繁流动的压⼒依然很⼤。⽣产⼀线⼯⼈的频繁流动也给⽣产⼚的⽣产组织、设备维护带了巨⼤挑战，更带来了产品质量的潜在不稳定。。
图1：全球和中国太阳能组件过去五年产能tvline
数据来源：中国光伏协会
运输、安装、运营过程中导致的组件问题
组件在运输过程中的装卸、运输、拆箱、搬运中会不可避免存在不当操作，如震动、碰撞、颠簸等。组件在现场安装过程中的也会存在不当操作，如碰撞、踩踏、⾼空掉落、敲击、组件⽀架平整度不好造成组件变形等。组件在运营过程中存在由于维护
不当问题，如组件表⾯污物不及时清理、组件清理时机械碰撞等。这些都会造成组件电池⽚的隐裂或运营中的热斑，从⽽导致组件随着运营时间的增加发⽣裂⽚及⼤幅度功率衰减。
虽然组件保证保险⽬的是要承保组件本⾝的质量缺陷和功率衰减，由运输、安装和运营过程不当维护造成损失除外，但组件运输安装或维护过程中造成的隐裂等潜在问题会在长时间的运营过程显现出来，并导致组件失效或功率衰减，从⽽引发客户索赔。保险公司如何举证组件的失效或功率衰减是由组件在运输安装或运营维护中不当操作造成的隐裂或热斑所引起的？这其中的困难可想⽽知。
组件销售价格持续降低带来的质量风险
⽬前组件销售价格处在下降通道之中。这⼀⽅⾯得益于新材料技术持续改进，另⼀⽅⾯持续增加的市场产能带来的市场竞争也导致市场价格持续下降，同时政府对电站补贴的减少造成电站盈利能⼒下降，电站也会倒逼组件价格降低。
组件⾏业是周期性⾏业：⾏业盈利空间增⼤吸引资本进⼊造成产能不断扩张，产能扩张带来了市场竞
争的压⼒，市场竞争压⼒带来盈利能⼒的压⼒，企业亏损造成企业的破产，带来企业兼并重组。回顾组件⾏业的发展，会发现过去好多名字已经消失。在这过程中，组件制造商为了⽣存总
是试图降低成本，⽆论采⽤“原型”技术，还是采购低价的原材料，甚⾄企业管理⼈才的流失，都会带来产品质量问题。
si69管理２５年超长期限保险产⽣的庞⼤数据的挑战艾罐
太阳能组件产品的数据量惊⼈，1GW产能的组件⽣产线满负荷可以⽣产⼤约3,300,000块组件（以单个组件300W为例）。每个组件有唯⼀序列号，记录了组件的⽣产⽇期、所属⽣产⼚、所属⽣产线等信息，序列号同时是保险公司理赔时的依据。以5个⼚为例，每年的数据量为
16,500,000条组件序列号信息，5年的数据量就将80,000,000条组件序列号信息，10年数据量为160,000,000条组件序列号信息。如何管理这庞⼤的数据量是对保险公司巨⼤的挑战。
⽬前财产保险公司没有寿险公司建⽴的管理超长期限和庞⼤数据信息的平台。财产保险公司常见的长期业务如责任险和⼯程险的期限不过10年（如建筑质量缺陷保险）。２５年的时间会发⽣很多变化，如公司的架构、管理层的更迭，市场⼈、核保⼈、理赔⼈的流动。如何利⽤现有平台管理２５年庞⼤的数据、处理好这期间客户的理赔和服务是财产保险公司⾯临的挑战。
复杂的风险评估带来的不确定性
太阳能组件25年保证保险的风险评估涵盖了从上游到下游、从研发到制造、从原料质量控制到产品质量控制、从设备操作到维护、从质量控制到认证等全⽅位多维度的风险评估。另外，⽣产⼚不能控制的外部风险，如从运输到安装质量、从系统设计到电⽹特性、从环境条件到运维管理等，都会影响到太阳能组件是否能稳定运⾏25年。核保⼈不仅需要了解企业的今天，还要预测长达25年的未来，不仅需要了解组件的⽣产质量，还要预测长达⼀代⼈跨度期间的质量和效能变化。
对于传统企财险业务，如果承保期限仅是⼀年，可以逐年积累数据，以历史数据做参考，中间⼀旦出现风险判断偏差很容易在下⼀年度进⾏调整。很遗憾，我们没有25年完整数据可参考。⽽且保险期限25年意味着这是25年的单程票，⼀旦起保中间没有任何机会“中途下车”进⾏调整。我国组件的产能总量决定了这期间累积的风险总量惊⼈，⼀旦风险判断失误会对未来公司的盈利能⼒持续带来负⾯影响。寿险公司当年的“利差损”就是典型的教训，但其不可预测性的后果严重性要⼤⼤超过“利差损”带来的可预测的后果。
如何应对太阳能组件持续发展的技术挑战是核保⼈⾯临的最⼤挑战
25年的超长保险期间注定了组件保证保险不同于传统保险，⽆法⽤传统保险的经验和思维应对组件保证保险的风险。持续进步和发展的太阳能组件⾏业技术，需要核保⼈投⼊充分的时间和精⼒，与组件
⾏业的研究机构、实验室、认证机构和制造商⼀道研究持续变化的⾏业技术，以及⾏业技术带来的质量和可靠性风险。只有了解了风险的实质，才可能针对风险制定合理的保险条件和价格以及后期理赔程序。传统的利⽤历史数据制定保险⽅案的模式⽆法适⽤于组件质量保险。
筋膜放进B里面
组件技术的持续进步和价格持续降低给新能源⾏业的发展带来了机遇，把风险和挑战留给了保险⾏业，同时也是保险⾏业体现社会价值的机遇。（再）保险⾏业的核保⼈需要提⾼太阳能组件保
证保险的风险意识，投⼊资源认真研究太阳能组件⾏业技术，在充分理解风险的基础上建⽴合理的承保条件和承保策略。以此为基础（再）保险⾏业在保证⾃⾝健康发展同时助⼒以太阳能组件为代表的新能源⾏业健康发展，体现（再）保险⾏业的社会责任感和社会价值。
参考⽂献
[1]光伏参考.2016年第⼀期，总第35期.中国光伏⾏业协会⽹站
(www.doczj/doc/a9a20b076d175f0e7cd184254b35eefdc8d31514.html /)
[2]中国北极星电⼒⽹(www.doczj/doc/a9a20b076d175f0e7cd184254b35eefdc8d31514.html /)
[3]美国可再⽣能源实验室⽹站(www.doczj/doc/a9a20b076d175f0e7cd184254b35eefdc8d31514.html /)
[4]Dirk C.Jordan和Sarah R.Kurtz.Photovoltaic Degradation Rates—An Analytical Review. Journal Article NREL/JA-5200-51664 June 2012
[5]Marc K?ntges等.Review of Failures of Photovoltaic Modules.IEA PVPS Task 13 External final report IEA-PVPS March 2014 ISBN 978-3-906042-16-9
[7]张学彩.光伏组件制造⼯艺.专著.电⼦⼯业出版社.出版时间2015-1-1.ISBN9787121252921
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