光伏产业链及细分龙头全梳理!光伏发电成本持续下降推动光伏成为领先发电技术。2009-2021年光伏发电成本下降了90%,
光伏+储能解决方案的成本竞争力开始优于燃气电站。随着储能成本逐渐降低,越来越多的国家开始招标应用可再生能源+储能综合发电模式。而且,可再生能源+电池存储的协同应用模式也为电网调峰调频提供了新的解决方案。
在全球脱碳的大趋势下,光伏发电的成本优势凸显,已经成为最主要的增量可再生能源
。2021年全球可再生能源新增装机302GW,光伏新增装机168GW,占比56%。可是,从存量的角度看,2021年全球发电量中,光伏发电占比仅3.7%,可见,提升空间巨大。2021年全球GW级市场17个,未来预计将快速提升。今年以来,海内外光伏需求持续旺盛,2022年1-5月,我国累计新增光伏装机23.71GW,同比增长139%;2022年1-5月,我国光伏电池组件累计出口金额192.5亿美元,同比增加95.9%。
光伏产业可以分别为硅料、硅片、电池、组件和光伏系统等环节,其中硅料与硅片环节为产业上游,电池片与光伏组件为行业中游,下游为发电系统。
在硅料环节,工业硅被提纯成为光伏级多晶硅料;在硅片环节,多晶硅料被加工成为单晶硅棒或多晶硅锭,再经过截断、开方、切片等工艺,得到单晶硅片或多晶硅片;在电池片环节,硅片经过制绒清洗、扩散制结、刻蚀、化学气相沉积和丝网印刷、烧结等步骤,得到硅基光伏电池片;在组件环节,光伏电池片将与光伏胶膜、光伏玻璃背板等组装在一起,得到可以应用于下游光伏电站的光伏组件。电池片是太阳能发电的核心部件,通常分为单晶硅、多晶硅、和非晶硅电池片,由于晶体硅电池具有光电转换效率高、工艺成熟、原料储量丰富等优点,因此目前晶体硅电池片占有主要市场份额,并且以单晶硅为主。
根据统计,2021年国内多晶硅有效产能前四厂商分别为大全能源、通威股份、协鑫科技、新特能源,CR4市占率为66%。
龙头厂商纷纷布局大尺寸产品,大尺寸硅片成为光伏行业发展趋势。单晶182硅片作为当前的主流尺寸硅片,整体产量最大,单晶210硅片需求在增加。大尺寸硅片在硅片端可以降低单位长晶成本,在电池、组件、系统环节可以摊薄单瓦非硅成本,具有明显的经济效益。2021年,182mm及210mm尺寸合计占比由2020年的4.5%迅速增长至45%,预计2022年将接近75%。
按照产量口径,隆基绿能和TCL中环市占率合计超过50%。2020年以来,龙头企业扩产步伐加快。预计2022年,隆基绿能形成单晶硅片产能130GW,TCL中环形成单晶硅片产能140GW。垂直一体化厂商晶科能源、晶澳科技至2022年分别形成硅片产能50GW、43GW。随着新建产能的释放以及大尺寸产品的快速迭代,强者恒强的产业趋势愈加显著。
国内金刚线市场呈现一超多强格局,龙头一体化布局成本优势突出。2021年美畅股份市占率约61%,高测股份、恒星科技、岱勒新材等企业市占率在5%以上。
高价硅料+N型电池需求增长加快金刚线细线化进程。金刚线细线化是下游降本增效需求的必然趋势,目前行业单晶硅用金刚线μm产品已大批供货,随着N型电池硅片需求规模的提升,细线化进程有望进一步加速。同时由于细线对产品抗拉强度性能要求提高,钨丝线μm以下,优于碳钢丝线,且具备进一步细化的空间,钨丝作为金刚线母线材料的产业化应用有望加速。
光伏石英坩埚对原材料纯度及技术水平要求较高,国内企业快速成长。光伏坩埚用石英砂纯度需达到99.998%,高于光伏玻璃对纯度的要求。海外厂商主要为尤尼明和TQC
国内供应商以石英股份为主,公司目前总产能约4万吨,随着新建产能爬坡以及规划产能稳定推进,预计2023年底将超过6万吨,市占率大幅提升。硅片大型化趋势加快+N型电池进入产业化阶段,石英坩埚需求快速增长。硅片大型化趋势下,石英坩埚的尺寸增大,重量也相应增加。N型硅片对于硅料纯度要求更高,导致N型硅片更频繁地更换石英坩埚,单位耗量增加。光伏装机高速增长,由于需求结构性变化,石英需求增速高于行业增速,我们预计2022-2025年对光伏高纯石英石需求分别为6.9、9.9、12.9、16.9万吨,2021-2025四年CAGR为43%。
2021年,新建量产产线仍以PERC电池产线为主,PERC单晶电池平均转换效率达到23.1%,同比仅提升0.3pct。
N型电池硅片基底掺磷,几乎没有硼-氧对形成的复合中心损失,光致衰减得到极大优化。据德国知名太阳能研究所(ISFH)在2019年的报告分析,以Topcon和HIT为代表的N型电池理论极限效率远高于P型PERC电池,随着时间的推移和技术的逐渐成熟,N型电池有望实现更高的量产电池效率,N型电池的效率会逐步和P型电池拉开差异。
TOPCon与HJT实现效率提升的方式都是通过钝化降低少子表面复合速率。但TOPCon通过隧穿氧化层,HJT通过沉积非晶硅薄膜,方式差异导致各自工艺差别,从而导致两者商业化成本的差值。在量产成本上,能兼容PERC生产线的TOPCon比HJT领先一步。IBC的转换效率最高,且可与TOPCon/HJT等其他晶硅技术叠加,但量产难度较大,设备投资额较高。
随着全球光伏装机增速趋缓,组件环节品牌和渠道效应越来越强。全球前5名组件制造商基本维持稳定,2021年,隆基、天合、晶澳、晶科、阿特斯排名前五
组件龙头垂直一体化布局。光伏行业各龙头间技术差异不大,晶硅技术路线难以颠覆,因此垂直一体化成为提升盈利能力的重要途径,行业龙头纷纷布局硅片-电池片-组件一体化产能。
隆基绿能单晶硅片-电池片-组件产能分别达到105GW/37GW/60GW;晶科能源分别达到32.5GW/24GW/45GW;晶澳科技分别达到30GW/24GW/40GW;天合光能分别达到7GW/35GW/50GW。受海外贸易保护政策影响,我国光伏企业海外投资建厂节奏加快。据CPIA统计,我国已有近20家光伏企业通过合资、并购、投资等方式在海外布局产能,主要集中在越南、泰国、马来西亚等国家。其中,隆基绿能、晶科能源、晶澳科技、天合光能、东方日升在东南亚地区一体化产能布局相对领先。
白色增效EVA胶膜及POE胶膜产品具有性能优势,尤其是对双面双玻组件的增益作用,未来技术迭代产品渗透率将逐步提升,2021年白色增效EVA胶膜、POE胶膜及共挤型POE胶膜市占率分别约24%、9%、14%,至2025年非透明EVA胶膜占比有望提升至54.5%。
福斯特、海优新材、斯威克与赛伍技术位列行业前四,2021年行业CR4超85%,且龙头福斯特市占率超过50%。
龙头厂商存在显著的盈利能力优势,行业高集中度有望延续。相较于三四线小厂商,光伏胶膜龙头具有明显的盈利能力优势。以福斯特与赛伍技术为例,两者光伏胶膜业务存在约12%的毛利率差异,以及约9%的净利率差异。
光伏逆变器出口需求保持高增。2022年5月,我国逆变器出口金额约5.86亿美元,同比增长49%;2022年1-5月,我国逆变器出口金额约24.4亿美元,同比增长43%。
目前的光伏电站成本主要由光伏电站建设成本和运维成本构成,由于光伏发电不消耗燃料,因此运维成本较低。
电站建设成本由非技术成本、关键设备成本、建安费用和组件成本构成,其中组件成本占46%左右,非技术成本约14%,关键设备成本和建安费用合计占40%。目前单晶PERC大尺寸电池技术日趋成熟,光电转换效率不断提高,每瓦光伏组件所需原材料和制造成本均实现下滑,同时高转换效率的电池组件也能节省电站面积,减少发电站的建设成本,光伏发电成本实现大幅下降。根据润阳股份招股书数据,2020年全球光伏平准化发电成本较2010年下降约85%,并且最低中标记录也不断刷新。根据根据CPIA数据,
2021年全投资模型下地面光伏电站在1,800小时、1,500小时、1,200小时、1,000小时等效利用小时数的平准发电成本分别为0.21、0.25、0.31、0.37元/度,与全国脱硫燃煤电价平均值0.3624元/度相当。(2)分布式光伏占比逐渐提升
根据中商情报网数据,2021年我国分布式光伏累计装并网机量为107.5GW,占装机总量的35%,相对于2016年的13%具有明显提升。从新增装机量看,2021年我国分布式光伏新增装机量为29GW,占新增装机总量的53%,占比首次超过集中式装机
早期全球光伏产业主要集中在欧洲地区,2011年欧洲光伏新增装机量占全球总量的74%,随着欧洲债务危机爆发,欧洲地区对电力的需求也放缓,光伏装机速度开始下降。此后亚洲和北美地区的装机量开始逐渐增长,2013年亚洲新增装机量占全球的52.34%,首次超过欧洲地区。根据国际可再生能源署发布数据,2013年~2020年期间,中国新增装机容量总和占亚洲市场的63.33%,占全球新增装机总量的40.60%,中国市场已经是全球最大的光伏市场
,日本、印度、越南和韩国也是亚洲光伏市场的重要参与者。欧洲地区目前仍然在全球占有重要的市场地位,其中德国、意大利、西班牙、英国、法国、荷兰、乌克兰、比利时在2020年的累计装机件均超过5GW。北美地区主要以美国为主,2020年北美新增装机容量为16.11GW,其中美国贡献比例达92.44%,2020年墨西哥累计装机量为5.64GW。根据中商产业研究院数据,2020年中国、美国、越南、日本、澳大利亚新增装机量占全球的35.1%、15.35%、8.78%、4.82%、4.82%和3.59%。
我国科技发展迅速,光伏产业享受到技术面优势和政策面红利,得到了快速的发展,逐步得到全球市场的认可,取得了一定的国际竞争优势,已经具备全球最完整的光伏产业链
装机量增长迅速,2021年我国光伏累计装机量为306.56GW,同比增长21%,连续7年全球第一。2021年我国新增光伏发电并网装机容量约5300万千瓦,连续9年稳居世界首位。从零部件环节来看,2021年我国多晶硅产量50.5万吨,同比增长28.8%,连续11年全球第一。2021年我国光伏组件产量为182GW,连续15年全球第一。2021年我国硅片产量为227GW,同比增长40.7%,我国电池片产量为198GW,同比增长46.9%。由此可见,我国光伏产业规模处于全球绝对的领先地位。我国2021年新增装机量为54.93GW,同比增长14%。2022年一季度,我国光伏装机量同比增长22.9%,我国光伏行业仍然保持较高的景气度。
根据中国光伏协会数据,2021年多晶硅行业Top5产量平均为8.5万吨,合计市占率86.7%;硅片行业top5平均产量超过38GW,合计市占率84%;电池片行业TOP5平均产量超过21GW,合计市占率53.9%;组件行业top5平均产量超过23GW,合计市占率63.4%。总体而言,光伏各细分环节具有较高的集中度,其中多晶硅环节和硅片环节更为明显。
根据华经产业研究院数据,2021年我国电池片行业CR5为53.9%,CR5平均产量超过21GW,同比增长67.2%,国内产量5GW以上的企业为11家。从集中度来看,近年来CR5集中度逐渐提升,2021年略有放缓,集中度相对于组件、硅片等环节较低。2021年行业上游出现涨价,据PV InfoLink统计,2021年底166mm、182mm、210mm主流尺寸硅片均价较年初分别上涨55%、46%、46%,而相应尺寸的电池均价仅分别上涨22%,19%,16%,行业盈利能力下降。同时下游组件等企业的新电池片产能在下半年逐步释放,叠加单晶PERC产能过剩,专业电池片生产商发展空间受到挤压,利润端存在压力。
根据PV Infolink统计数据,2021年全球前五大电池片制造商为通威、爱旭、润阳、中宇和潞安
2021年通威股份高纯度晶硅产量全球第一,国内市占率22%,电池出货量连续5年全球第一,预计2023年通威股份高纯晶硅产能将达到35万吨,电池产能将达到80-100GW,继续引领行业发展。除去电池片专业制造商以外,隆基股份、天合光能、晶澳科技、晶科能源等组件生产商在光伏产业链多个环节进行布局,也具有电池片产能,但主要以自用为主,对外销售较少。06
5月18日,欧盟委员会“RepowerEU”能源计划正式发布:1)建议将2030年可再生能源的总体目标从40%提高到45%;2)到2025年光伏发电能力翻倍,到2030年安装总量达到600GW(2021年底165GW);3)实施太阳能屋顶计划,逐步实现新建公商业及住宅建筑上义务安装光伏组件的目标,同日欧盟委员会主席冯德莱恩发布推文,提议到2025年实现该目标。
第二批新能源大基地方案指出,到2030年规划建设风光基地总装机约455GW。其中,“十四五”时期规划建设风光基地总装机约200GW;“十五五”时期规划建设风光基地总装机约255GW。
2021年,我国分布式光伏装机达到29.2GW,同比增长88.39%,占比提升至55%,其中户用光伏新增装机达到21.5GW左右。在产业链价格相对高位的情况下,分布式光伏装机经济性更强。
中国新增装机量54.9GW、美国新增装机量26.9GW、欧盟新增装机量26.8GW,是全球前三大市场,中国仍然保持领先。根据IRENA预测,在现有各国的政策框架下,IRENA预测到2030年可再生能源装机容量将增加0.9TW,达到3.7TW。若要实现2030年全球升温控制在1.5°C的目标,2030年可再生能源装机需达到10.8TW,2050年进一步增长至27.8TW,并占90%的电力份额。IRENA在2019年预测全球2030年光伏累计装机量可达到2840GW,而2021年全球累计装机量仅为942GW,还有两倍以上的成长空间。根据CPIA预测数据,2022至2030年,全球光伏年新增装机量仍将保持增长,预计2030年新增装机量为315GW(保守)~366GW(乐观)。4、小结
总体而言,全球光伏行业仍具有较大的成长空间,同时各国也均推出较好的支持政策,未来行业持续增长的确定性非常高。


