Biến tần của Trung Quốc đã tăng mạnh trên thị trường quốc tế

Là một trong những thành phần cốt lõi của hệ thống quang điện, biến tần quang điện không chỉ có chức năng chuyển đổi DC/AC mà còn có chức năng tối đa hóa hiệu suất của pin mặt trời và chức năng bảo vệ sự cố hệ thống, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát điện của hệ thống quang điện mặt trời.

Năm 2003, Sungrow Power, do Cao Nhân Hiền, hiệu trưởng trường đại học, dẫn đầu, đã cho ra mắt bộ biến tần quang điện nối lưới 10kW đầu tiên của Trung Quốc, sở hữu bản quyền sở hữu trí tuệ độc lập. Tuy nhiên, cho đến năm 2009, số lượng doanh nghiệp sản xuất biến tần tại Trung Quốc rất ít, phần lớn thiết bị đều phải nhập khẩu. Nhiều thương hiệu nước ngoài như Emerson, SMA, Siemens, Schneider và ABB được đánh giá cao.

Trong thập kỷ qua, ngành công nghiệp biến tần của Trung Quốc đã có những bước phát triển vượt bậc. Năm 2010, 10 biến tần quang điện hàng đầu thế giới đều do các thương hiệu châu Âu và Mỹ thống trị. Tuy nhiên, đến năm 2021, theo dữ liệu xếp hạng thị phần biến tần, các doanh nghiệp biến tần Trung Quốc đã vươn lên dẫn đầu thế giới.

Vào tháng 6 năm 2022, IHS Markit, một tổ chức nghiên cứu uy tín toàn cầu, đã công bố bảng xếp hạng thị trường biến tần quang điện toàn cầu năm 2021. Trong bảng xếp hạng này, thứ hạng của các doanh nghiệp biến tần quang điện Trung Quốc đã có nhiều thay đổi.

Kể từ năm 2015, Sungrow Power và Huawei đã là hai công ty dẫn đầu về doanh số biến tần quang điện toàn cầu. Tổng cộng, họ chiếm hơn 40% thị trường biến tần toàn cầu. Công ty SMA của Đức, vốn được coi là chuẩn mực cho các doanh nghiệp biến tần quang điện của Trung Quốc trong lịch sử, đã tụt hạng từ vị trí thứ ba xuống thứ năm trên thị trường biến tần toàn cầu năm 2021. Và Jinlang Technology, công ty biến tần quang điện Trung Quốc thứ bảy trong năm 2020, đã vượt qua công ty biến tần cũ và được thăng hạng lên top ba "ngôi sao đang lên" trên thế giới.

Các doanh nghiệp biến tần quang điện của Trung Quốc cuối cùng đã lọt vào top ba thế giới, hình thành nên mô hình “chân máy” thế hệ mới. Ngoài ra, các nhà sản xuất biến tần đại diện bởi Jinlang, Guriwat và Goodway đã tăng tốc độ vươn ra biển và được sử dụng rộng rãi tại Châu Âu, Hoa Kỳ, Mỹ Latinh và các thị trường khác; các nhà sản xuất nước ngoài như SMA, PE và SolerEdge vẫn bám trụ tại các thị trường khu vực như Châu Âu, Hoa Kỳ và Brazil, nhưng thị phần đã giảm đáng kể.

Tăng nhanh

Trước năm 2012, do sự bùng nổ của thị trường quang điện ở Châu Âu, Hoa Kỳ và các quốc gia khác cùng với sự gia tăng liên tục của công suất lắp đặt, thị trường biến tần quang điện đã bị các doanh nghiệp Châu Âu thống trị. Vào thời điểm đó, doanh nghiệp biến tần Đức SMA chiếm 22% thị phần biến tần toàn cầu. Trong giai đoạn này, các doanh nghiệp quang điện sớm của Trung Quốc đã tận dụng xu hướng này và bắt đầu nổi lên trên trường quốc tế. Sau năm 2011, thị trường quang điện ở Châu Âu bắt đầu chuyển dịch, và thị trường ở Úc và Bắc Mỹ đã bùng nổ. Các doanh nghiệp biến tần trong nước cũng nhanh chóng theo kịp. Có báo cáo rằng vào năm 2012, các doanh nghiệp biến tần Trung Quốc chiếm hơn 50% thị phần tại Úc với lợi thế về hiệu suất chi phí cao.

Từ năm 2013, chính phủ Trung Quốc đã ban hành chính sách giá điện chuẩn, các dự án trong nước liên tiếp được triển khai. Thị trường quang điện của Trung Quốc đã bước vào giai đoạn phát triển nhanh chóng, dần thay thế châu Âu trở thành thị trường lắp đặt quang điện lớn nhất thế giới. Trong bối cảnh đó, nguồn cung biến tần tập trung đang khan hiếm, thị phần từng gần 90%. Hiện tại, Huawei đã quyết định tham gia thị trường với biến tần nối tiếp, có thể coi là một "cuộc đảo ngược kép" giữa thị trường Biển Đỏ và các sản phẩm chủ đạo.

Việc Huawei gia nhập lĩnh vực biến tần quang điện, một mặt, tập trung vào triển vọng phát triển rộng lớn của ngành công nghiệp quang điện. Đồng thời, việc sản xuất biến tần có những điểm tương đồng với mảng kinh doanh thiết bị truyền thông và quản lý điện năng “ngân hàng cũ” của Huawei. Họ có thể nhanh chóng sao chép những lợi thế của công nghệ di chuyển và chuỗi cung ứng, nhập khẩu các nhà cung cấp hiện có, giảm đáng kể chi phí nghiên cứu phát triển và mua sắm biến tần, đồng thời nhanh chóng tạo ra lợi thế.

Năm 2015, Huawei dẫn đầu thị trường biến tần quang điện toàn cầu, và Sungrow Power cũng lần đầu tiên vượt qua SMA. Cho đến nay, biến tần quang điện của Trung Quốc cuối cùng đã giành được hai vị trí dẫn đầu thế giới và hoàn thành một cuộc chơi "biến tần".

Từ năm 2015 đến năm 2018, các nhà sản xuất biến tần quang điện trong nước tiếp tục tăng trưởng và nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường nhờ lợi thế về giá. Thị phần của các nhà sản xuất biến tần thương hiệu cũ nước ngoài tiếp tục bị ảnh hưởng. Trong lĩnh vực điện nhỏ, SolarEdge, Enphase và các nhà sản xuất biến tần cao cấp khác vẫn có thể chiếm lĩnh một thị phần nhất định nhờ lợi thế về thương hiệu và kênh phân phối, trong khi trên thị trường nhà máy điện quang điện quy mô lớn với sự cạnh tranh khốc liệt về giá, thị phần của các nhà sản xuất biến tần cũ của châu Âu và Nhật Bản như SMA, ABB, Schneider, TMEIC, Omron, v.v. đang suy giảm.

Sau năm 2018, một số nhà sản xuất biến tần nước ngoài đã bắt đầu rút khỏi mảng kinh doanh biến tần quang điện. Đối với các tập đoàn điện lớn, biến tần quang điện chỉ chiếm tỷ trọng tương đối nhỏ trong hoạt động kinh doanh của họ. ABB, Schneider và các nhà sản xuất biến tần khác cũng đã lần lượt rút khỏi mảng kinh doanh biến tần.

Các nhà sản xuất biến tần Trung Quốc bắt đầu đẩy nhanh việc bố trí thị trường nước ngoài. Ngày 27 tháng 7 năm 2018, Sungrow Power đã đưa vào hoạt động một cơ sở sản xuất biến tần với công suất lên tới 3GW tại Ấn Độ. Sau đó, vào ngày 27 tháng 8, công ty đã thành lập một trung tâm dịch vụ toàn diện tại Hoa Kỳ để tăng cường năng lực dự trữ hàng dự phòng và dịch vụ hậu mãi ở nước ngoài. Đồng thời, Huawei, Shangneng, Guriwat, Jinlang, Goodway và các nhà sản xuất khác cũng đã đẩy mạnh việc củng cố và mở rộng bố trí ở nước ngoài. Đồng thời, các thương hiệu như Sanjing Electric, Shouhang New Energy và Mosuo Power cũng bắt đầu tìm kiếm cơ hội mới ở nước ngoài.

Xét theo mô hình thị trường nước ngoài, các doanh nghiệp thương hiệu và khách hàng trên thị trường hiện tại về cơ bản đã đạt được sự cân bằng nhất định về cung cầu, và mô hình thị trường quốc tế cũng đã cơ bản được củng cố. Tuy nhiên, một số thị trường mới nổi vẫn đang trên đà phát triển tích cực và có thể đạt được những đột phá nhất định. Sự phát triển liên tục của các thị trường mới nổi ở nước ngoài sẽ mang lại động lực mới cho các doanh nghiệp biến tần Trung Quốc.

Kể từ năm 2016, các nhà sản xuất biến tần Trung Quốc đã chiếm lĩnh vị trí dẫn đầu trên thị trường biến tần quang điện thế giới. Hai yếu tố song hành là đổi mới công nghệ và ứng dụng quy mô lớn đã thúc đẩy sự giảm nhanh chóng chi phí của tất cả các mắt xích trong chuỗi ngành công nghiệp quang điện, và chi phí của hệ thống quang điện đã giảm hơn 90% trong 10 năm. Là thiết bị cốt lõi của hệ thống quang điện, chi phí của biến tần quang điện trên mỗi watt đã giảm dần trong 10 năm qua, từ hơn 1 nhân dân tệ/W trong giai đoạn đầu xuống còn khoảng 0,1-0,2 nhân dân tệ/W vào năm 2021, và chỉ còn khoảng 1/10 so với 10 năm trước.

Tăng tốc phân khúc

Trong giai đoạn đầu phát triển quang điện, các nhà sản xuất biến tần tập trung vào việc giảm chi phí thiết bị, tối ưu hóa theo dõi công suất tối đa và chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ và việc nâng cấp ứng dụng hệ thống, biến tần đã tích hợp nhiều chức năng hơn, chẳng hạn như bảo vệ và sửa chữa PID linh kiện, tích hợp với hỗ trợ theo dõi, hệ thống làm sạch và các thiết bị ngoại vi khác, nhằm cải thiện hiệu suất của toàn bộ nhà máy điện quang điện và đảm bảo tối đa hóa thu nhập từ sản xuất điện.

Trong thập kỷ qua, phạm vi ứng dụng của biến tần ngày càng mở rộng, đòi hỏi phải đối mặt với nhiều môi trường địa lý phức tạp và thời tiết khắc nghiệt, chẳng hạn như nhiệt độ cao ở sa mạc, độ ẩm cao ngoài khơi và sương muối dày đặc. Một mặt, biến tần cần đáp ứng nhu cầu tản nhiệt, mặt khác, cần cải thiện mức độ bảo vệ để ứng phó với môi trường khắc nghiệt, điều này chắc chắn đặt ra những yêu cầu cao hơn về thiết kế cấu trúc và công nghệ vật liệu của biến tần.

Trong bối cảnh các nhà phát triển yêu cầu cao về chất lượng và hiệu quả phát điện, ngành biến tần quang điện đang phát triển theo hướng độ tin cậy cao hơn, hiệu suất chuyển đổi cao hơn và chi phí thấp.

Sự cạnh tranh khốc liệt trên thị trường đã thúc đẩy việc nâng cấp công nghệ liên tục. Khoảng năm 2010, cấu trúc mạch chính của biến tần quang điện là mạch hai cấp, với hiệu suất chuyển đổi khoảng 97%. Hiện nay, hiệu suất tối đa của biến tần của các nhà sản xuất chính thống trên thế giới nhìn chung đã vượt quá 99%, và mục tiêu tiếp theo là 99,5%. Trong nửa cuối năm 2020, các mô-đun quang điện đã ra mắt các mô-đun công suất cao dựa trên kích thước chip silicon 182mm và 210mm. Trong vòng chưa đầy nửa năm, một số doanh nghiệp như Huawei, Sungrow Power, TBEA, Kehua Digital Energy, Hewang, Guriwat và Jinlang Technology đã nhanh chóng và liên tiếp ra mắt các biến tần nối tiếp công suất cao phù hợp với họ.

Theo dữ liệu của Hiệp hội Công nghiệp Quang điện Trung Quốc, hiện nay, thị trường biến tần quang điện trong nước vẫn chủ yếu là biến tần chuỗi và biến tần tập trung, trong khi các loại biến tần vi mô và phân tán khác chiếm tỷ trọng tương đối nhỏ. Với sự tăng trưởng nhanh chóng của thị trường quang điện phân tán và tỷ lệ biến tần chuỗi trong các nhà máy điện quang điện tập trung ngày càng tăng, tỷ lệ biến tần chuỗi nói chung đã tăng qua từng năm, vượt quá 60% vào năm 2020, trong khi tỷ lệ biến tần tập trung chỉ dưới 30%. Trong tương lai, với việc ứng dụng rộng rãi biến tần nối tiếp trong các nhà máy điện mặt đất quy mô lớn, thị phần của chúng sẽ còn tăng hơn nữa.

Xét về cấu trúc thị trường biến tần, bố cục của các nhà sản xuất khác nhau cho thấy nguồn cung cấp điện mặt trời và các sản phẩm SMA đã hoàn thiện, bao gồm cả mảng kinh doanh biến tần tập trung và biến tần nối tiếp. Power Electronics và Shangneng Electric chủ yếu sử dụng biến tần tập trung. Huawei, SolarEdge, Jinlang Technology và Goodway đều sử dụng biến tần chuỗi, trong đó sản phẩm của Huawei chủ yếu là biến tần chuỗi cỡ lớn cho các nhà máy điện mặt đất quy mô lớn và hệ thống quang điện công nghiệp và thương mại, trong khi ba công ty sau chủ yếu dành cho thị trường hộ gia đình. Emphase, Hemai và Yuneng Technology chủ yếu sử dụng biến tần vi mô.

Trên thị trường toàn cầu, biến tần nối tiếp và biến tần tập trung là hai loại chính. Tại Trung Quốc, thị phần của biến tần tập trung và biến tần nối tiếp ổn định ở mức hơn 90%.

Trong tương lai, sự phát triển của biến tần sẽ đa dạng hơn. Một mặt, các loại hình ứng dụng của nhà máy điện mặt trời đang ngày càng đa dạng, với nhiều ứng dụng khác nhau như sa mạc, biển, mái nhà phân tán và BIPV đang gia tăng, cùng với các yêu cầu khác nhau đối với biến tần. Mặt khác, sự phát triển nhanh chóng của điện tử công suất, linh kiện và các công nghệ mới khác, cũng như sự tích hợp với AI, dữ liệu lớn, Internet và các công nghệ khác, cũng thúc đẩy sự phát triển không ngừng của ngành công nghiệp biến tần. Biến tần đang phát triển theo hướng hiệu suất cao hơn, mức công suất cao hơn, điện áp DC cao hơn, thông minh hơn, an toàn hơn, khả năng thích ứng với môi trường mạnh mẽ hơn và vận hành và bảo trì thân thiện hơn.

Ngoài ra, với việc ứng dụng năng lượng tái tạo trên quy mô lớn trên thế giới, tỷ lệ thâm nhập quang điện (PV) đang ngày càng tăng, biến tần cần có khả năng hỗ trợ lưới điện mạnh hơn để đáp ứng yêu cầu vận hành ổn định và phản ứng điều độ nhanh chóng của lưới điện yếu. Tích hợp lưu trữ quang, tích hợp lưu trữ và sạc quang, sản xuất hydro quang điện và các ứng dụng tích hợp khác cũng sẽ dần trở thành một phương thức quan trọng, và biến tần sẽ mở ra không gian phát triển rộng lớn hơn.