光伏产业链及细分龙头全梳理! 07-07 08:08 投诉 阅读数:66134 全球新增装机量从2008年的6.27GW增长到2020年的126.84GW,12年时间增长了近20倍!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。 一 行业现状 1、光伏发电的成本已经非常有优势 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%,目前光伏发电成本已经全面领先其他可再生能源和化石能源技术。 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。 2、在脱碳驱动下,全球光伏发展迅速 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%。 二 产业链分析 1、概况 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。 2、上游 (1)硅料:龙头集中度进一步提升 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%。随着CR4扩产提速,成本与品质优势加持下,龙头市占率呈加速提升趋势,预计2023年CR4市占率有望达到84%。 (2)硅片:双寡头格局稳固 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%。 硅片环节,隆基绿能、TCL中环双寡头格局稳固。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。 (3)金刚线:竞争格局稳定,细线化进程加速 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。美畅股份在成本控制、产能规划、客户结构等方面具有领先优势,龙头地位稳固,随着各厂商技术工艺不断进步,同时装机高速增长带来新增金刚线需求,丰富客户结构,各家规模效应逐渐凸显,与龙头的盈利差距有望逐渐缩小。 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主流线径已下降至40μm,头部企业38μm、36μm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,钨丝线径可达35μm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。 (4)石英砂:需求快速增长,未来供给偏紧 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,由于其矿源均在美国,受到矿产类型及环保要求限制,扩产难度较大。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%。 3、中游 (1)电池片:N型电池有望接替P型电池 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。P型单晶硅PERC电池理论转换效率极限为24.5%,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,这些因素导致P型PERC单晶电池效率较难再有大幅度的提升。 N型电池转换效率高,有望接替P型电池成为主流技术。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。 N型电池技术路线主要有TOPCon、HJT、IBC等。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。 电池技术路线及相关公司产能情况总览: (2)组件:渠道和品牌壁垒增强,龙头向垂直一体化+全球化发展 1)全球竞争体系下渠道和品牌壁垒增强 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,隆基绿能、天合光能、晶澳科技、晶科能源、阿特斯排名前五,CR3占比为49%,CR5占比为69%。预计至2022年,CR3占比提升至50%,CR5占比提升至70%。 行业垂直一体化程度加深,组件龙头议价能力提升。全球光伏装机多点开花,有利于国际化经营能力高、销售渠道覆盖广的光伏企业发挥优势,扩大海外市场份额。组件使用周期一般为20年以上,对组件质量有较高要求,因此品牌背书成为下游客户考虑的重点。品牌、销售渠道需要长期的建设,头部企业具有一定的先发优势。 2)行业龙头向垂直一体化+全球化方向发展 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。 截至2021年底,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。 (3)胶膜: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 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%。 目前光伏胶膜行业呈现一超多强局面,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。 (4)逆变器:海外需求旺盛,微型逆变器加速国产替代 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%。 微型逆变器安全可靠性高,国产微逆全球市场份额有望快速提升。微型逆变器、关断器均可以对单块或数块光伏组件进行独立精细化控制,实现逆变、关断、功率优化等功能。全球微逆市场TOP3企业依次为Enphase、昱能科技、禾迈股份。根据测算,2021年Enphase、昱能科技、禾迈股份的全球市占率分别约为74.5%、12.3%、10.5%,CR3高达97%。 4、下游 (1)光伏发电技术发展推动成本快速下降 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,在我国分布式光伏整县推进等政策的导向下,分布式光伏将保持较好的成长性。 ——————————————————————————————————— 硅:合盛硅业 作者:郭伟松_鑫鑫投资 |
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