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铟: 看好未来异质结电池发展

 千股封牛 2020-08-30

 铟价低位  看好未来异质结电池发展

 
海通证券股份有限公司    日期:2020-02-27

铟价格处于历史底部。2002 年~2009 年,铟价经历一轮暴涨和暴跌,先从60美元/kg 涨到1070 美元/kg,随后跌回到305 元/kg。2009~2015 年铟价大跌之前经历了两轮上涨,分别是2011 年我国多条高世代面板线投产或即将投产的需求预期带动和2012 年开始泛亚有色金属交易所推出铟交易带来旺盛的投资性需求。随后泛亚崩盘,铟价暴跌。2020 年2 月铟报价157.5 美元/kg,处于底部水平。

    产业链:广泛用于电子信息等领域。铟下游应用十分广泛,粗铟可用于制造多种合金、特殊焊、涂层等;精铟制成的ITO 粉可用于高档显示器薄膜靶材、集成电路薄膜靶材等;高纯、超纯铟可用于发光二极管、激光二极管、红外探测器器件、太阳能电池器件和传感器等。

    供给:全球精铟产量近几年缓慢增长,2019 年增速2%。2019 年全球产量761吨,同比2018 年增长2%。但仍低于2014、2015 年的产量水平。2018 年全国精铟总产量437 吨,同比增长11.20%,其中再生铟35 吨。回顾铟历史产量,我们认为整体上铟供给和价格保持一致,而且由于再生铟的存在,铟整体供给端弹性较大。随着铟产业逐渐向环保合格的大企业集中,铟供给端受环保影响减弱,2019 年产量开始反弹。

    需求:ITO 靶材为主要消费领域。生产ITO 靶材(用于生产液晶显示器和平板屏幕)是铟锭的主要消费领域,占全球铟消费量的70%;其次电子半导体领域,占全球消费量的12%;焊料和合金领域占12%;研究行业占6%。

    异质结电池中铟的应用。异质结电池由于其在转换效率潜力、双面发电、光衰等方面相比目前主流的PERC 电池均有一定的优势,我们认为异质结电池未来的应用空间值得期待。异质结电池的制备分为4 个步骤,清洗制绒、非晶硅沉积、TCO 沉积和丝网印刷。据北极星太阳能光伏网援引光伏前沿数据,目前RPD法下国产氧化铟掺钨靶材成本为2000 元/千克,PVD 法下氧化铟锡靶材成本为2700 元/千克。得益于硅片薄片化降低硅片成本,银浆用量减少及国产化降低浆料成本,单机生产设备产能提高以及国产化降低折旧成本,我们认为未来异质结电池的成本有望持续降低。

    锡业股份:打造全球最大的铟产业基地。锡业股份已建成年产10 万吨锌、60吨铟冶炼项目,实现了铟的单独回收,成就了公司锡、铟双龙头的市场地位。

    截止2018 年12 月31 日,公司保有资源储量为:锡金属73.54 万吨、铜金属119.84 万吨、铅金属10.28 万吨、锌金属412.55 万吨、钨金属8.59 万吨、银3022 吨、铟6181 吨。打造全球最大的铟产业基地是锡业股份发展战略的重要组成部分,锌铟冶炼项目建成后原料自给率将达到100%,预计年产锌锭10.22万吨,铟锭87.40 吨。公司锌铟产业链将从采选向冶炼延伸,实现采、选、冶一体化,在原料供应可靠的基础上,为后续高纯铟、铟基合金、ITO 靶材产业化等提供原料保障。


深度|铟:异质结电池领域或将大幅拉动铟需求


|赵鑫


核心观点


铟储量:全球铟资源量估计至少35.6万吨


截止2017年,根据全球已知的1512处含铟矿床估计,全球铟资源量至少35.6万吨,其中已经公布资源量数据的101处矿床铟金属资源量合计约7.6万吨。中国、玻利维亚和俄罗斯是全球铟矿资源最为丰富的国家,以上三国铟矿资源量合计约占全球总量的60%,其中中国占比26%。


铟产量:2019年全球原生铟产量760吨,主要分布在中国和韩国


铟的供给包括原生铟和再生铟2部分。从产能来看,根据USGS2017年的数据,可统计的企业产能为1400吨,目前中国总产能为887吨(全球占比63%)。从产量来看,根据USGS数据全球原生铟产量基本维持在700吨以上,根据SMM数据再生铟产量在1000吨左右。2019年全球原生铟产量为760吨,其中中国产量300吨(全球占比39%);韩国产量为240吨(全球占比31%)。再生铟产量预计与过去相比变化不大(根据SMM的数据,我们预计2018-2021年再生铟产量分别是1000、1000、900、945吨(主要是考虑到新冠疫情的影响)。


铟需求:异质结电池或拉动铟需求快速增长


从需求总量来看,根据安泰科数据2017年-2018年全球铟的需求分别为1682和1704吨,我们测算2019年全球铟需求在1711吨左右。从需求结构来看,全球80%的铟应用在平板显示领域,10%应用在半导体化合物领域,未来重点关注铟在异质结电池领域以及薄膜电池领域的应用趋势,或将大幅提高铟的需求。


异质结电池成本不断逼近PERC电池,未来潜力巨大。据光伏前沿数据,目前采用MBB技术的异质结电池成本预计在1.79元/瓦,采用SWCT技术的异质结电池成本预计在1.69元/瓦,接近PERC电池的1.66元/瓦。2019年以来异质结产线的投资节奏加快,投资规模增大,主流电池厂陆续加入异质结电池研发,外部资本也在不断涌入,异质结产业化进程在提速。得益于技术进步和规模化生产,预计异质结电池的成本不断降低,未来或将实现大规模应用。


铟价格:铟价或进入上行周期


从需求来看,如果异质结电池技术一旦成熟,铟的需求大幅提升,预计2020-2021年异质结电池铟需求量为18和45吨,我们预计2020年-2021年铟总需求量是1540和1709吨;从供给来看,铟主要伴生于锌矿,供给相对刚性,预计2020年-2021年供给分别是1599、1679吨,2021年或出现铟出现供给缺口,短缺30吨,铟价有望迎来上行周期。


相关标的


株冶集团(铟冶炼产能60吨/年)、锡业股份(铟资源储量5987吨,冶炼产能60吨/年)、锌业股份(铟冶炼产能60吨/年)


正文


(一)铟行业概况


铟的基础知识


铟属于稀散金属,熔点156.61℃,沸点2080℃,具有质软、延展性好、强光投性和导电性等特点。铟的可塑性强,有延展性,可压成极薄的金属片。铟可以与许多金属形成合金,制成化合物半导体、光电子材料、特殊合金、新型功能材料以及有机金属化合物等,对应下游是半导体、焊料、整流器、热电偶。

铟的提取工艺


铟以伴生金属分散在其他元素的矿物中,由于具有与硫的亲和性,铟主要富集在硫化物中,同时也存在于某些氧化物及硅酸盐矿物中。铟主要呈类质同象存在于铁闪锌矿、赤铁矿、方铅矿以及其它多金属硫化物矿石中,此外锡矿石、黑钨矿、普通角闪石中也含有铟,因此铟的生产主要是在加工其他金属矿物时作为副产物进行提取。目前铟的主流工艺技术提取以萃取-电解法为主,其工艺流程主要如下:含铟原料→富集→化学溶解→净化→萃取→反萃取→锌(铝)置换→海绵铟→电解精炼→精铟。


铟产业链


铟产业链包括上游资源、中游冶炼和下游应用3个环节:


1)上游资源包括铟矿或者含铟废料,A股中拥有铟资源较多的是锡业集团,目前拥有铟资源储量5987吨;


2)中游冶炼包括粗铟和精铟,粗铟是粗铟厂采购含铟的矿或废料,将其加工成铟含量98%以上的铟产品;精铟是将粗铟经过加工提炼去杂,制成含量99.995%以上的铟产品。目前国内规模比较大的主要是和锌冶炼配套的企业,如株冶集团(60吨铟的年冶炼产能)、锌业股份(60吨铟的年冶炼产能)、文山锌铟(隶属于锡业股份,60吨铟的年冶炼产能);


3)下游应用主要是将铟制成镀膜材料和半导体材料,目前以ITO镀膜材料为主,国内A股涉及到ITO靶材业务的主要是阿石创和晶联光电(隶属于隆华科技)。


(二)铟的供给


铟储量:全球资源量至少35.6万金属吨,主要分布在中国、玻利维亚和俄罗斯


截止到2017年,根据全球已知的1512处含铟矿床估计,全球铟资源量至少35.6万吨,其中已经公布资源量数据的101处矿床铟金属资源量合计约7.6万吨。中国、玻利维亚和俄罗斯是全球铟矿资源最为丰富的国家,3国铟矿资源量合计约占全球总量的60%,其中中国占了26%。


目前来看,全球主要的大矿主要还是以闪锌矿为主。其中资源量较为丰富的大矿是国内的大厂、都龙,玻利维亚的Huari Huari矿以及俄罗斯的Gaiskoye矿,这几个矿的铟资源量都在4000吨以上,品位最高的是玻利维亚的Huari Huari矿,高达1867克/吨。


中国铟资源主要分布在广西、云南、内蒙古、广东、青海、湖南、江西、贵州和四川等地,其中云南、广西、内蒙古、青海4 省占全国铟资源总量的87%。广西南丹大厂锡多金属矿田铟品位达117g/t,铟金属资源量8775吨,是世界规模最大的含铟矿床之一。



原生铟:2019年全球生产760吨,主要分布在中国和韩国


根据USGS数据,目前全球2019年生产精炼铟760吨,近五年全球产量基本维持在700吨以上。其中,中国是最大的生产国,2019年产量为300吨,同比去年持平,占全球产量的39%;韩国产量为240吨,占全球产量的31%。


产能来看,根据USGS2017年的数据,可统计的企业产能为1400吨,2017年国内总产能为887吨,占全球产能的63%。从企业层面来看,产能比较大的是韩国的Korea Zinc Co.Ltd.(160吨)、加拿大的Teck Resources Ltd.(75吨)以及国内的南京锗厂(150吨)、广西德邦(85吨)、湘潭正潭(75吨)。


再生铟:产量维持在1000吨左右


由于ITO靶材在溅射过程中,只有约30%能沉积在表面上,所以会产生大量的废料,铟的二次回收主要来源于这些废料。根据SMM的数据,2014-2017年再生铟的产量均维持在1000吨左右规模,对此我们预计未来2018-2021年再生铟的产量分别是1000、1000、900、945吨(产量下滑主要是考虑到新冠疫情的影响)。



(三)铟的需求:异质结电池需求或将大规模提高总需求量


铟的需求近三年呈平稳状态。根据安泰科的数据,2007年以来全球铟的需求总体呈现上升趋势,近几年铟的需求变化不大,基本维持在1700吨左右,根据安泰科数据和我们的测算,2017-2019年铟的需求分别为1682、1704、1701吨,主要波动来自于平板显示领域变化。



从全球下游需求来看,80%应用在平板显示领域,10%应用在半导体化合物领域。从中国来看,70%应用在平板显示领域,11%应用在半导体化合物领域。未来来看,铟在异质结电池领域以及薄膜电池领域出现大规模应用趋势,或将再一次较大规模提高铟的需求量。



平板显示领域:铟需求将在2021年恢复,年增长率达9.1%


受益显示器蓬勃发展,平板显示用ITO靶材铟用量多年呈现增加态势。靶材是高速荷能粒子轰击的目标材料。按照材质可以分为金属靶材、陶瓷靶材和合金靶材。ITO靶材属于陶瓷靶材,成分为In2O3/SnO2。20世纪90年代ITO靶材技术开始快速发展,由于其优异的光学、电学性质,ITO靶材在显示面板领域广泛应用,如液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(Touch Panel)的透明电极中。ITO靶材铟用量从2003年到2019年总体保持上升趋势,从2003年360吨,到2019年或已经达到了1327吨。



预计面板市场将在2021年恢复,年增长率达9.1%。由于新冠肺炎疫情的爆发,平板显示设备销量出现较大幅度下滑。根据Omdia研究调查显示,全球平板显示器出货量将从2019年的36亿片下滑至2020年的32亿片。随着冠状病毒的影响减弱,预计市场将在2021年恢复,预测2021年全球平板显示器出货量将增长9.1%。



光伏电池领域:异质结电池或将引发大规模需求


相比传统的太阳能电池,异质结电池具有更多优势。异质结电池结合了单晶硅与非晶硅电池的优点,利用非晶硅薄膜与单晶硅衬底异质结结构,相比传统电池具有更多优势:


1)低温工艺:异质结电池结合了薄膜太阳能电池低温(<250℃)制造的优点,从而避免采用传统的高温(>900℃)扩散工艺来获得p-n结。这种技术不仅节约了能源,而且工艺上也易于优化器件特性;


2)双面电池:正面和背面基本无颜色差异,且双面率(指电池背面效率与正面效率之比)可达到90%以上,最高可达96%,背面发电的优势明显;


3)高效率:异质结电池独有的异质结结构,在p-n结成结的同时完成了单晶硅的表面钝化,大大降低了表面、界面漏电流,提高了电池效率;


4)高稳定性:异质结电池的温度稳定性好,与单晶硅电池-0.5%/℃的温度系数相比,异质结电池的温度系数可达到-0.25%/℃,使得电池即使在光照升温情况下仍有好的输出;


5)无光致衰减:晶硅太阳能电池最重要的问题之一就是光致衰减,而异质结电池天然无衰减,甚至在光照下效率有一定程度的增加;


6)对称结构适于薄片化,异质结电池完美的对称结构和低温度工艺使其非常适于薄片化,电池薄片化不仅可以降低硅片成本,其应用也可以更加多样化;


7)降本空间大:异质结电池的厚度薄,可以节省硅材料;低温工艺可以减少能量的消耗,并且允许采用廉价衬底;高效率使得在相同输出功率的条件下可以减少电池的面积,从而有效降低了电池的成本。


异质结电池成本不断逼近PERC,未来潜力巨大。异质结电池的制备分为4个步骤,清洗制绒、非晶硅沉积、TCO(透明导电氧化物镀膜玻璃)沉积和丝网印刷。在TCO沉积这一环节中,目前主要采用RPD(反应等离子体沉积)和PVD(物理化学气相沉积)两种方法,其中就需要用到氧化铟掺钨(IWO)或氧化铟锡(ITO)作为溅射靶材。氧化铟锡中氧化铟和氧化锡的比例通常为9:1。根据光伏前沿数据,目前采用MBB技术的异质结电池成本预计在1.79元/瓦,采用SWCT技术的异质结电池成本预计在1.69元/瓦,接近PERC电池的1.66元/瓦。预计得益于技术进步和规模化生产,异质结电池的成本不断降低,将能够实现大规模应用。



纯异质结电池实验室转换效率已超过25%,国内产商加速布局。目前国内外对异质结电池的研究已大范围展开,转换效率亦逐步攀升。中国早期布局异质结的企业主要有钧石、汉能、晋能、中智以及上澎等,2019年以来异质结产线的投资节奏明显加快,投资规模越来越大,主流电池厂陆续加入异质结电池研发,外部资本也在不断涌入,异质结产业化进程在提速。截止2019年底,汉能研发效率达到25.11%。晋能和钧石研发效率接近25%,量产效率站上24%。同时异质结电池相对PERC具有双面率高、无光衰、温度系数低、弱光效应高、工艺步骤少等诸多优势,性价比不断提升。


预计2021年异质结电池铟需求有望达到45吨。根据中国光伏产业发展路线图数据,光伏行业2019年60片PERC单晶组件平均功率为320W,单片PERC电池片功率为5.3W。我们假设:

1)异质结电池转化效率较PERC有所提升,以每片6W计算;

2)预期2020-2021年异质结电池产能由4GW增加至10GW;

3)根据中国电池工业协会,光伏靶材以120mg/单片电池片计算;

4)ITO、IWO、ICO各种靶材中ITO含铟量最低,我们保守以ITO75%的含铟量计算;

5)靶材在溅射过程中能够实现回收,我们假设利用率为30%,剩下70%可以回收。


预计2021年未来异质结电池铟需求量为45吨,受益于异质结电池需求的爆发式增长,预计2021年铟市场首次出现缺口,短缺30吨精炼铟,铟价有望上涨。


随着异质结电池的不断放量,假设异质结电池的量能达到100GW,则对应异质结电池铟需求在450吨,占2019年全球铟供给的26.5%,大幅拉动铟产品的需求。我们认为异质结电池一旦成熟,或将带来铟需求大幅提升,而铟主要是锌的伴生矿,供给相对刚性,供需错配下,铟价有望进入上行周期。




相关标的


株冶集团:公司主要生产锌及其合金产品,并综合回收金、银、铟等多种稀贵金属和硫酸。2019年公司累计产出析出锌20.5万吨,电锌16.6万吨,目前拥有铟年产能60吨。

锡业股份:目前公司拥有锡冶炼产能8万吨/年、锡材产能4万吨/年、锡化工产能2.4万吨/年、阴极铜产能10万吨/年、锌冶炼产能10万吨/年,铟冶炼产能60吨/年。公司拥有铟资源储量5987吨,铟冶炼产能60吨/年,其中铟资源主要分布在子公司华联锌铟旗下,冶炼产能主要由文山锌铟负责。

锌业股份:公司主要生产锌、铅及深加工产品,同时综合回收有价金属镉、铟、金、银、铋等,目前拥有铟年产能60吨。


                                          


异质结电池



招商电新会议纪要


我主要从4个方面去展开,先简单介绍下异质结电池、然后对异质结电池产业化路径做个展望,接着谈一谈异质结产业化对光伏产业的影响,最后分享异质结相关的投资机会。




1.异质结电池介绍


异质结电池其实是1990年日本三洋发明的,问世至今已经30年了,学术界和产业界做了大量的摸索,但一直没有实现产业化,为什么最近突然火起来了呢?我自己总结了三个方面的原因。




一、PERC红利的消退。PERC电池经过3-4年的普及,技术已经非常成熟,效率已经达到了22.5%,明年大概率就要见到23%的效率极限,很多技术手段都已经用了,再往上提效可能比较困难或者不具备经济性;而且PERC的非硅成本也已经到0.23元/瓦左右,再下降已经很困难了;叠加电池工艺高度集成在设备中,PERC技术快速扩散,产能无序扩张,目前头部企业净利也只有5分/瓦,光伏电池产业需要寻找新的方向来拓宽盈利空间,并且恢复融资能力,这一点十分关键。




二、HIT技术在近期取得了比较大的进展。光伏电池下一步往哪里走,其实争论挺多的,HIT、TOPCon、IBC、PERT都是潜在的方向,目前来看HIT应该是最接近成熟的,这一点可以从电池厂的方向选择和设备厂的攻关方向得到验证。今年以来,HIT的设备、银浆、靶材的国产化都有重大突破,效率也提升到了24%以上,其中最关键的是MBB多主栅技术的引入,电池的单片银浆消耗量从300-400毫克下降到了150毫克,银浆成本下降0.2元/瓦,同时由于主栅更细,遮光更少,电池效率还提升了0.5%,HIT的性价比得到质的提升,让HIT量产的可行性大幅增加。




三、HIT兼容下一代叠层技术。晶硅电池的理论效率极限在30%左右,这是1989年shockley等学者论证过的,目前产业里大家比较认可的实现路径是HIT+钙钛矿做叠层电池。近期钙钛矿电池也有比较大的进步,世界纪录已经在中国,其成熟时间可能比预期的早,因此现在去布局HIT其实也是在为未来开发叠层电池做准备,PERC到HIT,设备基本上都不能用,HIT到叠层,只需要增加三台设备,4层膜,HIT完全兼容下一代技术,因此HIT的升级潜力也让更多企业去布局HIT。


异质结电池结构和生产工序。异质结电池以N型硅片做衬底,先清洗干净制作金字塔绒面,然后再两侧分别沉积本征非晶硅薄膜,起到钝化硅片两侧悬挂键的作用,然后再接着沉积掺杂非晶硅,制成PN结,PN结就是光伏电池的发电结构,由于非晶硅薄膜横向导电性不好,如果直接在非晶硅薄膜上印刷电极,会有部分电流无法收集,所以还需要在非晶硅薄膜两侧沉积一层金属氧化物导电层,英文缩写是TCO,说的简单点就是一层透光性很好的导电膜,最后在TCO上丝网印刷电极,再固化,光再生,就制成了HIT电池。因此从工序上来讲,HIT电池核心工序就4步,清洗制绒、非晶硅镀膜、沉积TCO、丝网印刷,是所有电池工艺中步骤最短的。



异质结电池的优势。


一、效率高。目前主流企业量产效率都站上24%,REC24.3%,钧石24.1%,晋能24%,明年底有望冲击25%,行业新进者基本也在23.5%以上。效率高带来组件环节BOM成本和电站环节BOS成本的节省。这一点大家可以对比单晶PERC和常规多晶电池,当前单晶PERC和常规多晶效率差3%,价格差0.35元/瓦。1%的效率差溢价约1毛钱。明年HIT量产预计都在24%以上,PERC在22.5%左右,可以有1.5毛左右的单瓦溢价。


二、衰减低。HIT年均衰减0.25%,不到PERC一半。HIT衰减低主要有3方面的原因。


➢ N型硅片掺磷,没有P型硅片的硼氧对、铁硼对等复合中心,光致衰减很小;


➢ N型硅片少子为空穴,空穴比电子更难被俘获而复合,对金属杂质不敏感;


➢ HIT表面TCO膜为导电体,电荷不会在电池表面聚集,无电位诱导衰减;


松下25年的户外实证数据显示HIT25年的衰减仅8%,PERC在15%,整个生命周期内低衰减可以多发约5%的电量,对应约1毛2的单瓦溢价。


三、温度系数低:组件表面温度每升高1℃,组件实际输出功率会下降一定比例。HIT下降约0.25%,PERC下降约0.37%,HIT单瓦发电量比PERC高约4%,对应约1毛钱的单瓦溢价。


四、双面率高:HIT电池双面率可以达到95%,PERC一般在75%左右。由于HIT电池正面功率也高,因此叠加高双面率后背面增益更大,按60版型计算,有效功率多出10W。理论溢价2分。


五、升级空间大:纯粹的HIT电池效率极限预计在25.5-26%,再往后走叠加钙钛矿做叠层电池效率可以做到28%,目前英国牛津光伏的叠层就已经做到28%的效率了,潜力预计在30%。此外HIT也可以叠加IBC做成HBC电池,目前HBC的研发效率已经到26.7%。



2.异质结产业化路径展望。


一、设备:进口设备做熟工艺,国产设备跟进降本。


回顾光伏产业发展历史,新技术问世后,往往是头部企业引入进口设备,把工艺做成熟,然后国产设备厂商负责跟进降本,历史这么走过来的,在异质结上大概率也会这么走下去。目前山煤国际、爱康、晋能等企业已经在引进进口线,行业先驱已经在行动了。


具体来讲,HIT主要生产工序有4步,对应4种专业设备,依次是清洗制绒机、PECVD、PVD/RPD、丝网印刷机。其中壁垒最高的是PECVD,海外梅耶博格和应用材料的设备比较成熟,但价格比较昂贵;国内钧石和理想有供货能力,迈为样机已经交付,正在调试,捷佳样机预计在2020年一季度交付,金辰股份样机预计在2020年3季度交付。清洗制绒机目前日本YAC比较成熟,YAC目前也在推进中国本土制造,国产捷佳伟创正在积极研发,已经有数台机器出货。PVD国内宏大和红太阳有出货,丝网印刷机迈为等已经做的非常成熟,捷佳伟创、金辰股份也有供货能力。当前1GW进口设备价格约7-8亿元,一旦国产化,将迅速下降到5亿元1GW,技术再扩散,预计3亿元1GW。


二、耗材:国产化已经突破,需求放量将推动成本迅速下降


HIT电池的生产工艺有四步,分别对应4大类的耗材。


清洗制绒:KOH、HCL、H2O2、HF、添加剂等,大宗化学品,非常成熟。添加剂目前还是进口为主,有企业在尝试国产化,进口添加剂成本约8分/片,如果国产化成功,可以降到2分/片。


PECVD:主要是TMB、B2H6、PH3等气体,非常成熟,成本占比可以忽略。


PVD/RPD:氩气、靶材。先导、映日、壹纳等国内厂商已经突破,价格大幅低于海外厂商,未来需求放量,价格还有下降空间。靶材核心成分是氧化铟,质量占比在90%以上,剩余10%是氧化锡、氧化钨、氧化铈、氧化钛等金属氧化物。目前铟价格约900-1000元/千克,加工费约500-1000元/千克,完全成本在2000元/千克以下,价格在3000元/千克左右。当前靶材成本约5分/瓦,未来需求放量之后有望降到3分/瓦。


丝网印刷:低温银浆。HIT由于是低温工艺,PERC所用高温银浆不能应用于HIT电极制作,需要使用低温银浆。国内常州聚和、苏州晶银等厂商有供应,REC新加坡HIT工厂已经在采购上述某厂的低温银浆,其品质得到海外大厂认可,标志着低温银浆国产化已经取得实质突破。目前银浆价格约7000元/千克,需求放量后预计向5000元靠拢。



三、资本:传统电池厂自我迭代,产业外资本谋求弯道超车


对于传统电池厂而言,实现自我迭代。目前已经公开布局HIT的企业有通威股份、东方日升、爱康科技、普兰特、REC,通过产业调研我们了解到还有数家大厂在积极布局,已经在设备选型阶段,但出于各自考虑尚未公开。


对于产业外资本而言,谋求弯道超车。HIT技术的成熟吸引了部分产业外资本的目光,当前国内流动性整体充沛,部分传统行业企业通过供给侧改革积累了大量现金,同时传统行业由于产能过剩,难以在现有产业扩大再生产,只能谋求新的投资方向。2019年7月山煤国际公告建设10GW异质结生产线,正式开启转型之路。除了山煤以外,中国神华、陕西煤业、晋能集团、同煤集团、潞安集团、平煤集团、中国建材、国家电投等大型国有集团都在积极布局光伏产业,只是各自的技术方向和参与形式不一样。


不管是产业内还是产业外的资本,资本涌入必将加速HIT的产业化进程。当前中国布局HIT的企业已经达到20家,资本的涌入为HIT设备和工艺研发创造了良好的客观条件,这会加速HIT工艺的成熟,一旦产能放量,又会加速耗材的降本和整个产业链配套的成熟,进而加速产业化进程。




四、市场:高端到低端,分布式到电站


HIT电池目前存在高溢价。HIT具备高效率、低衰减、低温度系数、高双面率的优势,目前23%效率的HIT电池售价1.6元/瓦,较21.9%效率的同尺寸PERC溢价0.65元/瓦。


HIT电池优异的特性对不同业主价值不一样。在BOS越高、温度越高,利用小时越高,电价越高的地区,HIT可以有更高溢价。HIT的这些特性决定了其市场将由高端逐步渗透到低端,从分布式渗透到电站。光伏电池由于是ToB的产品,无法对客户进行差异化定价,因此市场渗透过程中,HIT电池的价格会逐步降低,当前价格1.6元/瓦,预计规模化生产后价格将下降到1.2-1.3元/瓦。其定价锚预计会是PERC电池。




五、HIT产业化进程预估


第一阶段:2019-2020年。头部企业引入进口设备,打通工艺。


第二阶段:2020-2021年。国产设备突破,将GW设备投资降到5亿以下。


第三阶段:2021-2022年。国产龙头设备厂开始量产出货,HIT电池产能年度增量在10GW以上,但国产设备技术逐步扩散,其他设备厂跟进,设备产能大幅扩张,GW设备投资降到3亿。


第四阶段:2022-2024年。HIT产能大幅扩张,最终产能可能会达到300GW。


2020年大概率是HIT产业化元年。如果以GW级大线作为产业化的标志,明年大概率会是HIT产业化的元年,山煤国际大概率会投出数个GW的大线,2020年底全球HIT产能有望超过8GW,目前约2.8GW。




3.异质结产业化对光伏行业的影响




一、硅料:品质要求更高,单瓦耗硅降低


N型需求爆发,品质要求更高。2019年单晶PERC成为绝对主流,多晶电池加速退出,导致低品质硅料厂商难以维持,陆续退出市场,硅料市场向五大龙头(通威、大全、新特、协鑫、东方希望)集中,五大龙头最终胜出的核心竞争力在于单晶料占比和成本控制能力。HIT开始产业化之后,N型硅片需求将爆发,N型料占比较高的企业将更有优势。


HIT允许硅片变薄,单片耗硅量下降。HIT是低温工艺,因此可以使用更薄的硅片(高温下硅片太薄容易翘曲),目前主流PERC电池硅片厚度180微米,主流HIT硅片厚度150微米,头部企业可以兼容120微米硅片,理论上可以减薄到100微米。硅片减薄之后,出片率会增加,单片耗硅量下降。目前180微米厚的硅片耗硅15克,如果减薄到120微米,单片耗硅10.9克,硅耗下降27%。可以使用更薄的硅片,这也是HIT成本潜力一个核心来源。


HIT效率提升,单瓦耗硅量下降。目前主流PERC电池厂电池效率在22.5%左右,对应单瓦硅耗2.72克(含切割损失),主流HIT电池厂电池效率在24%左右,按照目前使用的150微米厚度硅片计算,单瓦耗硅2.25克,下降17%。将来减薄到120微米,则单瓦硅料下降到1.95克,较当前PERC减少28%。



二、硅片:P型转N型,HIT或加速大硅片推广


硅片进入N型时代。N型硅片少子是空穴,寿命比P型高两个数量级,且对金属杂质不敏感,衰减低,因此更适合用来制作HIT电池。目前国内N型硅片供应商主要是隆基、中环、晶科,其工艺已经成熟,硅片环节的切换难度相对较低。


硅片尺寸分歧较大,HIT对大硅片更友好。从半导体产业发展经验来看,硅片尺寸做大有利于降低成本。HIT是板式工艺,更容易兼容大硅片。HIT生产工艺仅4步,清洗制绒机和丝网印刷机尺寸调节较为容易。PECVD和PVD都是板式设备,其加工能力取决于载板面积,比如梅耶博格的PECVD载板一次可以放置56片(7*8)硅片,美国应材的6代PECVD一次可以放置99片(9*11)硅片,硅片尺寸变大之后,可以通过做大载板面积或者减少硅片放置数量来解决,因此HIT工艺比较容易兼容大硅片。


PERC产线无法改造为HIT,新建HIT产线必然会考虑兼容大硅片。其实不管是新建PERC还是HIT抑或TOPCon产线,电池厂都会考虑对大硅片的兼容。但当前PERC技术完全扩散,壁垒较低,格局较散,盈利较弱,靠PERC推广大硅片大概率会比较缓慢。如果HIT技术成熟,新建HIT产线必然会直接过渡到大硅片,这会加快大硅片的推广。从目前产业调研情况来看,HIT设备厂普遍已经兼容M6硅片,或者直接就是按照M6硅片在设计,个别设备厂已经在往M12升级。




三、电池:资本入局,格局重塑


PERC电池工艺高度集成在设备中,技术扩散导致产能大幅扩张。2019年PERC技术完全扩散,单晶PERC产能从年初的57GW增加到年底的116GW,增加1倍以上。无序扩张导致产能过剩,2019年Q3电池价格大跌,中小电池厂扩张停滞,但大厂扩张步伐在Q4重新启动,按照各家扩产计划,2020年底单晶PERC产能将达到166GW,超过需求量,因此即使没有新技术引入,2020年落后PERC也将退出。


技术变革带来格局重塑。


传统PERC大厂:资金允许的前提下不断迭代,多晶>常规单晶>单晶PERC>HIT;


传统PERC小厂:PERC产线盈利甚微,如果没有资金投入HIT,可能逐渐边缘化;


传统多晶电池厂:多晶退出,如果资金允许,在PERC上追赶不如直接上HIT;


产业外资本:山煤等产业外资本依托主业充沛现金流强势入局,规模和节奏可能超预期;


PERC和HIT工艺差别较大,PERC技术优势较难迁移到HIT。HIT电池制造工序和PERC差别较大,尤其是核心的非晶硅镀膜和TCO沉积,工艺已经是半导体级,目前国内从事HIT的技术人员很多都是从半导体行业转行而来,HIT电池的Know-How和PERC电池差别较大,因此PERC时代技术领先的厂商其优势难以迁移到HIT。对于准备布局HIT的企业,需要尽早募集培养技术人员。




四、组件:现有产线兼容性较好


HIT是电池环节的技术变革,现有组件产线可以兼容,未来HIT使用的硅片减薄到120微米,则需要对组件产线进行升级,避免碎片率的提升。在封装方式上,目前主流的HIT电池采用半片封装。HIT高效率的根源在非晶硅薄膜对悬挂键优异的钝化效果,如果采用叠瓦封装,需要对电池片进行大量的激光切割,这会产生大量的悬挂键,HIT电池的效率会有较多损失。因此目前主流的HIT电池封装以半片为主,一切二,尽可能降低效率损失。



4.结论与投资建议


一、HIT电池价格、成本、盈利展望。


价格:目前23%效率1.6元/瓦,预计大规模量产后下降到1.2-1.3元/瓦,这是含税价格。


成本:效率按照24%计算,2020年不含税完全成本预计在0.80-0.85元/瓦。我在这里跟大家拆一下HIT的成本,我在12月中旬发过一篇报告,题目是《光伏系列报告(二十八):产业化加速,HIT电池片技术正酝酿着突破》,里面对成本有详细分拆,感兴趣的可以在看研报或者汇博上下载下来看看。


硅片成本。HIT使用的N型硅片,N型硅片使用的硅料纯度更高,价格会贵几块钱一公斤,而且N型拉棒速度会慢一些,因此拉棒成本高一些,但N型硅片更薄,出片率更高,如果按照150微米厚度计算,出片增加13%,如果做到120微米,出片率可以增加30%。整体算下来,同等厚度下N行比P型贵约5-8%,但考虑厚度变薄之后,N型硅片的成本和价格都比P型低。当前150微米厚度的N型M6硅片含税价格约3.37元/瓦,2020年预计均价下降4毛到2.95元/瓦,折合单瓦硅片成本0.4元/瓦。


非硅成本。首先是折旧,设备按10年折旧,含税7.5亿1GW,厂房按20年折旧,含税1.5亿1GW,对应折旧成本约7分/瓦;其次是银浆,使用MBB技术,单片消耗量按150毫克计算,价格按6000计算,对应银浆成本0.12元/瓦;靶材约3毛/片,对应4分/瓦;人工8-9分/片,对应1.2分/瓦;电力0.12元/片,加上蒸汽等动力0.15元/片,对应2.3分/瓦;化学试剂0.27元/片,对应4分/瓦,再加上其他非硅约3分钱,算下来非硅成本0.34元/瓦,


完全成本。不含税0.81元/瓦。这个成本我和业内几家企业都对过,大家基本上都在0.80-0.85这个区间,个别企业甚至有把握把成本做到0.75元/瓦,未来随着工艺成熟,耗材的消耗量和价格都有较大的下降空间,我自己估算到2024年完全成本在0.55元/瓦左右。


盈利展望:按照上述价格和成本计算,HIT电池的净利预计在0.2-0.3元/瓦,初期应该在3毛以上,随着技术扩散,盈利中枢会下降。因此一旦HIT这条路走通,电池厂的盈利能力和融资能力又会大幅增强。


二、投资建议。


HIT很可能是下一代光伏电池主流技术,当下HIT正处于从路线之争中走出来,得到光伏产业和产业外资本认可的阶段,而且这种认可正逐渐传导到资本市场,一旦技术方向确认,这是一个从0到1的市场,会在各个环节带来具有爆发力的投资机会。


在标的选择上,从两个方向布局。



首先是电池环节,首推山煤国际,其次东方日升、通威股份


公司依托煤炭主业强大的现金流,大手笔布局HIT,志在行业第一梯队。公司煤炭主业每年40多亿的经营现金流,其中归属于上市公司股东的有20多亿,煤矿资本开支又接近尾声,未来这些现金流都可以用于HIT方向的扩张,按照30%权益占比计算,每年可以支撑60亿左右的资本开支,这是其他企业难以比拟的,一旦HIT技术成熟,山煤的扩张节奏和力度很可能超预期。


山煤异质结项目是山西能源革命的重点工程,受到山西省委省政府、国资委、发改委、能源局的大力支持,该项目也是山煤集团转型的核心项目,很容易形成合力。


山煤国际作为光伏产业外资本,这个时候出手刚刚好,可以说山煤在一个正确的时间点站到了一个正确的风口上,其选择还是很有远见的。由于山煤没有相关的技术和运营人员储备,因此在国产设备成熟前,通过引入产线培养自己的人才和队伍,把工艺做熟就显得十分必要,如果等明年国产设备突破,再往这个行业里走,很可能就来不及。


盈利方面,公司煤炭主业的2019年归母净利预计在17亿左右,前三季度提了一些减值,加上贸易业务有一点亏损,预计全年业绩在10.5亿左右,明年煤价中枢略低于今年,但山煤还有600万吨新矿投产,保守预计2020年煤炭业务归母净利11亿左右,可以给到90亿左右的估值。异质结方面,由于公司并未公告投资节奏和力度,因此目前还难以估计。根据之前的测算,2020年1GW产量的净利预计在3亿左右,如果投2GW,就是6亿,3GW就是9亿,考虑到新技术还没有扩散,我觉得HIT板块的估值可以给到20倍以上,只要HIT方向确认,项目投产效率和成本达到预期,这部分的估值可能会达到100-200亿,加起来可以看到200-300亿的市值,再往后就需要看HIT产业的变化了。


第二个投资方向是设备公司,这也是近期市场的热点。我们重点推荐捷佳伟创、迈为股份,金辰股份,和我们公司机械团队联合推荐。由于PERC设备和HIT完全不兼容,因此PERC到HIT是产线的完全迭代,这会给设备环节带来很大的市场空间,相当于房子推倒了重建。我个人在这里做一个大胆的预测,国内HIT设备公司里很可能出现一个300亿市值的标的,目前这三个公司市值最高的捷佳才136亿,最小的金辰股份才24亿。对于国产设备,成熟后1GW的价格我预期在3亿左右,净利率预计在20%,也就是每GW约5000-6000万的净利空间。


市场空间方面,2020年底PERC产能就有160GW,这部分存量市场是要逐渐渗透的,其次光伏装机规模还在快速增长,过去10年的CAGR是30%,假设未来几年的增速在20%,那么到2024年光伏市场规模将接近300亿。HIT的产业化预计2020年起步,2024年完成,5年时间,高峰期年度出货量大概率超过60GW,假设头部企业拿下50%的市场份额,30GW,按照5000-6000万的GW净利计算,可以实现15-18亿的年度净利,撑起一个250-300亿市值的上市公司应该不难。



总是有人问这三个标的哪个更好,其实目前来看我们是没有这个判断能力的,你去问这三家公司的老板或者核心技术人员,也不会有答案,技术的突破节点是很难判断的,如果能判断,那就不是难点了,而且考虑到技术的扩散,先做出来的企业领先优势可能只有1年,率先突破的企业很难独自吃下HIT市场,最后还是几家企业一起分。


对于在设备调试过程中遇到的挫折也不该过分放大,这是很正常的,应该客观耐心一些,正是有这样一批企业家和高级工程师前仆后继的努力,才有了中国光伏产业今天的成就。

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