高成长企业｜希森美克：开发自清洁纳米涂层解决光伏行业千亿存量市场运维痛点
发表时间：2024-10-08 06:03:27 来源：新闻中心
8月的暴风骤雨突然袭来。在广州黄埔华南新材料创新园（以下简称“华新园”）G11栋6楼的一间办公室内，透过窗户向外看，一块四年前涂上纳米涂层的玻璃表面上，雨水既不凝聚成水滴，也不成股流下，与旁边未处理、布满灰尘和雨痕的玻璃形成了鲜明对比。
将这块玻璃换作光伏玻璃面板，利用纳米涂层技术提升光伏电站的清洁度和光电转换效率，正是国际纳米涂层材料研发制造商——广州希森美克新材料科技有限公司（以下简称“希森美克”）董事长兼总经理蒋卫中在过去两年中的核心工作之一。
近年来，随着我们国家光伏研发和制造技术的快速进步，光伏板的转化效率在过去十年中几乎翻倍。然而，由于灰尘和污损导致的光伏电站效率下降问题，2023年全国光伏电站的平均弃光率达到了2%。国际能源署（IEA）Task13的一份报告说明，污染是目前全球太阳能光伏（PV）系统产量下降的最根本原因，预计每年因污染导致的PV能源产量损失在3%到5%之间，这相当于每年30亿至50亿欧元的经济损失，主要来自于运营和清洁成本的增加。这些污染问题不仅存在于赤道附近的非洲和亚洲地区，在高纬度地区则还面临着积雪覆盖的额外挑战。
从广州到全国16个省份，再到全球6大知名城市，都能够正常的看到广州希森美克新材料科技有限公司（以下简称“希森美克”）的产品大范围的应用。“我们要让所有灰尘重的地方不能离开希森美克的技术。”蒋卫中信心满满地说。
这家企业凭借自主研发的纳米涂层产品，具备自清洁、不沾灰、增透和耐磨等优异性能，已在家居、汽车和建筑等多个行业深耕多年。如今，在光伏行业竞争日益激烈之际，希森美克精准切入存量市场的运维痛点，致力于通过提升光伏电池的光电转换效率，实现“不沾尘埃，只增电力”的目标。
作为清洁、可再次生产的能源的代表，光伏在全球能源结构转型中发挥着关键作用。目前，中国光伏装机规模位居世界第一，装机量持续攀升。
根据中商产业研究院发布的《2024-2030年中国光伏电池行业未来市场发展的潜力预测及未来发展的新趋势研究报告》，2023年全国光伏发电累计装机容量达到609.49万兆瓦，同比增长55.2%。在2023年1至4月，累计装机容量已达到671.47万兆瓦，同比增长52.4%。
尽管光伏终端装机保持增长，但增速已开始放缓。随着光伏发电技术的进步，光伏产业链各制造环节产能迅速释放，供应链价格不断下滑，市场供需失衡。目前，全球光伏产业仍处于周期底部。在这一背景下，蒋卫中选择将重点放在存量市场的运维上，而非增量市场。
他介绍，光伏组件的常规使用的寿命通常为25年，其功率输出高度依赖于接收到的辐照度。然而，当光伏材料长期暴露在风、日晒和雨淋等恶劣户外环境中，其性能会逐渐退化，导致光电转换效率下降。
“沙尘暴、降尘、雨雪和鸟粪等污垢会遮挡光伏组件，降低发电效率，其中沙尘暴和降尘的影响最显著。这是电站效益和运维面临的长期挑战。”蒋卫中指出，每年因灰尘积累导致的发电量损失平均超过15%。风沙覆盖在光伏组件玻璃盖板上，在空气中的水蒸气和雨水冲刷作用下，颗粒物会从粉状积尘逐渐沉降为鳞状，最终被冲刷成沟状。这不仅降低了透光率，还可能会引起局部形成热斑，从而使光伏组件变成耗电装置。此外，不一样的地区的灰尘所含的化学成分可能会腐蚀玻璃盖板，使其表面变得粗糙，形成漫反射效应。无论是机器人清洗还是数字化运维，都难以完全解决这些问题。
希森美克自清洁增透纳米涂层的核心优点是其卓越的自清洁特性。蒋卫中介绍，这种涂层可以依据不同环境需求表现出亲水或疏水的特性，以此来实现自动清洁——亲水性涂层在降雨时可以使水珠均匀铺展，形成水膜，带走表面的灰尘和污垢；而疏水性涂层则能排斥水分和污垢，使水珠在表明产生球状并轻松滚落，携带污垢一并清除。这不仅大幅度的提高了光伏组件的清洁度，还有实际效果的减少了人工清洁的需求和成本。
以新疆和田地区为例。这里位于塔克拉玛干沙漠的南缘，光热资源丰富，地域广阔，风力强劲但降水稀少，为光伏产业的发展提供了得天独厚的条件。“然而，新疆的沙土具有一定的黏性，每逢沙尘暴，天空中便会下‘泥巴雨’，这些泥浆沉积在光伏面板上，清理难度极大，运维成本也随之增加。”蒋卫中解释称。
针对新疆地区的干热沙尘环境，希森美克经过8个月的研发，推出了3.0版本的纳米涂层技术，赋予其疏水自清洁、不沾灰和抗静电等特性。在不增加组件成本的前提下，该技术能够将清洗频率降低60%以上，增透性提升2%，同时保护光伏组件玻璃免受磨损。综合看来，每年可使光伏电站的发电量提升不低于5%，帮助存量光伏电站实现降本增效。
“施工了涂层的光伏面板，经雨水冲刷或风力吹拂即可轻松带走灰尘。实施工程的成本仅为进口涂层价格的一半，而产品的常规使用的寿命超过5年，远超国内外其他涂层产品2至3年的寿命。”蒋卫中表示，希森美克还开发了配套的清洁与涂装施工机器人，辅助光伏电站进行智能化施工，涂层在24小时内完全固化。目前，下一代融合多旋翼无人机技术的施工机器人也在研发中。
从海南到内蒙古，从福建到新疆，在低碳转型加速的背景下，提升存量市场太阳能发电效率的刚性需求，为新型光伏涂层技术带来了千亿级的市场机遇。蒋卫中保守估计，今年年底全国光伏发电累计装机容量将达到800万兆瓦。按照每兆瓦涂料施工收费7000万元计算，整个存量市场的潜在规模约为560亿元。光伏组件的常规使用的寿命一般为25年，而自清洁纳米涂层的寿命约为5年。按未来20年内每5年施工一次计算，仅现有存量光伏终端就能创造2240亿元的市场价值。
中国光伏行业协会预测，2024年全球新增光伏装机容量将在39000至43000万千瓦之间。在多重因素的推动下，预计2024年我国的光伏新增装机容量将继续维持在高位，未来全球光伏市场的前景依然十分广阔。作为产业链下游运维环节的重要制造商，蒋卫中对全球光伏市场的发展保持乐观态度。
走进希森美克公司的前台、展厅和办公室，随处可见用于亲疏水性测试的滴管和涂层样品，方便直观地向访客展示产品的自清洁和易清洁特性。
蒋卫中1999年硕士毕业于中山大学，师从前美国能源部专家李玉光教授，致力于光催化纳米技术在空气治理领域的产业化开发，并研究其在工业废水净化处理中的应用，是中国最早从事纳米二氧化钛改性研究的专家之一。2014年，他通过收购英国SYSMEK GMBH AG&CO LIMITED的纳米技术部门，并在国内合资成立了超疏（亲）水涂层应用中心，随后创立了希森美克公司，入驻华新园，专注于科技成果的转化。
尽管该技术具有巨大的发展的潜在能力，但像许多“瞪羚企业”一样，希森美克在创业初期也面临着资金的困境。蒋卫中回忆道，最初是华新园提供了400万元的天使轮投资，帮助希森美克建立了自己的实验室。在接下来的两三年中，华新园的支持和辅导使希森美克有机会参加中国创新创业大赛，并在第六届中国创新创业大赛新材料行业广州赛区中获得第二名，全国总决赛中排名第七。除了奖金外，公司还获得了广州科技金融创新投资控股有限公司超过1000万元的第二轮风险投资。2017年3月，希森美克成功挂牌广州股权交易中心新四板，进入了稳步发展的阶段。
在接下来的几年中，希森美克与美的、科勒、方太、海康威视、顾家家居等知名品牌展开合作，将纳米涂层技术带入千家万户，融入日常生活的每个方面——从不沾酸奶的盒子与瓶盖、不染重油污的抽油烟机和厨房水槽，到抗刮擦的3D车盾隐形车衣，以及减少摄像头与镜头反射和炫光的镀膜液……这些技术大范围的应用，极大地改善了用户的日常体验。
如今，希森美克将光伏行业作为新的战略抓手，逐步拓展其涵盖易清洁、自清洁和超清洁功能的纳米涂层产品体系。公司核心市场已从最初的消费领域扩展至光伏、风力发电、船舶和军工等行业，展现了更为广阔的应用前景。
希森美克转换赛道的契机，源于新能源汽车、锂电池和光伏产品等“新三样”的迅猛崛起。蒋卫中认为，只有紧抓风口、顺应趋势，才能在科学技术创新的赛道上领跑。在希森美克的产品功能开发中，常常面临“既要还要”的技术挑战——既要具备亲水性，也要具备疏水性；既要吸收光线，又要反射光线。为了应对这些看似矛盾的需求，希森美克组建了一支十余人的开发团队，分为四个项目小组，专攻不同应用领域的技术难点。
目前，希森美克正与中国科学院大学合作，开发下一代用于光伏电站的自清洁纳米涂层。这种创新涂层不仅保留了自清洁、亲水、疏水、抗静电和高耐磨等核心特性，还能够反射近红外线nm），透射可见光，从而大大降低光伏组件表面温度，帮助光伏电池保持稳定的发电功率。
“我们的研发不仅仅停留在理论层面，而是按照每个客户的实际应用需求，提供定制化的纳米涂层解决方案。”蒋卫中介绍道，希森美克的合作研发有两种主要渠道。一是协同创新与成果共有的科研合作模式。在这种模式下，希森美克与客户共同成立项目小组，客户提供一定的科研经费和应用场景，希森美克负责研发技术，双方一同拥有研发成果，并可以联合发表学术论文、申请知识产权保护或申报专项科研基金。二是定制化研发技术与采购承诺合作模式。在这种合作中，希森美克承担研发技术和资产金额的投入，客户则提供应用场景并承诺未来5至10年的采购量。
“合作共赢是行业可持续发展的关键，而技术创新则是让更多人受益的途径。”这是蒋卫中的创业理念。2023年，希森美克被评为广东省“专精特新”中小企业。今年年初，希森美克成功获得了半山创投数千万元的独家投资，顺利完成了B轮融资。
谈及全球光伏市场的变化，蒋卫中认为：“机遇在于技术创新与全球绿色转型的契合点。”全世界内的碳中和目标和清洁能源转型是光伏产业的长期推动力，随着光伏技术的成熟与应用场景的多样化，光伏行业正处于新的技术迭代期。未来的机遇不仅仅局限于传统的光伏发电领域，还包括光伏产业链上下游的智能化运维、储能技术、新材料的研发与应用，以及与其他清洁能源技术的融合发展。
“希森美克将继续深耕纳米涂层技术的创新应用，尤其是在光伏和风力发电领域，不仅要提升现有产品的性能，还要致力于开发智能化、低成本、长效的运维解决方案。此外，公司计划加大国际市场的布局，借助与全球科研机构的合作，推动技术标准的国际化，以更高的品质衡量准则服务全球客户。”对于下一步的发展规划，蒋卫中表示，未来5年内，希森美克计划通过加大研发投入，拓展技术应用领域，特别是在高端制造业、军工及海洋工程等新兴领域。同时将热情参加绿色金融和碳减排交易市场，以技术创新驱动经济效益与社会效益双重增长，推动光伏行业的可持续发展。
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