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光伏行業“終局”走向何方?

2021-03-16 08:50:55 日當正午

一文讀懂光伏行業投資方向。

行業概況

太陽能光伏發電是太陽能發電的重要分支,主要是指利用太陽能電池直接將太陽光能轉化為電能,而太陽能電池通常是利用半導體器件的光伏效應原理進行光電轉換。

按照光伏電池片的材質,太陽能電池大致可以分為兩類:一類是晶體硅太陽能電池,包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池;另一類是薄膜太陽能電池,主要包括非晶硅太陽能電池、碲化鎘太陽能電池以及銅銦鎵硒太陽能電池等。

晶硅電池相對于薄膜電池起步更早、效率更高。隨兩輪多晶硅價格的大幅下行,多晶電池片成本快速下降,更便宜的多晶硅電池組件,大幅降低了度電成本,成為目前光伏市場絕對主流。

行業規模及空間

中國是全球第一風電及光伏大國。截至2020年,中國光伏新增裝機已連續八年全球第一、累計裝機連續六年全球第一,并基本實現全產業鏈國產化。

光伏行業景氣周期在路上。整理國家能源局和光伏協會的消息,可以預計“十四五”期間(2021年-2025年),國內年均新增光伏裝機規模約為70-90GW,行業的總裝機量即將迎來一個爆發式的增長。

對于明后幾年確定性較高的領域,光伏是明年值得高度關注的細分方向之一。

行業所處階段

光伏產業興起于歐洲,后發動力在中國,平價市場在全球。光伏行業發展至今, 主要經歷了 4 個階段:

發展初期2004-2010年:新增裝機量年復合增速達81.0%,主要發展地在歐洲各國。光伏發電大規模產業化興起于 2004 年歐洲,以德國為首的歐洲各國推出政府補貼政策,推動光伏產業大規模商業化發展。

整理期 2011-2013 年:新增裝機量年復合增速達 12.8%。歐債危機導致歐洲各國政 府開始大幅降低光伏補貼,光伏投資收益率下行導致下游需求減少,早期行業上游快速擴張進一步加劇供需失衡。與此同時,美國、歐洲在 2011、2012 年相繼對 中國光伏產業發起“雙反”調查,致使光伏行業整體打擊慘重,2012 年全球光伏 新增裝機量首次下滑。

成長期 2014-2018 年:新增裝機量年復合增速達 22.1%,主要發展地在中國。2012 年,中國為應對美、歐“雙反”調查、加大光伏應用補貼力度,發布《太陽能發 電發展十二五規劃》,并于 2013 年 7 月正式發布《國務院關于促進光伏產業健康 發展的若干意見》,明確電價補貼標準和補貼年限。至此,中國接替主導光伏產 業發展的接力棒,開啟光伏產業的第二輪快速成長期。

平價期 2019-2025 年:主要發展地在全球。伴隨光伏工藝技術的不斷進步和成本 改善,光伏發電在很多國家已成為清潔、低碳、同時具備價格優勢的能源形式, 光伏開始進入全面平價期,全球光伏市場有望將開啟新一輪穩健增長。

行業“終局”及競爭格局

行業更新換代太快了,方向性的選擇也特別重要,過去,行業里有600多家電池企業,現在大的企業也只剩這么幾家了。事實上,技術變化不斷帶動了電池企業的洗牌與集中度的提升。

光伏是一個不斷追求效率提高成本下降的行業。單晶技術出現后,與多晶之間的轉換效率高下立判,但在初期,單晶面臨成本高的問題,隨著產業鏈不斷努力,單晶成本降低,對多晶的優勢逐步確立。不少業內人士預測,2020年應用單晶技術的產品市占率有望超過90%。

單晶取代多晶的過程中,有的巨頭倒下了,也有新的巨頭產生,例如,隆基股份就是單晶技術的典型代表。

回顧最近一段時間的技術熱點,可以看到,大硅片、異質結、顆粒硅紛紛受到追捧,光伏行業正處在不同環節多種技術路線交織、變革的時期。越是在技術變革期,行業的格局越容易重構,巨頭有巨頭的風險,而二三線企業也有彎道超車的機會。

就硅片環節來看,雖然市場仍在爭論到底是182硅片更好還是210硅片更好,但大尺寸硅片已經成為市場共識。如果時間退回到去年,硅片市場還是隆基股份與中環股份“雙寡頭”的天下,但是到了今年,硅片“新勢力”企業陸續崛起。

典型的代表是上機數控與京運通,11月至今,上機數控簽署了多個硅片供貨合同,涉及的總金額超過250億元,簽約對象包括天合光能、東方日升、阿特斯等。京運通最近也披露了78億元的硅片供貨合同。由此可見,“新勢力”們一定程度上正在逐步被認可。

對于“新勢力”企業而言,實現彎道超車的原因主要就是把握住了大硅片技術的切換周期。當然,從記者了解的情況來看,“新勢力”企業不愿意在182與210的硅片尺寸之爭中站隊,而是依據客戶的需求來定制生產。

相比之下,龍頭硅片廠商舊有產能保有量大,轉型步伐走起來或許不會那么快;此外,龍頭硅片廠商由于一體化布局的因素,可能還面臨獨立性不足的問題。由此,光伏企業在技術賽道切換中的風險與機會可見一斑。

光伏電池也處在深刻變化階段,目前PERC電池已進入成熟期,效率的瓶頸已經初現。異質結電池具有高效率、低衰減和低溫度系數的優勢,很可能是下一代主流電池技術。可以說,電池環節的技術路線切換會帶來一波新的浪潮,這足可以媲美單晶取代多晶的浪潮。

產業鏈結構

光伏產業鏈可分為硅料、硅片、光伏電池片、光伏組件、光伏系統五個環節。上游包括原料高純度多晶硅材料的生產,單晶硅和多晶硅的制造,硅片的生產。中游包括光伏電池,光伏組件(玻璃,支架等)以及逆變電器環節。下游是光伏發電的應用端,包括光伏電站和分布式發電。

光伏產業鏈上游:原料高純度多晶硅材料

硅料作為產業基礎原材料,早期曾被國外封鎖,2013年后在光伏產業政策的持續驅動下,國內多晶硅廠商技術突飛猛進、生產成本大幅下降,我國多晶硅行業呈現快速發展的趨勢。

2019年,我國多晶硅有效產能達46.6萬噸,產量達34.2萬噸,占全球總產量的67.3%,同比提升了9.2個百分點。2008-2019年,我國多晶硅產能和產量年復合增長率分別為48.80%和36.67%,多晶硅原料的供應已經不再是光伏太陽能產業發展的瓶頸。

硅料產能周期已過,且20年產業鏈價格大跌,降低硅料廠商擴產意愿,20年新增僅東方希望3萬噸,協鑫2萬噸,同時海外預計退出約10萬噸,21年擴產除了通威8萬噸(年末投產,還需考慮爬坡,對當年產量無貢獻),沒有其他新增產能。由于硅料環節擴產需1-2年,故未來硅料產能確定性很強。

晶體硅可分為單晶硅和多晶硅,兩者都具有金剛石晶格,具有金屬光澤、可導電,并且具有半導體性質。根據不同的硅原料,可制成不同類型的太陽能電池。

單晶硅電池具有高電池轉換率和良好的穩定性,但其成本高,早在20年前,單晶硅電池就突破了20%以上光電轉換效率的技術壁壘。

多晶硅電池成本低,但其轉換效率低于單晶硅太陽能電池。

光伏產業鏈中游:

光伏電池

太陽能電池主要包括晶硅電池和薄膜電池,靶材主要應用于薄膜太陽能電池的背電極環節以及HIT(異質結)電池的導體層。

晶體硅太陽能電池按照生產工藝不同可分為硅片涂覆型太陽能電池以及PVD工藝高轉化率硅片太陽能電池,其中硅片涂覆型太陽能電池的生產不使用濺射靶材。

目前靶材主要用于太陽能薄膜電池領域,而HIT作為PERC(鈍化發射極及背局域接觸電池)未來的替代技術,有望實現大規模量產,從而帶動靶材需求。

根據Pvinfolink數據顯示,光伏電池產量全球市占率排名前五的分別是通威10.1%、愛旭股份5.1%、晶澳5.1%、晶科5.1%、韓華4.9%。通威是連續三年成為全球產能及出貨量第一的獨立第三方電池企業。

光伏組件 - 光伏玻璃

光伏玻璃位于光伏產業鏈中游, 由于晶體硅電池片機械強度差,并且其電極很容易受到空氣中的水分和腐蝕性氣體的氧化和銹蝕,使得其在露天環境中的應用受到極大限制,所以通常利用光伏玻璃與背板通過EVA膠膜將電池片密封在中間,這樣可以保護電池不受水分、氧氣等氣體的氧化和腐蝕。之后再安裝鋁邊框與接線盒,由此封裝成太陽能電池組件。

光伏玻璃可分為三種主要類型:超白壓花玻璃、超白加工浮法玻璃及透明導電氧化物鍍膜(TCO)玻璃。一般而言,晶體硅光伏組件使用超白壓花玻璃或超白加工浮法玻璃。

一方面可以對太陽能電池起到保護作用,增加光伏組件的使用壽命。另一方面,由于超白壓花玻璃及超白加工浮法玻璃的含鐵量相對較低,透光率更高,能夠提高光伏組件的發電效率。

光伏玻璃產業高度集中,福萊特與信義光能市場占比約為58%,是光伏玻璃的領域的寡頭,競爭優勢明顯。

光伏組件--光伏支架:

光伏支架是太陽能光伏發電系統中為了支撐、固定、轉動光伏組件而設計安裝的特殊結構件。

光伏支架需要在特定環境下長期使用。具備較強的抗風壓、抗雪壓、抗震、抗腐蝕等機械性能,確保在風沙、雨、雪、地震等各種惡劣環境下正常運轉,并且使用壽命一般要求達到25年以上。需要滿足項目地的各項標準。

光伏電站設計核心為結構設計,整個光伏電站結構設計主要通過光伏支架實現,光伏支架在光伏電站建設中具有重要地位。

光伏支架投資成本低,CPIA預測2020-2025年我國固定式光伏轉動區分為固定支架和跟蹤支架。

在全球來看,目前美洲地區依舊是光伏跟蹤支架的主要市場,占全球跟蹤支架需求的一半以上。但近年來很多新興光伏市場,特別是亞洲、澳大利亞及非洲,跟蹤支架的需求也快速提升。

根據Wood Mackenzie統計,全球前七大跟蹤支架廠家只有中信博和Nclave為中資企業,其他均為歐美企業,作為國際市場的先發企業,NEXTracker市場占有率分別為33%、30%及29%,技術方案已深入人心、形成了一定的用戶習慣。

相比之下,作為光伏主要硬件國產化最后一步,中國光伏支架企業企業仍有較大的成長空間(國內跟蹤支架滲透率僅為10%),市場潛能較大但也同樣需要一定時間。

光伏逆變器:

目前國內逆變器、跟蹤支架廠商在全球份額仍遠不及光伏中游環節70-80%的市占率。

中長期看中國廠商具備產品更新迭代快,產業鏈、人工等優勢,隨著中國廠商在海外的品牌力逐漸增強,全球市占率有望持續提升。

中國逆變器龍頭廠商持續降本增效,產品性價比優勢凸顯并趕超海外企業,而海外部分廠商如Schneider(退出公用事業規模的逆變器業務)、ABB(向Fimer出售逆變器業務)等逐步退出市場,市場競爭格局改善。

下游:光伏發電的應用端

過去幾年,我國以集中式光伏發電系統為主,其主要原因是我國政策推動方面以國家主導為主,這種自上而下的政策和運行方式,更容易迅速推動集中式光伏系統的建設,直接導致現有光伏裝機中,集中式光伏發電系統占比較高。

中國分布式光伏發電系統的規模化應用起于2009年的“金太陽示范工程”和“光電建筑應用”,分布式受到國家重視,除了它靈活多變的形式外,分布式光伏主要在用戶側的優點越發凸顯。

光伏作為目前大力推廣發展的一種能源,在“雙循環”下將發揮重要的作用,迎來新的發展機遇。在內循環中,光伏發電作為可循環能源,可以保障能源供給。在外循環中,不斷升級、完善的光伏制造產業鏈將增強我國在國際市場的競爭力,推動光伏企業加快布局。

“十四五”期間光伏新增裝機量將達到約358.4GW,年均約71.7GW, 比“十三五”期間年均裝機量增長約78%,光伏全產業鏈各個環節如分布式光伏、BIPV、光儲一體化等項目將迎來加速發展期。

中央經濟工作會議首提碳中和、能源局表態2021年風、光裝機120Gw,均助推行業估值中樞進一步抬升。




責任編輯: 李穎

標簽:光伏行業,光伏產業鏈