当前位置: 玻璃 >> 玻璃前景 >> 光伏行业专题报告2022年光伏行业供需及
(报告出品方/作者:英大证券,刘杰)
一、太阳能电池工作原理及产业链
太阳能电池工作原理的基础是半导体的光伏效应,所谓光伏效应是指当物体收到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。对半导体进行掺杂形成P-N结,该P-N结形成内建电场(扩散运动),将光照下产生的光生载流子(电子-空穴对)进行分离,分别被正面和背面的金属电极收集,接通外部的电路形成电流。
通常将光伏产业链主要划分为三个环节,分别是产业链上游(晶体硅的采集和硅锭、硅棒、硅片的加工制造),产业链中游(光伏电池和光伏组件),产业链下游(光伏电站系统的集成和运营(集中式电站和分布式光伏),此外还涉及光伏玻璃、胶膜、支架等辅材环节。
二、光伏市场需求
(一)全球:年全球光伏新增装机同比增长30.4%,高于年水平
从需求端看,根据TrendForce数据,年预计全球光伏新增装机超过GW,同比增速30.4%,比年21.4%高出9个百分点,增长主要受亚太地区拉动,其中:亚太、美洲、欧洲新增装机分别达到、49、39GW,同比增速分别为39.7%、10.6%、24.0%。6月TrendForce数据将全球光伏新增装机目标调整为GW,同比增长41.18%。
欧盟:俄乌冲突带来的全球能源危机加快欧盟能源转型和能源独立,5月欧盟委员会公布了“欧盟再生能源计划”(REPowerEUPlan),并将其在“Fitfor55(FF55)”一揽子计划下的可再生能源目标从之前的40%提高到年的45%,落实到太阳能发电上,计划到年欧盟整体光伏累计装机达到GW,是年(.1GW)的两倍,年达到GW。预计-年与-年两个时间段年均新增装机分别达到40.5GW与56GW,相较目前欧盟新增装机存在明显中枢提升。
美国:今年3月,美国商务部对在柬埔寨、马来西亚、泰国和越南经营的中国企业生产的光伏组件展开反倾销调查。6月6日,白宫正式声明,美国将对从柬埔寨、马来西亚、泰国和越南采购的太阳能组件给予24个月的关税豁免,美国允许在公共土地上部署更多清洁能源项目,并向城市和农村地区推广;将通过高薪工作支持太阳能劳动力市场的多元化;为盟国建立有弹性的清洁能源制造供应链;另外还在波多黎各投资推进数十个太阳能项目。反倾销调查导致美国多个项目并网时间从年推迟到年或更晚,预计年美国光伏新增装机26GW。根据Rystadenergy数据,年东南亚四国的光伏组件占美国进口太阳能装机容量的85%。
(二)国内:集中式和分布式并重,全年光伏发电新增并网超过1亿千瓦,是年的两倍。
1.年分布式光伏快速发展进入新的阶段
年光伏发电新增装机万千瓦,创近四年新高,其中分布式新增约万千瓦,占新增光伏发电装机的占比超过一半。“十三五”期间受三北弃风弃光以及中东部地方光伏补贴影响,分布式光伏得到加快增长。进入年以来,随着我国碳达峰碳中和下整县分布式光伏开发试点的推进,分布式光伏步入新的快速发展阶段,成为“十四五”期间拉动新能源增长重要驱动力之一。
2.大基地开发+整县分布式,年-年集中投产,年国内装机大概率超过万千瓦
根据“十四五”现代能源体系规划,到年,非化石能源消费比重提高到20%左右,非化石能源发电量比重达到39%左右。在大基地开发方面:年11月第一批大型风光基地建设:合计万千瓦,年投产万千瓦(按光伏占比50%,则万千瓦)年12月第二批大型风光基地建设《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》:“十四五”规划建设规模2亿千瓦;“十五五”规划建设规模2.55亿千瓦(按光伏占比50%,年预计万千瓦)
光伏整县开发方面:年6月能源局征求整县(市、区)分布式光伏开发试点申报。要求党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。年9月国家能源局公布个整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点,并提出,年底前,试点地区各类屋顶安装光伏发电的比例均达到《通知》要求的,列为整县(市、区)屋顶分布式光伏开发示范县。以单个20万千瓦,累计超过1.3亿千瓦,按4年折算,年均新增0万千瓦。鉴于全国有多个县级单位,此次申报的示范县数量约占全国比例的25%左右,未来仍有潜力。
整县分布式光伏开发将以往分布式光伏由用户自发自愿建设模式转变为由政府推动、央国企主导、央国企和民企合作的推进模式。在政企合作、补贴缓退、市场化交易等政策支撑下,市场主体的参与意愿强烈,已有20多个省下发落实文件,县域光伏呈现快速发展势头。在市场上主体上,央企国企加速布局县域分布式光伏。例如,山东省以“一企一县”的方式;河南提出“1+1+X”的整县推进服务机制,即由1家大型能源企业作为牵头单位,负责提供资金、专业人员,协助地方摸排资源、编制方案、统筹推进项目建设,1家政策型银行等金融机构与牵头企业合作,提供绿色信贷支持,若干属地平台公司等根据产业链分工,参与屋顶资源协调落实、运行维护、信息监测、平台搭建等;甘肃提出“3+10+X”开发思路,以一个企业建设一个县的建设模式涉及全省46个县,按照一次规划、分批实施原则,计划在“十四五”时期全部建成并网发电。
在开发形式上,利用多种形式开发光伏风电项目。除屋顶光伏外,与农业生产相结合,开发农光互补、渔光互补、牧光互补,利用污水垃圾处理厂、废弃矿区、农户院内搭建阳光棚等方式。在交易方式上,鼓励开展分布式发电市场化交易。在商业模式上,采用租赁、合约购等方式,解决农户安装成本的痛点。在接入上,主要为三种模式,一是分散就近接入,二是汇集集中接入,三是以源网荷储一体化的并网型微电网模式接入。年6月,国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》。年全国可再生能源、非水可再生能源消纳权重分别为29.4%、13.7%。年要达到33%和18%,则可再生能源、非水可再生能源消纳权重年均提高0.9%、1.08%。我国年全社会用电量亿千瓦时,按照年均增长4-4.5%计算,到年我国全国用电量为-亿千瓦时,对应非水可再生能源年发电量为-亿千瓦时,较年增加-亿千瓦时,则需新增加GW上下的风光装量。根据我国风电、光伏产业的发展情况,-年年均新增装机量将远超GW/年。
三、光伏市场供给
(一)硅料产能释放带动产业链健康回归和价格回落
从供给端看,硅料环节仍是产业链瓶颈相比其他环节,年以来,硅料价格上涨,特别是年下半年以来,年有所缓解,但仍维持在高位,且近期呈现上行趋势。
硅料环节紧缺导致产业链利润分配主要集中在上游。以通威为例,近两年硅料环节毛利率大幅提升,年毛利率提高了6.3个百分点,年提高了32.0个百分点,毛利率几乎翻番;电池及组件环节毛利率由年的20.2%下降到年的8.81%,下降幅度接近60%。以隆基为例,硅片硅棒环节,毛利率由年的31.7%下降为年的27.6%,下降了4.1个百分点,组件和电池片环节由年的24.6%下降为年的17.1%,下降了7.5个百分点。
以年度看,年硅料环节产能同比增长8.8%,远低于硅片85%,电池片50%以及组件66%的产能增长,导致硅料环节供需偏紧,年硅料环节产能同比增长83%,远高于硅片35%,电池片34%以及组件25%的产能增长,但年-年两年硅料、硅片、电池片、组件四个环节产能年均增长41%、58%、41%和43%,硅片环节明显高于其他环节,因此年硅料供应能力相较去年明显改善,但鉴于投产爬坡等因素影响,供需匹配预期可能会低于预期,预计年仍相对偏紧。
(二)产业链各环节高度集中,行业龙头持续受益行业高速增长
随着双碳下行业发展确定性的广泛认知,行业内相关企业加快产能扩张并一体化布局,同时跨界资本布局产业链,加速整个行业的优胜劣汰和产业集中度的提升。预计年硅料、硅片、电池片、组件市场前五产能市场集中度分别为75%、67%、44%、60%,市场前十产能市场集中度分别为97%、87%、65%和82%。硅料环节是典型重资产环节,投产周期较长,在当前供需形势下,市场集中度持续提升;硅片环节技术相对稳定且明确,行业龙头具有明显的产能、技术和品牌优势,但随着新进入者,市场竞争激烈,优胜劣汰,部分中小企业存在加大生存压力;电池片环节市场集中度相对较低,N型技术快速推进,市场竞争激烈,行业龙头强者恒强;组件环节直接与光伏电站企业对接,是最熟悉客户需求的领域,也是一体化运营企业的布局重点,市场格局相对稳定,有利于发挥产业链协同优势。
四、硅料:供需全年仍偏紧,棒状硅仍占有绝对优势
(一)行业龙头扩产,但全年仍偏紧
根据需求测算,我们可以看到年硅料存在供需缺口,年有所缓解,但仍偏紧。预计硅料价格全年价格将维持在高位,大概率在维持在35美元/千克之上,行业龙头年预计营收保持快速增长,大概率超预期。
(二)棒状硅短期内仍占有绝对优势
主流的多晶硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷流化床法,产品形态分别为棒状硅和颗粒硅,年棒状硅市场占有率接近96%。目前市场新增产能主要采用有改良西门子法。
根据亚洲硅业招股说明书,N型硅片对上游多晶硅材料的品质要求高于P型,特别是在痕量重金属和微量碳杂质含量上,基本上P型硅片必须使用电子三级以上的多晶硅原料,而N型硅片必须使用电子二级以上的多晶硅原料,与半导体集成电路用电子一级标准接近。改良西门子法生产工艺相对成熟、质量稳定,未来一段时间仍为主要生产工艺。
(三)颗粒硅优势明显,市场率有望稳步提升
根据协鑫公布数据显示,FBR颗粒硅与传统工艺相比,具有工艺流程短(3模块vs6模块)、反应温度低(度vs0度)等优点,单位投资强度、动力电消耗、人力成本、氢消耗均分别下降30%、70%、65%、40%。综合生产成本较棒状硅相比下降约30%,颗粒硅主要作为掺杂使用,掺杂比例低于30%,但鉴于颗粒硅成本优势,且理论上能够达到N型用料需求,能够达到电子级标准,扩大量产规模的同时提升技术优势,有望在需求端继续扩大市场占有率。颗粒硅目前存在的氢跳、颗粒硅撞击器壁等问题需要在规模化应用中逐步解决。
五、硅片:行业格局稳定,龙头企业强者恒强
(一)N型单晶硅持续放量
年,单晶硅片(p型+n型)市场占比约94.5%,其中p型单晶硅片市场占比由年的86.9%增长到90.4%,n型单晶硅片约4.1%。随着下游对单晶产品的需求增大,单晶硅片市场占比也将进一步增大,且n型单晶硅片占比将持续提升。多晶硅片的市场份额由年的9.3%下降至年的5.2%,未来呈逐步下降趋势。
(二)mm和mm迅速成为市场主流
根据中国光伏协会,年市场上.75mm、mm、.75mm、mm、mm、mm等硅片尺寸种类各占有一定的市场份额。目前mm和mm尺寸持续快速提升,由年的4.5%增长到年的46%,预计年将超过80%,迅速成为主流,mm和mm市场渗透率有望超预期。
(三)薄片化加速
伴随着今年硅料短缺与硅料价格的一路攀升,薄片化推进提速,据隆基会议上分享,目前P型M10主流厚度已降至-um;中环展示的薄片化技术路线图显示年G12P型的厚度为um。根据中国光伏协会数据,预计P型硅片厚度由当前的um降低到年的um,TOPCon电池的n型硅片厚度由当前的um降低到年的um,异质结电池的n型硅片厚度由当前的um降低到年的um左右,年均下降幅度分别为2.3%、3.2%和5.4%。(报告来源:未来智库)
(四)市场格局强者恒强
大尺寸硅片优势明显,且得到下游企业认可:根据中环对外公开数据,硅片对比单瓦成本低14%,对比单位成本低27%;电池组件对比低0.08元/瓦、对比低0.元/瓦;W作为入门级产品,W是目前的上限产品,系统BOS成本W+产品,对比W低0.08元/瓦、对比W低0.15元/瓦。大尺寸组件的应用亦可明显摊低光伏系统BOS成本,根据中环股份测算,采用W+的尺寸组件相较于常规W组件的光伏系统,可降低BOS成本0.15-0.2元/W,且可降低项目LCOE约5%。根据华能年第一批2GW组件招标看,大尺寸占比85%,根据国电投年第一批4.5GW组件招标看,大尺寸占比93.3%。
从整体看,单晶硅片行业产能或结构性过剩,但大尺寸硅片降本增效优势明显,且得到下游企业认可,M10、G12供应或保持阶段性偏紧状态,有望在行业激烈竞争中保持相对竞争优势。以隆基、中环为主的行业龙头具有工艺、管控和技术的优势,有望强者恒强,维持行业头部地位。相较于硅料环节的化工属性与重资产特征,电池环节面临技术迭代风险同时盈利相对较弱,组件环节需要长期品牌与渠道建设积累,市场新进入者主要选择切入技术相对稳定、盈利能力相对较好、市场风险相对较低的硅片环节,导致市场竞争加剧,中小企业出清加快。
六、电池片:P型电池仍是主力,但N型技术放量加速,步入快速发展阶段
(一)P型电池仍是市场主流
光伏电池主要分为P型与N型两种,最大的区别是原材料硅片,P型硅片中掺杂了硼元素,而N型硅片中掺杂磷元素。P型电池原材料为P型硅片,主要包括传统的Al-BSF(铝背场)以及PERC技术两种。N型电池原材料为N型硅片,N制备技术主要包括TOPCon、异质结(HJT)、IBC等。传统的P型电池使用硼掺杂的硅片基底,初始光照后容易形成硼-氧对,在硅片基底中捕获电子以形成复合中心,从而导致光致衰减,而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,提升了电池转换效率。
与N型电池相比,P型电池(PERC技术为主)制造工艺简单、生产成本低,可结合选择性发射技术提升电池转换效率。PERC采用Al2O3膜对背表面进行钝化,可以有效的降低背表面复合,提高开路电压,增加背表面反射,提高短路电流,从而提高电池效率。从工艺上来说,PERC与普通全铝背场(AL-BSF)产线兼容,在普通全铝背场(AL-BSF)电池生产线基础上增加背面钝化膜沉积和介质层开槽设备。自年以来,PERC电池迅速推广和应用,是当前主导电池技术,年市场份额超过91%,在未来2-3年甚至5年内仍是主流的电池技术。根据世界公认权威测试机构德国哈梅林太阳能研究所测算,PERC、HJT、TOPCon三种类型电池技术理论极限效率分别为24.5%,28.5%,28.7%。随着PERC效率迫近理论极限值,N型电池有望成为下一代主流技术,
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