1.1.硅料:光伏周期加速器
1.1.1.價(jià)格歷史周期:上下游擴(kuò)產(chǎn)周期差+長(zhǎng)單機(jī)制
硅料周期主要受光伏周期下供需關(guān)系的影響,長(zhǎng)協(xié)機(jī)制則加劇了波動(dòng)幅度。我們復(fù)盤了 2013 年之前的硅料上漲周期,由于裝機(jī)需求激增,光伏行業(yè)整體大擴(kuò)產(chǎn),帶動(dòng)了硅料價(jià)格 上漲。上輪周期中,由于硅料所需擴(kuò)產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)于下游,大部分硅料環(huán)節(jié)的擴(kuò)產(chǎn)在周期下行時(shí) 期才完成,進(jìn)一步推動(dòng)了行業(yè)產(chǎn)品價(jià)格下跌,大量國(guó)外產(chǎn)能破產(chǎn)。在上行周期中,長(zhǎng)協(xié)機(jī)制 刺激市場(chǎng)散單價(jià)格大幅攀升,而下行周期中確定價(jià)格的長(zhǎng)協(xié)機(jī)制則拖垮了大批國(guó)內(nèi)外組件廠 商。 本輪周期反轉(zhuǎn),硅料價(jià)格高位回落。國(guó)內(nèi)產(chǎn)能依靠發(fā)動(dòng)硅料雙反續(xù)命,得以趕上本輪周 期。而后在終端需求刺激下,下游擴(kuò)產(chǎn)速度遠(yuǎn)高于硅料,疊加長(zhǎng)協(xié)機(jī)制造成可流通散單減少, 硅料價(jià)格大幅上漲。后續(xù)隨著硅料產(chǎn)能環(huán)比上升幅度較大,配合有關(guān)部門規(guī)范市場(chǎng)的文件及 舉措出臺(tái),硅料價(jià)格一度在高位維持。而近階段以來(lái),隨著硅料產(chǎn)能的持續(xù)落地,庫(kù)存水平 已由負(fù)轉(zhuǎn)正,同時(shí)伴隨著終端觀望情緒濃厚,庫(kù)存量維持逐日增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
1.1.2.產(chǎn)能:國(guó)產(chǎn)實(shí)現(xiàn)逆襲后,海外產(chǎn)能蠢蠢欲動(dòng)
硅料實(shí)現(xiàn)了中國(guó)為主導(dǎo)的逆襲。從產(chǎn)能產(chǎn)量來(lái)看,2010 年左右硅料產(chǎn)能及技術(shù) 80%以 上被外國(guó)占據(jù);2021 年多晶硅產(chǎn)能達(dá)到 62.3 萬(wàn)噸,同比上升 36.3%,占到全球的 80.49%。 而產(chǎn)量則達(dá)到了 50.6 萬(wàn)噸,占全球的 78.72%。從廠商排名來(lái)看,2011 年全球前十硅料廠 商中,中國(guó)僅占 4 個(gè),整個(gè)行業(yè)由 Wacker、Hemlock 等企業(yè)把控。而到 2021 年時(shí)國(guó)外廠 商頹勢(shì)已顯,通威、協(xié)鑫、新特、大全、東方希望等國(guó)內(nèi)廠商扶搖直上。 成本控制能力是硅料廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。價(jià)格端上,由于硅料是類大宗商品的同質(zhì)化原 材料,合格品不會(huì)有明顯差價(jià),因此成本基本決定了廠商盈利水平。成本端上,多晶硅的折 舊成本較高,現(xiàn)金成本主要取決于物料單耗(硅粉、電耗、蒸汽、水等)以及要素價(jià)格。而 技術(shù)能力對(duì)硅料的相對(duì)售價(jià)和物料單耗都有著決定性的影響,對(duì)于企業(yè)盈利影響較大。國(guó)內(nèi) 廠商在技術(shù)上成功實(shí)現(xiàn)了趕超,疊加國(guó)內(nèi)人力成本較低、產(chǎn)業(yè)集聚的優(yōu)勢(shì),特別是內(nèi)蒙古、 新疆等地還擁有電力價(jià)格優(yōu)勢(shì),最終形成了相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
國(guó)外廠商撐過(guò)周期底部,近階段有復(fù)蘇趨勢(shì)。在 2010 年左右的周期中,主要廠商為國(guó) 外大型化工龍頭,且普遍具有半導(dǎo)體晶圓相關(guān)的深厚行業(yè)背景。但隨著周期逐漸歸于底部, 疊加中美貿(mào)易摩擦給海外巨頭帶來(lái)壓力,2016-2020 年間大量企業(yè)如 MEMC、Hemlock、 Tokuyama 等選擇了離開光伏多晶硅領(lǐng)域。而隨著本輪需求啟動(dòng),原本受虧損影響即將絕跡 的海外硅料產(chǎn)能出現(xiàn)了一些死灰復(fù)燃的趨勢(shì),Wacker 利潤(rùn)暴增,REC 計(jì)劃重啟摩西湖工廠, OCI 馬來(lái)工廠業(yè)績(jī)迅速反彈。同時(shí)海外新建產(chǎn)能普遍注重 N 型硅料,而國(guó)內(nèi)產(chǎn)能仍在替換 升級(jí)中。
1.1.3.顆粒硅:滲透率不斷提升
當(dāng)前主流的多晶硅生產(chǎn)技術(shù)主要有三氯氫硅法和硅烷流化床法,產(chǎn)品形態(tài)分別為棒狀硅 和顆粒硅。三氯氫硅法生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟,目前是行業(yè)主流。2021 年硅烷法顆粒硅產(chǎn)能和 產(chǎn)量小幅增加,顆粒硅市占率有所上漲,同比提升了 1.3 個(gè)百分點(diǎn),達(dá)到 4.1%,棒狀硅仍 然能夠占到 95.9%。 三氯氫硅法即為改良西門子法,原理是氣化的三氯氫硅(SiHCl3)和氫氣 (H2)在高溫 硅芯(硅棒)表面、 1050~1100 ℃下發(fā)生還原反應(yīng)后(氣相沉積反應(yīng)),生成晶體硅。硅烷 流化床法將細(xì)小的硅顆粒種子鋪在有氣孔的床層上,然后從下面通入三氯化硅氣體和其它反 應(yīng)氣體,在加熱等反應(yīng)條件下,硅單質(zhì)沉積在硅顆粒種子上,生成體積較大的硅粒,通過(guò)出 料管送出流化床反應(yīng)器。顆粒硅技術(shù)具有著技術(shù)壁壘高、工藝步驟簡(jiǎn)化、成本降低、碳排放 低等優(yōu)勢(shì)。
目前顆粒硅主要作為復(fù)投料摻雜使用。目前存在的主要難點(diǎn)為氫跳(即微量氫氣頂起, 并濺射至導(dǎo)流筒下沿,高溫下滴回硅液影響拉晶)、金屬雜質(zhì)含量、碳雜質(zhì)含量、硅粉等。 預(yù)計(jì)隨著技術(shù)難點(diǎn)攻克,滲透率有望獲得提升。 顆粒硅競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)協(xié)鑫為主導(dǎo)的特點(diǎn),歷史發(fā)展與硅料如出一轍。協(xié)鑫、天宏技術(shù)從 過(guò)去國(guó)外的 MEMC、REC 承接業(yè)務(wù)并進(jìn)一步發(fā)展。目前協(xié)鑫科技目前規(guī)劃的 60 萬(wàn)噸顆粒 硅總產(chǎn)能已全部開工,年底隨著包頭基地一期投產(chǎn),顆粒硅名義產(chǎn)能可以達(dá)到 22 萬(wàn)噸以上, 產(chǎn)量在中國(guó)多晶硅有效供給量中的比重將由 2021 年的 1.4%上升至 10%以上。
1.2.電池:技術(shù)迭代下,行業(yè)技術(shù)紅利出現(xiàn)
1.2.1.晶硅電池:三種路徑下,TOPCon 量產(chǎn)領(lǐng)先,HJT 降本仍在推進(jìn)
轉(zhuǎn)換效率逼近極限,N 型迭代大勢(shì)所趨。2021 年 PERC 電池片市場(chǎng)占比進(jìn)一步提升至 91.2%,N 型電池市場(chǎng)占比約為 3%,較 2020 年基本持平。但是相較 P 型電池已逼近理論 轉(zhuǎn)換率極限 24.5%, N 型電池片的轉(zhuǎn)換效率極限均在 28%以上。同時(shí)技術(shù)擴(kuò)散導(dǎo)致紅利日 益減弱,N 型迭代已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。CPIA 預(yù)測(cè),自 2025 年開始,TOPCon 及 HJT 合計(jì) 市占率將超過(guò) 50%。 目前 N 型電池呈現(xiàn)三種主要路徑分歧。TopCon 及 HJT 電池都通過(guò)采用新的鈍化接觸 結(jié)構(gòu)來(lái)提高鈍化效果,IBC 即交指式背接觸(Interdigitated Back Contact)電池將電池正面 的電極柵線、正負(fù)電極都置于電池背面,減少柵線對(duì)陽(yáng)光的遮擋,則主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)的改變 來(lái)提高光電轉(zhuǎn)換效率。
TopCon:即對(duì)即隧穿氧化層鈍化接觸電池(Tunnel Oxide Passivated Contact),通過(guò) 超薄的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層兩層結(jié)構(gòu)形成背面鈍化接觸結(jié)構(gòu),降低金屬接觸復(fù)合電流, 從而提升轉(zhuǎn)換效率。根據(jù)摻雜多晶硅層沉積方法的不同,TOPCon 技術(shù)路線主要分為 LP 路 線、PE 路線和 PVD 路線三類,LP 路線和 PE 路線選擇的廠商分別占比 47%和 46%,市場(chǎng) 認(rèn)可度較高,而 PVD 路線受成本困擾當(dāng)前占比僅 7%,預(yù)計(jì)后續(xù) LP 和 PE 路線仍為主流。 TOPCon 電池的發(fā)展歷經(jīng)技術(shù)萌芽、技術(shù)布局、量產(chǎn)開啟三個(gè)階段。1)2015-2017 年: TOPCon 技術(shù)出現(xiàn)并得到應(yīng)用。TOPCon 技術(shù)概念最早是由德國(guó) Frauhofer 研究所于 2013 年提出,并于 2015 年研發(fā)出了效率達(dá)到 25.1%的新一代 TOPCon 電池;2)2018-2020 年: 國(guó)內(nèi)廠商如晶科、天合等紛紛開始布局 TOPCon 技術(shù);3)2021 年-至今:商業(yè)規(guī)?;瘧?yīng)用 逐步展開,國(guó)內(nèi)廠商進(jìn)一步加大投入,光電轉(zhuǎn)換效率屢次取得突破。
TOPCon 大勢(shì)所趨,2023 年擴(kuò)產(chǎn)高增速。2023 年從降本增效來(lái)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的角度考 慮,TOPCon 占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前 TOPCon 規(guī)劃產(chǎn)能總計(jì)約 306GW,2022 年底 約 84GW 名義產(chǎn)能,2023 年底預(yù)計(jì)達(dá)到 224GW,同比增加 166.7%。TOPCon 布局以龍頭 為主,其中晶科能源一馬當(dāng)先,率先布局 35GW,2022 年底實(shí)現(xiàn) 24GW;天合光能布局 33GW 產(chǎn)能,預(yù)計(jì) 2023Q1 實(shí)現(xiàn) 10GW,2023 年底實(shí)現(xiàn) 30GW;晶澳科技布局 26.5GW,預(yù)計(jì)年 底落地 16GW。
HJT:電池即為具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)的電池(Heterojunction Technology),指在電 池片里同時(shí)存在晶體和非晶體級(jí)別的硅。非晶硅層作為緩沖層插入 P-N 結(jié)之間,實(shí)現(xiàn)更好的 鈍化效果,大幅減少載流子的復(fù)合,提高少子壽命和開路電壓。 HJT 電池的發(fā)展歷程可以分為技術(shù)萌芽、專利壟斷、技術(shù)布局和量產(chǎn)開啟四個(gè)階段。 1)1974-1996 年:HJT 技術(shù)雛形出現(xiàn)。1974 年德國(guó)馬爾堡大學(xué)的 Walther Fuhs 在論文中 首次提出 HJT 概念,并于 1983 年成功研制出 HJT 電池,其轉(zhuǎn)換效率為 12.3%;2)1997- 2010 年:三洋開啟 HJT 技術(shù)壟斷期,日本三洋通過(guò)技術(shù)改進(jìn)實(shí)現(xiàn) 15%的轉(zhuǎn)換效率突破并 申請(qǐng)專利,2003 年轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步達(dá)到 21.3%;3)2010-2015 年:專利到期后,國(guó)內(nèi)外廠 商紛紛 HJT 開啟布局;4)2017-至今:國(guó)內(nèi)廠商加快 HJT 產(chǎn)業(yè)化的步伐。
降本仍持續(xù),HJT產(chǎn)能規(guī)劃待落地。目前市場(chǎng)上宣布的HJT電池產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)120GW, 其中 2022 年下半年新宣布的產(chǎn)能約為 TOPCon 的 1/5,市場(chǎng)對(duì)于 HJT 的擴(kuò)產(chǎn)積極性仍需調(diào) 動(dòng)。相較 TOPCon 有著明確的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃,HJT 電池受制于降本預(yù)期的不明確及盈利能力的 限制,大部分 HJT 擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃并未給出明確的達(dá)產(chǎn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。投資 HJT 的主要廠商多為新進(jìn) 入者或二線廠商,如通威、金剛光伏等,主要目的是為實(shí)現(xiàn)彎道超車,2022 實(shí)際落地產(chǎn)能 普遍遠(yuǎn)低于原規(guī)劃。
IBC 電池:不同于之前的技術(shù)路徑從鈍化入手,IBC 將電極及柵線安置于電池背部,背 表面正負(fù)電極也呈叉指狀分布,背面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性造成了對(duì)于生產(chǎn)工藝精確度的高要求,難度較大。IBC 電池的優(yōu)點(diǎn)在于:1)正面無(wú)柵線,提升了組件對(duì)光照的吸收;2)正負(fù)電機(jī)在 背部,便于柵線結(jié)構(gòu)優(yōu)化,降低電阻;3)美觀度大幅提升,較受戶用及工商業(yè)歡迎。 IBC 電池的發(fā)展歷程可以分為技術(shù)萌芽、初步量產(chǎn)、技術(shù)布局熱潮和技術(shù)分支化期四個(gè) 階段: 1)1975-1996 年:技術(shù)萌芽。1975 年 Schwartz 和 Lammert 提出背接觸式光伏電池概 念。1984 年,斯坦福教授 Swanson 實(shí)現(xiàn)類 IBC 的點(diǎn)接觸(Point Contact Cell, PCC)太陽(yáng) 電池在聚光系統(tǒng)下轉(zhuǎn)換效率達(dá)到 19.7%,他此后創(chuàng)立了 SunPower 公司; 2)1997-2010 年:技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者 SunPower 開啟 IBC 電池初步產(chǎn)業(yè)化,并于菲律賓工廠 25MW 產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn); 3)2011-2016 年:更多廠商機(jī)構(gòu)布局 IBC 技術(shù),如天合光能等; 4) 2017 年-至今:IBC 技術(shù)形成三大分支化路線——以 SunPower 為代表的經(jīng)典 IBC 電池工藝;以 ISFH 為代表的 POLO-IBC(集成光子晶體的多晶硅氧化物叉指背接觸)電 池工藝;和以 KANEKA 為代表的 HBC(IBC 與 HJT 技術(shù)結(jié)合)電池工藝。2022 年 ISFH 設(shè)計(jì)的 POLO-IBC 電池進(jìn)一步打破了 IBC 電池的效率極限,通過(guò)改進(jìn)鈍化水平,轉(zhuǎn)換效率 有望提高到 29.1%。
目前技術(shù)路徑優(yōu)劣尚未區(qū)分,降本增效仍在進(jìn)行。目前中短期內(nèi) TOPCon 已最先實(shí)現(xiàn) 落地,產(chǎn)能規(guī)劃最高。HJT 產(chǎn)能持續(xù)規(guī)劃,后續(xù)降本增效空間巨大。IBC 工藝繁復(fù),國(guó)內(nèi)已 實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),但良率及市場(chǎng)接受度仍需提升。而事實(shí)上,各種技術(shù)路線并不沖突,多種技術(shù)作 為平臺(tái)技術(shù),其疊加后的效果可以實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)換率。其中 IBC 與 TOPCon 技術(shù)的疊加被 稱為 TBC 電池,而與 HJT 技術(shù)的疊加則被稱為 HBC 電池。HJT 也可以疊加 IBC 和鈣鈦礦 技術(shù)。
1.2.2.鈣鈦礦:商業(yè)化有待時(shí)日,與晶硅電池疊層大有可為
轉(zhuǎn)換效率突破晶硅電池極限,鈣鈦礦成為更遠(yuǎn)未來(lái)的發(fā)展方向。目前晶硅電池的市占率 約為 96%,薄膜電池市占率僅 4%,但晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)逐步靠近理論極限的 29.43%。 而鈣鈦電池單層電池理論效率極值可達(dá) 31%,晶硅/鈣鈦礦雙節(jié)疊層轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 35%,三 節(jié)層電池理論極限可達(dá) 45%以上。如果摻雜新型材料,鈣鈦礦電池的轉(zhuǎn)換效率更是有望達(dá)到 50%。鈣鈦礦(PSCs)是一種分子通式為 ABX3的晶體材料,呈八面體形狀,結(jié)構(gòu)特性優(yōu)異, 具有轉(zhuǎn)換率極限高、成本低的優(yōu)點(diǎn),但仍存在穩(wěn)定性差和大面積制備困難的問(wèn)題。
鈣鈦礦企業(yè)仍處試產(chǎn)階段,商業(yè)化初期備受融資青睞。2019 年 2 月,協(xié)鑫光電建成 10MW 級(jí)別的大面積鈣鈦礦組件中試產(chǎn)線,2022 年全球首條 100MW 量產(chǎn)線計(jì)劃投入量產(chǎn), 目前已在昆山完成廠房和主要硬件建設(shè),光電轉(zhuǎn)化效率有望超過(guò) 18%。極電光能完成 2.2 億 元 Pre-A 輪融資,并宣布 2022 年 2 月 150MW 生產(chǎn)線投產(chǎn)。纖納光電則已完成 C 輪融資, 2022 年 7 月完成組件α產(chǎn)品的發(fā)布,宣布率先實(shí)現(xiàn)百兆瓦級(jí)量產(chǎn)。2022 年 8 月,仁爍光能 完成 A 輪融資,宣布 10 月 15 億元電池系列項(xiàng)目簽約落地。
1.3.BIPV:建筑節(jié)能趨勢(shì)下,BIPV 有望高速增長(zhǎng)
1.3.1.政策端:雙碳政策下,建筑節(jié)能提上日程
建筑建設(shè)、使用產(chǎn)生大量碳排放,建筑節(jié)能是碳中和的重要組成部分。建筑領(lǐng)域占碳排 放總量的 4%,而占碳排放 41%的電力系統(tǒng)中,大部分活動(dòng)都發(fā)生在室內(nèi)。因此降低建筑建 設(shè)、使用過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放對(duì)于實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有著重要的作用。
隨著雙碳政策提出,屋頂光伏、建筑光伏一體化政策加速落地。隨著雙碳政策提出推廣 光伏發(fā)電與建筑一體化應(yīng)用,《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》《城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域碳 達(dá)峰實(shí)施方案》等針對(duì)性政策相繼發(fā)布,要求推進(jìn)建筑太陽(yáng)能光伏一體化建設(shè),到 2025 年 新建公共機(jī)構(gòu)建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭(zhēng)達(dá)到 50%,同時(shí)推動(dòng)既有公共建筑屋頂加裝太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)。此外,地方政府也針對(duì)屋頂光伏等頒布政策提供補(bǔ)貼,共約 31 個(gè)省市 區(qū)出臺(tái)了一系列綠色建筑激勵(lì)政策,包括財(cái)政補(bǔ)貼、優(yōu)先評(píng)獎(jiǎng)、信貸金融支持、減免城市配 套費(fèi)用等。
1.3.2.BIPV:建筑光伏一體化是建筑節(jié)能最佳方案
我國(guó)目前的分布式光伏項(xiàng)目中,光伏與建筑結(jié)合占比達(dá)到 50%,主要方式分為 BAPV 與 BIPV: 1)BAPV( Building-attached Photovoltaics):光伏組件通過(guò)支架等附著于建筑物墻 面或屋頂?shù)任恢?,光伏組件僅承擔(dān)發(fā)電功能,不承擔(dān)建筑功能,現(xiàn)在大多數(shù)存量的光伏建筑 一體化即為 BAPV; 2)BIPV( Building-integrated) :指光伏既實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電功能,又承擔(dān)建筑構(gòu)件和建 筑材料的功能,與建筑主體同時(shí)設(shè)計(jì)施工,可以達(dá)到與建筑物融為一體的效果,是未來(lái)光伏 建筑發(fā)展的發(fā)力點(diǎn)。
BIPV 優(yōu)勢(shì)明顯,預(yù)計(jì)滲透率不斷提升。相較傳統(tǒng) BAPV,BIPV 在美觀度、安全性、安 裝便捷度、運(yùn)維成本等方面均有優(yōu)勢(shì),隨著技術(shù)逐步成熟,經(jīng)濟(jì)性也逐漸得到驗(yàn)證。2019 年 和 2020 年全球 BIPV 裝機(jī)總量分別為 1.15GW、2.3GW,約占全球光伏總裝機(jī)量的 1%,滲 透率較低,仍處起步階段。據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)顯示,2020 年我國(guó) BIPV 裝機(jī)容量已達(dá) 709MW, 引領(lǐng)全球 BIPV 熱潮。
薄膜電池市場(chǎng)持續(xù)萎縮,期待新的使用場(chǎng)景。CPIA 數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球薄膜電池占 光伏電池比例僅為 3.8%,而 2010 年、2020 年的比重分別為 14%、4%,占比持續(xù)呈現(xiàn)下 降趨勢(shì)。2021 年薄膜電池產(chǎn)能約 10.7GW,產(chǎn)量約 8.2GW,同比上升 27.7%,擴(kuò)產(chǎn)較多但 仍不及晶硅電池的速度。其中碲化鎘憑借工藝、原材料等方面的成本優(yōu)勢(shì)占據(jù)主導(dǎo),產(chǎn)能占 比 97%,約 8.03GW,國(guó)內(nèi)約 130MW。 BIPV 的特性要求與薄膜電池不謀而合,因此薄膜電池未來(lái)有望放量。薄膜電池從美觀 度、弱光性、耐高溫、輕質(zhì)性、耐久度上均有優(yōu)勢(shì),配適 BIPV 系統(tǒng)可達(dá)到錦上添花的效果。 據(jù) IEA 數(shù)據(jù),2020 年全球新增的 1GW BIPV 中,約有 30%使用的是碲化鎘薄膜電池組件, 使用比例遠(yuǎn)高于整體光伏市場(chǎng)中的占有率。
1.3.3.光伏+建材戰(zhàn)略合作,組件龍頭加緊BIPV 布局
BIPV 產(chǎn)業(yè)鏈具有光伏+建材雙重特性,上下游融合度高。BIPV 上游為光伏組件,中游 為光伏與建材相結(jié)合,形成屋面、幕墻、窗戶、外部結(jié)構(gòu)等為代表的建筑部件。下游目前主 要應(yīng)用于工廠,后續(xù)工商業(yè)建筑、公共建筑等均有望發(fā)力。BAPV 模式下上游只需負(fù)責(zé)光伏 組件降本增效,下游僅負(fù)責(zé)接收、安裝,產(chǎn)業(yè)上下游關(guān)聯(lián)度不大;BIPV 模式下光伏組件建 材化,對(duì)于防水性、安全性、美觀度、支撐性等提出較高要求,同時(shí)依據(jù)建筑設(shè)計(jì)個(gè)性化定 制需求增多,上下游產(chǎn)業(yè)鏈高度融合。 BIPV 趨勢(shì)下,龍頭加緊 BIPV 布局。組件龍頭分別推出系列 BIPV 產(chǎn)品,主要為光伏彩 鋼瓦,隆基、晶科也推出幕墻等系列產(chǎn)品。此外,近期組件企業(yè)與建筑企業(yè)戰(zhàn)略合作有加速 趨勢(shì),合作主要以簽署戰(zhàn)略協(xié)議的形式展開,其中隆基直接入股森特股份,加碼金屬圍護(hù); 晶澳科技與東方雨虹成立合資公司共同研發(fā) BIPV。2023 年 1 月 6 日天合光能與上市公司 龍?jiān)ㄖ腺Y建立龍?jiān)髦?,推?dòng) BIPV 業(yè)務(wù)進(jìn)一步專業(yè)化;同日,晶科能源與老牌建筑公 司中天集團(tuán)子公司中天綠能達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系。
1.4.海上光伏:理論星辰大海,亟需配套低成本解決方案
1.4.1.政策發(fā)力新藍(lán)海,理論空間巨大
海上光伏方興未艾,空間巨大。據(jù)國(guó)家海洋技術(shù)中心海洋能發(fā)展中心表示,我國(guó)大陸海 岸線長(zhǎng) 1.8 萬(wàn)公里,按照理論研究,可安裝海上光伏的海域面積約為 71 萬(wàn)平方公里。按照 1/1000 的比例估算,可安裝海上光伏裝機(jī)規(guī)模超過(guò) 70GW。目前山東省已規(guī)劃共計(jì) 42GW 的海上光伏項(xiàng)目,其中到 2025 年建設(shè)并網(wǎng) 13GW 左右。 海上光伏優(yōu)勢(shì): 1) 節(jié)約土地成本。土地成本是光伏系統(tǒng)中的重要成本,CPIA 數(shù)據(jù)顯示,一次性土地成 本約占光伏系統(tǒng)中 5%的支出。 2) 節(jié)約土地資源。土地資源瓶頸制約光伏電站建設(shè),隨著林地、農(nóng)田以及內(nèi)陸水面等用 地限制增加,光伏用地受限,而海上光伏目前不在限制范圍內(nèi)。 3)縮小電力供需兩側(cè)地域差?;哪⒏瓯?、沙漠占據(jù)主體的大基地項(xiàng)目與東南沿海用 電密集區(qū)域距離遙遠(yuǎn),用電供需兩端存在著地區(qū)差異。而海上光伏主要沿東南沿海布局,與 用電需求側(cè)基本吻合,節(jié)約了遠(yuǎn)距離特高壓調(diào)配的電網(wǎng)成本。 政策大力扶持,助力海上光伏發(fā)展。目前海上項(xiàng)目受環(huán)境、技術(shù)影響,成本和陸上普通 項(xiàng)目相比較高,政策成為了主要驅(qū)動(dòng)力。立法上,除我國(guó)三大涉海法律外,浙江、天津、遼 寧、山東、海南均針對(duì)海上光伏出臺(tái)了相關(guān)規(guī)定,從用海規(guī)范、光伏用海問(wèn)題規(guī)定、裝機(jī)規(guī) 劃、補(bǔ)貼等角度助力海上光伏發(fā)展。其中,山東、浙江今年陸續(xù)出臺(tái)海上光伏針對(duì)性法規(guī)細(xì) 則。政策規(guī)劃上,山東率先發(fā)布系列明確規(guī)劃文件并提出補(bǔ)貼政策,2022 年競(jìng)配項(xiàng)目已部 分動(dòng)工。
1.4.2.自然環(huán)境及極端氣候影響下,實(shí)際市場(chǎng)空間受限
相比內(nèi)陸淡水環(huán)境,發(fā)展海上光伏會(huì)受到受地形、海浪與自然災(zāi)害、溫度等自然條件的 約束。目前海上光伏主要以灘涂光伏和離岸 1-5km 的近岸光伏為主,一般水深不超過(guò) 50 米。 我國(guó)海域溫度在 0-29℃左右,均符合光伏組件正常工作區(qū)間。海浪、海風(fēng)、自然災(zāi)害可能會(huì) 引起組件隱裂,甚至形變、斷裂、損毀。 1)渤海、黃海:海岸地勢(shì)較為平緩,可開發(fā)的沿海灘涂面積廣且風(fēng)浪小,江蘇以北以 上區(qū)域適合集中式。但渤海存在海冰現(xiàn)象,冰期約 3 個(gè)月,淺灘區(qū)形成固定結(jié)冰面,河口、 灘涂區(qū)多堆積冰。山東附近海域海浪損失最高; 2)東南沿海:由東向南風(fēng)浪增大,東南沿海海浪較江蘇以北海域高,浙江附近臺(tái)風(fēng)登 陸頻繁,南海臺(tái)風(fēng)更為頻繁猛烈。山地、礁石間存在海浪削弱區(qū)域。
海上環(huán)境中,海洋生物附著物、鹽霧、海水對(duì)組件功率也產(chǎn)生重大影響,造成 PID 效應(yīng) (Potential Induced Degradation),即電勢(shì)誘導(dǎo)衰減。PID 直接危害就是大量電荷聚集在電池 片表面,使電池表面鈍化效果惡化,從而導(dǎo)致電池片的填充因子、開路電壓、短路電流降低, 電池組件功率衰減。
1.4.3.海上光伏組件形式:固定式為主,漂浮式方興未艾
海上光伏應(yīng)用場(chǎng)景主要分為沿海灘涂和水面兩種形式。沿海灘涂區(qū)域,一般在冬季出現(xiàn) 大面積干塘現(xiàn)象,在夏季時(shí)岸邊水深 1-2 米,對(duì)于光伏系統(tǒng)有水陸適應(yīng)兩方面要求。水面則 需要使用漂浮式光伏系統(tǒng)。大規(guī)模的海上光伏項(xiàng)目目前主要以沿海灘涂或潮間帶中的固定樁 基式為主,目前大部分所謂的海上漂浮式案例均位于近海接近岸邊的位置,風(fēng)浪水平與內(nèi)陸 湖泊接近。真正的近海海域漂浮項(xiàng)目當(dāng)前還沒(méi)有能夠形成可推廣的成熟商業(yè)化模式。 灘涂環(huán)境:1)以固定式為主,目前固定支架方案是海上光伏主流。使用固定樁基將組 件托起在水面以上。但固定式的樁長(zhǎng)隨著水深加深大幅增加,施工難度和樁基成本也隨之大 幅增加,后期運(yùn)維成本也隨之增長(zhǎng)。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,固定式技術(shù)較為成熟,但應(yīng)用范圍有限。 2)水陸兩棲系統(tǒng)尚待成熟。水陸兩棲系統(tǒng)配適浮體裝置,旱季浮體坐于裸露地面充當(dāng) 樁基,而雨季浮體浮于水面,系統(tǒng)成為漂浮式系統(tǒng)。浮體重力及安裝方式有一定要求。浮體 要求抗風(fēng),自身的重量可以確保承受 50 年一遇的風(fēng)載荷;安裝在浮體上表面的 4 塊光伏組 件須形成獨(dú)立的固定單元,即使浮體產(chǎn)生一定傾斜現(xiàn)象,也不會(huì)導(dǎo)致光伏組件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
海面上:海上漂浮式光伏增長(zhǎng)空間較大,目前中國(guó)引領(lǐng)潮流。漂浮式系統(tǒng)尚待技術(shù)完善 及長(zhǎng)周期實(shí)證研究,目前主要依靠政策端扶持。山東海上光伏規(guī)劃已對(duì)漂浮式有一定側(cè)重, 《山東省海上光伏建設(shè)工程行動(dòng)方案》規(guī)劃 2022 年啟動(dòng)漂浮式海上光伏示范工作,到 2025 年力爭(zhēng)開工建設(shè) 200 萬(wàn)千瓦,建成并網(wǎng) 100 萬(wàn)千瓦左右,占裝機(jī)總量的 10%。2022 年 10 月 31 日,山東煙臺(tái) 0.5MW 實(shí)證項(xiàng)目成功發(fā)電,成為全球首個(gè)投用的深遠(yuǎn)海風(fēng)光同場(chǎng)漂浮 式光伏實(shí)證項(xiàng)目。 漂浮式光伏系統(tǒng)以浮體、系泊、錨固取代陸上地樁、支架,國(guó)內(nèi)國(guó)外各有相關(guān)方案。浮 體組件浮于水面,系泊、錨固固定范圍。漂浮式組件浮體重量、面積、吃水深度等需考慮系 統(tǒng)整體重要及 25 年以上海洋附著物重量。組件需與浮體緊密貼合,確保抵御海風(fēng)、海浪沖 擊。
1)國(guó)內(nèi):一道新能等公司開發(fā)塊狀浮體系統(tǒng),多組浮體采用特制柔性纜繩連接成一個(gè) 方陣,相鄰浮體的側(cè)面安裝橡膠防撞墊,形成柔性連接,并可以抵抗水平?jīng)_擊力和上下相對(duì) 運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。 2)國(guó)外:挪威 Ocean Sun 浮力環(huán)式海上光伏方案運(yùn)用于山東煙臺(tái)并網(wǎng)示范項(xiàng)目 ,浮 式光伏系統(tǒng)由一套由系泊系統(tǒng)固定在海床上的浮力環(huán)組成,塑膠模能夠隨波浪上下起伏,可 大幅降低風(fēng)阻并對(duì)波浪有緩沖作用。同時(shí),光伏組件采用預(yù)制滑軌與彈性薄膜連接,并通過(guò) 薄膜直接與海水接觸,水體對(duì)光伏設(shè)備的冷卻可有效提高發(fā)電效率 10%以上。
漂浮式光伏降本需求迫切,除了裝機(jī)量增加帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng)外,技術(shù)進(jìn)步仍是降本主旋 律。目前海上光伏主要依靠補(bǔ)貼政策來(lái)符合投資收益標(biāo)準(zhǔn),部分示范性項(xiàng)目不計(jì)成本。山東 省財(cái)政對(duì) 2022-2025 年建成并網(wǎng)的“十四五”漂浮式海上光伏項(xiàng)目按照 1 元/W、0.8 元/W、 0.6 元/W、0.4 元/W 的標(biāo)準(zhǔn)給予財(cái)政補(bǔ)貼,但目前針對(duì)部分項(xiàng)目來(lái)說(shuō)仍然是杯水車薪。山東 煙臺(tái)采用挪威 Ocean Sun 的 1MW 示范項(xiàng)目,核算 EPC 成本約 10 元/W。2022 年 11 月, 壽光 0.46MW 海上漂浮式光伏科研示范項(xiàng)目 EPC 投標(biāo)報(bào)價(jià)為 989. 24 萬(wàn)元,約合 21.51 元 /W,遠(yuǎn)超地面項(xiàng)目及補(bǔ)貼彌補(bǔ)范圍,其科研示范意義重于經(jīng)濟(jì)性。而一道新能數(shù)據(jù)顯示,隨 著單個(gè)漂浮式項(xiàng)目規(guī)模擴(kuò)大成本明顯下降,1MW 項(xiàng)目成本約 10 元/W,100MW 項(xiàng)目有望實(shí) 現(xiàn) 5 元/W,基本符合補(bǔ)貼彌補(bǔ)范圍。
風(fēng)光結(jié)合,攤薄成本,助力實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。 海上風(fēng)電補(bǔ)貼 2021 年取消后,海上光伏常 與海上風(fēng)廠相結(jié)合構(gòu)建海上風(fēng)光聯(lián)合電場(chǎng),通過(guò)共用箱變、升壓、線路、海纜等降低成本, 攤薄項(xiàng)目整體裝機(jī)成本?!渡綎|省海上光伏建設(shè)工程行動(dòng)方案》規(guī)劃中,“環(huán)渤海”千萬(wàn)千瓦級(jí)海上光伏基地中,“風(fēng)光同場(chǎng)”場(chǎng)址 11 個(gè),裝機(jī)規(guī)模 520 萬(wàn)千瓦,占裝機(jī)總量的 26.94%。 “沿黃海”千萬(wàn)千瓦級(jí)海上光伏基地海風(fēng)較大,“風(fēng)光同場(chǎng)”場(chǎng)址 17 個(gè),裝機(jī)規(guī)模 1320 萬(wàn) 千瓦,占裝機(jī)總量的 58.15%。根據(jù)各地上網(wǎng)電價(jià)來(lái)看,目前漂浮式成本普遍在 0.4 元/千瓦 時(shí)以上。而假設(shè)成本下降至 0.35 元/千瓦時(shí),按照風(fēng)光 1:1 配比的項(xiàng)目將會(huì)在大部分省份存 在平價(jià)機(jī)會(huì)。 風(fēng)電龍頭布局海上光伏,實(shí)現(xiàn)風(fēng)光協(xié)同放量。2022 年 6 月 17 日發(fā)布的山東省 2022 年 度海上光伏項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)配置結(jié)果顯示,競(jìng)配規(guī)模共計(jì) 1125 萬(wàn)千瓦。除了光伏龍頭隆基綠能、 天合光能之外,風(fēng)能龍頭明陽(yáng)智能、遠(yuǎn)景能源、東方電氣等均在中標(biāo)之列。
2.設(shè)備端:生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)紅利,系統(tǒng)設(shè)備揚(yáng)帆出海
2.1.電池設(shè)備:行業(yè)屬性下國(guó)產(chǎn)替代,技術(shù)迭代下享受紅利
2.1.1.歷史復(fù)盤:行業(yè)屬性下大勢(shì)所趨,設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代完成
設(shè)備與主材端聯(lián)系緊密,國(guó)產(chǎn)替代成為大勢(shì)所趨。1)降本需求。國(guó)外壟斷階段,進(jìn)口 設(shè)備單價(jià)高。隨著國(guó)產(chǎn)替代及國(guó)內(nèi)技術(shù)擴(kuò)散,通過(guò)國(guó)產(chǎn)設(shè)備降本,組件投資成本可獲得大幅 降低;2)研發(fā)需求。由于電池設(shè)備技術(shù)更新迭代與組件緊密結(jié)合,技術(shù)迭代下設(shè)備研發(fā)往 往需要與主材廠商進(jìn)行密切合作,設(shè)備試產(chǎn)后需開啟交付驗(yàn)證。在國(guó)產(chǎn)組件主導(dǎo)全球的格局 下,設(shè)備端國(guó)產(chǎn)化成為行業(yè)發(fā)展必經(jīng)之路。 設(shè)備端國(guó)產(chǎn)替代完成,國(guó)內(nèi)公司引領(lǐng)行業(yè)。根據(jù) IEA 相關(guān)數(shù)據(jù),行業(yè)發(fā)展初期光伏生產(chǎn) 設(shè)備領(lǐng)域由國(guó)外廠商壟斷的局面已徹底改變,目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備成為了光伏生產(chǎn)設(shè)備的主流。 1)2008 年時(shí),德國(guó)、美國(guó)、瑞士、日本占據(jù)全球 90%的光伏設(shè)備市場(chǎng)份額,全球前十 設(shè)備廠商均出自這四個(gè)國(guó)家; 2)2017 年,中國(guó)的光伏設(shè)備市場(chǎng)份額成功追上市占率第一的德國(guó); 3)2021 年底時(shí),中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的光伏設(shè)備供應(yīng)國(guó),占全球光伏設(shè)備總份額的 47%,全球前十廠商均出自中國(guó)。從設(shè)備收入占比上看,我國(guó)連續(xù) 5 年光伏設(shè)備收入占全球 總收入的一半左右,牢牢占據(jù)設(shè)備廠商頭把座椅,約為第二名的五倍。
發(fā)展歷程:1)2014 年前,國(guó)外主導(dǎo)。2010 年左右光伏第一輪爆發(fā)期時(shí),國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠 商剛起步,設(shè)備尚未批量生產(chǎn)且穩(wěn)定性較差, Applied Materials、梅耶伯格、Centrotherm 等國(guó)外廠商占據(jù)市場(chǎng)主要地位,并且在研發(fā)上領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)明顯。國(guó)內(nèi)捷佳偉創(chuàng)在這一時(shí)間段推 出了清洗制絨等前端及 PECVD 鍍膜等設(shè)備,邁為推出了絲印設(shè)備,帝爾激光則推出激光刻 槽、燒結(jié)、開膜等設(shè)備,但光伏電池生產(chǎn)價(jià)值量最高的鍍膜設(shè)備主要供應(yīng)商仍是國(guó)外廠商。
2)2015 年之后,P 型電池迭代下,國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商實(shí)現(xiàn)超車。在 2015 年左右,PERC 產(chǎn)線迎來(lái)規(guī)?;慨a(chǎn),光伏市場(chǎng)的需求刺激促進(jìn)國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商加快腳步。1)絲網(wǎng)印刷環(huán)節(jié), 邁為股份在 2016 年推出雙頭雙軌太陽(yáng)能絲網(wǎng)印刷生產(chǎn)線及其升級(jí)版,新產(chǎn)品對(duì)邁為的市場(chǎng) 份額增長(zhǎng)推動(dòng)顯著,2017 年邁為在增量市場(chǎng)的份額達(dá)到 72.62%,同比增長(zhǎng) 27.52pct;2) 在刻蝕和激光摻雜上,帝爾激光于 2016 年和 2017 年分別推出了 SE 激光摻雜和 LID/R 激 光修復(fù)設(shè)備。2018 年其激光刻蝕設(shè)備被 77%的電池廠商使用,在 SE 設(shè)備上市占率更是達(dá) 到 86%;3)在此期間,捷佳偉創(chuàng)通過(guò)推出高性價(jià)比的 PECVD 設(shè)備迅速搶占國(guó)內(nèi)市場(chǎng);4) 背面鈍化設(shè)備上,微導(dǎo)納米在 2018-2019 年連續(xù)兩年全球市占率排名第一。 國(guó)外廠商業(yè)務(wù)萎縮,甚至被迫轉(zhuǎn)型退出。以梅耶伯格為例,2016 年其憑借著鍍膜技術(shù) 優(yōu)勢(shì),獲得 P 型電池設(shè)備中鍍膜設(shè)備 80%的市占率,2017 年之后業(yè)績(jī)直線下滑,最終在 2020 年宣布轉(zhuǎn)型為組件供應(yīng)商,黯然退出光伏設(shè)備市場(chǎng)。而同期國(guó)內(nèi)龍頭設(shè)備廠商業(yè)績(jī)迅 速上升,2016 年開始設(shè)備板塊整體上市公司歷年?duì)I收增速超 35%,形成了鮮明對(duì)比。
2.1.2.N 型迭代下技術(shù)分歧,國(guó)內(nèi)廠商再享技術(shù)紅利
電池技術(shù)變革下,生產(chǎn)工藝、工序正在發(fā)生改變,引領(lǐng)電池設(shè)備技術(shù)變革。BSF 電池的 主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括清洗制絨、擴(kuò)散、刻蝕、正面鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷等;PERC 電池的生 產(chǎn)工藝則在 BSF 的基礎(chǔ)上,新增背面鈍化層沉積和激光開槽兩部分;而 TOPCon 電池在 PERC 電池的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增加了一層超薄隧穿氧化硅和磷摻雜本征多晶硅, 并且在前端增加硼擴(kuò)工藝;HJT 電池的生產(chǎn)工藝相較其他電池工藝有著明顯區(qū)別,主要包括 清洗制絨、非晶硅薄膜沉積、透明導(dǎo)電膜沉積和絲網(wǎng)印刷四個(gè)環(huán)節(jié)。
技術(shù)迭代下,技術(shù)領(lǐng)先廠商享受技術(shù)紅利及產(chǎn)線更新需求。隨著 P 型設(shè)備技術(shù)擴(kuò)散,行 業(yè)盈利能力自 2016 年、2017 年逐年下降,各龍頭公司毛利率逐年降低;隨著 N 型技術(shù)迭 代,設(shè)備技術(shù)紅利再次出現(xiàn)。掌握先進(jìn)技術(shù)的設(shè)備龍頭引領(lǐng) N 型設(shè)備迭代,2021~2022Q1- Q3 上市企業(yè)毛利水平再次回暖上升。
技術(shù)迭代趨勢(shì)下,電池設(shè)備市場(chǎng)格局發(fā)生變化, TOPCon 近兩年占據(jù)主導(dǎo)。據(jù)測(cè)算, 受益于單瓦價(jià)值量及滲透率上提升,TOPCon電池設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模占比預(yù)計(jì)將由2021年的3% 提升至 2023 年的 56%,其中部分由 PERC 設(shè)備通過(guò)技改實(shí)現(xiàn)。 TOPCon 多技術(shù)路線推進(jìn),不同廠商各有進(jìn)展。TOPCon 主要技術(shù)路線有 LPCVD(將 氣態(tài)物質(zhì)在低壓情況下用熱能激活,使其發(fā)生熱分解或者化學(xué)反應(yīng),形成沉積在襯底表面的 薄膜)和 PECVD(借助微波或射頻使得含有薄膜原子的氣體在局部形成等離子體,等離子 體通過(guò)反應(yīng)在襯底表面形成所需要的薄膜)兩種。拉普拉斯作為 LPCVD 技術(shù)路線的主要設(shè) 備提供商,在 2018 年實(shí)現(xiàn)了 LPCVD 的定向銷售,并實(shí)現(xiàn) TOPCon 量產(chǎn),目前下游擁有隆 基、晶科等大客戶。而晶科在 2022 年 10 月取得了 TOPCon 電池轉(zhuǎn)換率 26.1%的新紀(jì)錄。 捷佳偉創(chuàng)作為 PECVD 路線的龍頭,已經(jīng)在 2022 年擁有 PE 路線的 TOPCon 整線交付能 力,并且推出隧穿層、Poly 層、原位摻雜層的“三合一”制備,該技術(shù)不僅解決了繞鍍、石英 件損耗高的問(wèn)題,而且節(jié)省了原位摻雜時(shí)間。
HJT 電池設(shè)備預(yù)計(jì)后續(xù)發(fā)力,目前受益于技術(shù)領(lǐng)先下價(jià)值量。HJT 電池設(shè)備目前產(chǎn)線 單瓦價(jià)值量約為 4 億元,遠(yuǎn)超其他技術(shù)路線。未來(lái) HJT 持續(xù)降本帶來(lái)設(shè)備放量時(shí),即使單 瓦價(jià)值量下降依舊可以支撐市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大。HJT 電池設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模占比有望從 2021 年的 3% 左右,提升至 2024 年的 50%以上。 HJT 實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備全覆蓋,龍頭引領(lǐng)下降本仍是主旋律。目前 HJT 電池的主要技術(shù)差 異是 TCO 膜的沉積,主流技術(shù)路線包括 PVD(運(yùn)用磁控濺射,使用 ITO 靶材)和 RPD(反 應(yīng)等離子體沉積法,使用 IWO 靶材)兩種。邁為作為 PVD 路線的龍頭,在 2019 年實(shí)現(xiàn)了 異質(zhì)結(jié)電池整線交付,并且在 2021 年首次實(shí)現(xiàn)整線設(shè)備出海。捷佳偉創(chuàng)作為 RPD 路線的 代表企業(yè),在 2022 年成功實(shí)現(xiàn) RPD 設(shè)備的交貨,并且已經(jīng)具備異質(zhì)結(jié)整線的交付能力。
2.1.3.激光設(shè)備:N 型放量下應(yīng)用場(chǎng)景拓寬
激光技術(shù)與 N 型要求更吻合,有望實(shí)現(xiàn)放量。激光設(shè)備利用光能量經(jīng)過(guò)透鏡聚焦,形成 純色、準(zhǔn)直、高亮、同向、高能量密度的光子隊(duì)列,并通過(guò)高能量密度的光束產(chǎn)生的光熱效 應(yīng)進(jìn)行加工。激光設(shè)備優(yōu)勢(shì)在于非接觸式加工、熱影響區(qū)小、易自動(dòng)化、精確度高、一致程 度高、高速便捷等,與 N 型對(duì)電池片精細(xì)化、高精度、高性能、高可靠性趨勢(shì)相吻合。同時(shí), 非接觸式加工可以有效減少加工過(guò)程中對(duì)電池片的損傷,防止隱裂、破碎,提升其可靠性。
激光轉(zhuǎn)印有望隨 N 型降本增效需求放量。激光圖形轉(zhuǎn)印技術(shù)(Pattern Transfer Printing 簡(jiǎn)稱 PTP)是通過(guò)高功率激光束高速圖形化掃描,將漿料從柔性透光材料上轉(zhuǎn)移至電池表 面,并形成柵線。 1)降本優(yōu)勢(shì):N 型銀漿成本顯著,成為降本重點(diǎn)環(huán)節(jié)。激光轉(zhuǎn)印柵欄寬度下降,銀漿 消耗量縮小。根據(jù)帝爾激光發(fā)布的公告,目前激光轉(zhuǎn)印在 HJT 上可實(shí)現(xiàn) 30%以上銀漿用量 降低,對(duì)應(yīng)每 GW 節(jié)約銀漿成本千萬(wàn)元以上。激光轉(zhuǎn)印在 XBC 或者 TOPCon 上也較絲網(wǎng)印 刷具有銀漿降低量。 2)增效優(yōu)勢(shì):激光轉(zhuǎn)印可實(shí)現(xiàn)全路線覆蓋以及不同尺寸調(diào)整,靈活性更強(qiáng);非接觸式 減少了電池片碎裂的可能,適應(yīng)未來(lái)薄片化趨勢(shì);印刷柵線更為均勻,減小電池電阻,實(shí)現(xiàn) 增益。
2.2.逆變器:國(guó)產(chǎn)替代及分布式趨勢(shì)下受益
2.2.1.歷史復(fù)盤:逆變器,國(guó)產(chǎn)替代到稱霸國(guó)際
光伏逆變器是光伏系統(tǒng)的核心設(shè)備,它通過(guò)將光伏組件所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟妬?lái) 實(shí)現(xiàn)自用或并網(wǎng)。其主要原理為通過(guò)電力電子器件(如 IGBT、MOSFET)的高頻率開關(guān)來(lái) 調(diào)整組件產(chǎn)生電流的電壓波形,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的變化和控制。 光伏景氣度高企下,逆變器需求猛增。為保持高效運(yùn)轉(zhuǎn),逆變器與組件較佳配比至少需 要大于 1,組件新增裝機(jī)量高增長(zhǎng)下逆變器需求穩(wěn)固。同時(shí)在存量市場(chǎng)上,逆變器使用壽命 在 10-15 年左右,低于光伏組件約 25 年的生命周期,10 年前興起的光伏電站支撐起了替換 需求。Wood Mackenzie 數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球逆變器出貨量實(shí)現(xiàn) 225.4GW,同比上升 22%。其中,中國(guó)占據(jù)了 33%的市場(chǎng)份額,歐洲則在能源政策刺激下占據(jù) 23%市場(chǎng)份額, 同比增長(zhǎng)了 52%。
逆變器的發(fā)展歷程呈現(xiàn)國(guó)產(chǎn)崛起與行業(yè)自身技術(shù)發(fā)展的雙重脈絡(luò): 1)1991-2011 年,國(guó)外領(lǐng)先。依托歐洲先進(jìn)電力電子技術(shù)與光伏裝機(jī)先發(fā)優(yōu)勢(shì),德國(guó) 企業(yè) SMA 1991 年推出全球第一臺(tái)并網(wǎng)組串式逆變器,2007-2011 年公司逆變器全球市占率 保持在 30%以上; 2)2012-2017,中國(guó)企業(yè)崛起,引領(lǐng)降本潮流。2012 年 SMA 市占率跌至 22%,同時(shí) 中國(guó)企業(yè)憑借人工成本等優(yōu)勢(shì)開始崛起,龍頭陽(yáng)光電源市占率達(dá)到 4%。2014 年華為通過(guò)組 串式逆變器入局,當(dāng)年市占率就達(dá)到 10%,開啟了中國(guó)企業(yè)技術(shù)降本之路; 3)2017-至今,行業(yè)技術(shù)邊界、使用場(chǎng)景不斷擴(kuò)寬。2017 年 NEC(美國(guó)國(guó)家電器規(guī)范) 發(fā)布新規(guī)則后,微型逆變器走向崛起之路。而在近年新能源消納問(wèn)題凸顯的背景下,儲(chǔ)能變 流器需求激增。 競(jìng)爭(zhēng)格局中,國(guó)產(chǎn)地位持續(xù)穩(wěn)固。逆變器發(fā)展歷程整體呈現(xiàn)華為、陽(yáng)光電源和原有龍頭 SMA 三方爭(zhēng)霸的格局,且伴隨著 SMA 份額不斷下降,其他國(guó)產(chǎn)廠商不斷跟進(jìn)的態(tài)勢(shì)。Wood Mackenzie 數(shù)據(jù)顯示,逆變器行業(yè)集中度不斷提升,2021 年 top10 廠商市占率達(dá)到 82%, 而中國(guó)的六家廠商占據(jù)了全球 48%的市場(chǎng)份額。其中,SMA 市場(chǎng)份額跌至 6%,華為市占 率則達(dá)到 23%,陽(yáng)光電源市占率為 21%。從進(jìn)出口數(shù)據(jù)來(lái)看,2017 年以來(lái)進(jìn)出口逆變器數(shù) 量差距不斷擴(kuò)大,2022 年 1-8 月,中國(guó)出口逆變器 3019.5 萬(wàn)件,同比上升 15.3%;進(jìn)口逆 變器 186.3 萬(wàn)件,同比上升 8.9%。
2.2.2.微型逆變器:國(guó)產(chǎn)替代再起風(fēng)云
區(qū)別于傳統(tǒng)逆變器針對(duì)一組組件監(jiān)控運(yùn)行,微型逆變器對(duì)單個(gè)組件進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整及監(jiān) 控,是當(dāng)前 MLPE 組件級(jí)電力電子中重要的組成部分。微逆具有安全性高、發(fā)電效率高、體 積小、靈活性強(qiáng)的特點(diǎn),但是單價(jià)較高,主要適用于分布式場(chǎng)景。 分布式高增長(zhǎng)帶動(dòng)微逆滲透率提升。隨著 2010 年左右集中式電站興起,分布式在全球 年度新增裝機(jī)比重逐步下降。近年由于電價(jià)、土地、人口、終端價(jià)格等因素壓力,分布式裝 機(jī)再度放量。IEA 數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球分布式新增裝機(jī)約 71.3GW,占到總裝機(jī)量的 47.41%,較占比最低點(diǎn) 2016 年的 23.97%有明顯回升,微逆出貨量及滲透率則同步上行。 當(dāng)前微逆地區(qū)滲透率不均,未來(lái)上升潛力較大。全球微逆占分布式的滲透率目前仍低于 10%, GGII 預(yù)計(jì)到 2025 年時(shí)有望達(dá)到 20%,其中美國(guó)地區(qū)滲透率最高,約可達(dá) 30%,其他地區(qū) 仍將處于方興未艾階段。
2.3.支架:集中式開工啟動(dòng)+成本下降+滲透率提升預(yù)期
2.3.1.歷史復(fù)盤:起步較晚,國(guó)內(nèi)跟蹤支架發(fā)展空間較大
需求端復(fù)盤:跟蹤支架滲透率較低,未來(lái)仍有提升空間。中國(guó)電站安裝跟蹤支架較晚, 主要分為三個(gè)發(fā)展階段: 1)2009-2015 年:萌芽期,基本無(wú)經(jīng)濟(jì)性效益。2009 年,中廣核太陽(yáng)能第一次在敦煌 10MW 特許權(quán)項(xiàng)目中全部采用了無(wú)錫昊陽(yáng)的平單軸跟蹤支架,之后國(guó)內(nèi)一度興起了一波跟 蹤支架安裝熱潮。但由于技術(shù)原因以及部分廠家以次充好,支架耐用性及可靠性較差,故障 頻發(fā),國(guó)產(chǎn)跟蹤支架在終端可信度不斷降低。此外,降本增效能力難以實(shí)現(xiàn),當(dāng)時(shí)為提升可 靠性,電站需采用國(guó)外跟蹤支架,造成裝機(jī)成本大幅上升,同時(shí)棄光問(wèn)題突出導(dǎo)致了跟蹤支 架實(shí)現(xiàn)的發(fā)電增益無(wú)法消納轉(zhuǎn)換為收益; 2)2016-2018 年:政策推動(dòng)期。2016 年開始,領(lǐng)跑者計(jì)劃帶動(dòng)國(guó)內(nèi)跟蹤支架滲透率顯 著提升。在 2018 年高點(diǎn)處,國(guó)內(nèi)滲透率與國(guó)外滲透率接近,達(dá)到約 20%; 3)2019-至今:經(jīng)濟(jì)性驅(qū)動(dòng)。2019 年開始,隨著領(lǐng)跑者計(jì)劃中跟蹤支架項(xiàng)目減少,其 滲透率一度滑落至 16%。但隨著國(guó)內(nèi)消納問(wèn)題逐步解決以及國(guó)產(chǎn)替代降本,集中式電站出于 經(jīng)濟(jì)性考慮自發(fā)安裝,2020 年的滲透率有所回升。2021 年,由于國(guó)內(nèi)組件將部分硅成本上 漲壓力轉(zhuǎn)移給終端電站,電站削減支架支出導(dǎo)致滲透率再次回落到了 14.6%左右。
供給端復(fù)盤:國(guó)內(nèi)跟蹤支架廠商起步較晚,國(guó)產(chǎn)替代待出海。國(guó)外廠商擁有幾十年的跟 蹤支架經(jīng)驗(yàn),在長(zhǎng)期可靠性、技術(shù)精密度及品牌、渠道方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)廠商起步晚, 2015 年開始隨著國(guó)內(nèi)跟蹤支架產(chǎn)能放量與技術(shù)進(jìn)步,國(guó)產(chǎn)替代逐步完成。但國(guó)產(chǎn)出海仍在 進(jìn)行之中,大部分企業(yè)以代工為主,品牌、渠道構(gòu)建仍不完備。2020 年全球跟蹤支架 TOP10 出貨量品牌中,中國(guó)僅有中信博及天合光能,占全球比重總計(jì)約 12.02%。 國(guó)內(nèi)主要的跟蹤支架生產(chǎn)商包括: 1)中信博:作為固定支架廠商 2012 年開始布局跟蹤支架業(yè)務(wù),2015 年-2016 年實(shí)現(xiàn) 放量,出貨量同比增速分別達(dá)到 400%、700%左右。公司逐步成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)跟蹤支架龍頭, 2020 年排名全球第 4; 2)天合光能:依靠在 2018 年收購(gòu)全球領(lǐng)先的西班牙跟蹤支架公司 Nclave 股權(quán),獲得 了全球化跟蹤支架品牌、技術(shù)及產(chǎn)能布局; 3)國(guó)強(qiáng)興晟:主要為海外廠商代工跟蹤支架,代工對(duì)象包括 Array Technologies、Soltec 及 STI Norland,目前也在以自有跟蹤支架技術(shù)和品牌開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng); 4)意華股份:子公司主營(yíng)海外支架代工,業(yè)務(wù)模式和國(guó)強(qiáng)興晟類似,2021 年外銷占比 達(dá)到 96%。主要客戶為 GameChange、NEXTracker、FTC Solar。
2.3.2.現(xiàn)狀:需求側(cè)及成本側(cè)改善,經(jīng)營(yíng)狀況有望轉(zhuǎn)好
終端成本壓力下,跟蹤支架滲透率下降,2023 年預(yù)計(jì)情況扭轉(zhuǎn)。2022 年,由于國(guó)內(nèi)組 件將部分硅成本上漲壓力轉(zhuǎn)移給終端電站,終端電站為降低裝機(jī)成本減少了對(duì)跟蹤支架的采 購(gòu)。但隨著硅料價(jià)格下降,地面項(xiàng)目成本緩解,2023 年延后項(xiàng)目預(yù)計(jì)陸續(xù)開工,跟蹤支架 使用場(chǎng)景有望恢復(fù)。此外,跟蹤支架滲透率有望提升。國(guó)內(nèi)跟蹤支架滲透率目前僅為 10%- 15%,遠(yuǎn)低于歐美國(guó)家,主因是跟蹤支架成本高于固定支架,平單軸跟蹤支架較固定式造成 電站成本提升約 0.26 元/瓦。而隨著硅料價(jià)格下降,占地面電站成本 46%左右的組件價(jià)格將 回落,電站成本壓力大幅減輕,過(guò)去無(wú)力選擇的跟蹤支架有望重獲青睞。 實(shí)現(xiàn)發(fā)電增益,跟蹤支架具有低度電成本優(yōu)勢(shì)。跟蹤支架雖然提升了電站單瓦成本,但 同時(shí)可以通過(guò)提升發(fā)電量降低平均度電成本。發(fā)電量與組件接受的陽(yáng)光入射角有關(guān),當(dāng)陽(yáng)光 垂直于光伏組件照射時(shí),組件吸收太陽(yáng)輻射量最大,發(fā)電量也最大。而太陽(yáng)入射角會(huì)受到時(shí) 間、季節(jié)影響而不停變化,跟蹤支架通過(guò)改變組件平面角度,提升組件的陽(yáng)光直射占比,從 而提升組件總發(fā)電量。
3.輔材端:水漲船高,瓶頸環(huán)節(jié)有望享受超額利潤(rùn)
受益于終端高景氣,組件需求拉動(dòng)輔材端需求激增。在組件產(chǎn)能本土化的大潮下,本土 化輔材產(chǎn)能的需求應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)輔材產(chǎn)能逐步打破海外技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,并最終 占領(lǐng)全球市場(chǎng)。大部分輔材企業(yè)議價(jià)能力不強(qiáng),在 2022 年硅成本飆升的背景下,輔材利潤(rùn) 空間被組件環(huán)節(jié)壓縮,在 2023 年有望實(shí)現(xiàn)盈利修復(fù)。同時(shí)隨著行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張,產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng) 瓶頸環(huán)節(jié)有望獲取超額利潤(rùn)。
3.1.膠膜:粒子保供及 POE 膠膜成為亮點(diǎn)
3.1.1.主要原料粒子產(chǎn)能瓶頸下,龍頭效應(yīng)顯著
膠膜作為封裝材料,對(duì)組件壽命與效率起著重要作用,其主要原材料為 EVA/POE樹脂。 光伏膠膜作為光伏組件封裝材料之一,直接覆蓋于電池片的表面,將電池與背板、玻璃相粘 合,起著隔絕空氣、保護(hù)電池的作用。膠膜的光透過(guò)率、光反射率、耐候性能等,都將直接 影響組件的壽命以及光電轉(zhuǎn)換效率。
下游高需求下,粒子保供是膠膜實(shí)現(xiàn)溢價(jià)能力的基礎(chǔ)。由于光伏膠膜擴(kuò)產(chǎn)周期較短(一 條產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)周期一般在 3-6 個(gè)月),且為輕資產(chǎn)行業(yè),擴(kuò)產(chǎn)相對(duì)容易且及時(shí),造成膠膜本 身產(chǎn)能遠(yuǎn)供大于求,EVA 粒子瓶頸下才能實(shí)現(xiàn)膠膜實(shí)際產(chǎn)能縮小,從而形成對(duì)組件的較大議 價(jià)能力。另外價(jià)格變動(dòng)正常情況下,膠膜落后 EVA 粒子價(jià)格變動(dòng) 1.5 個(gè)月,在 EVA 粒子價(jià) 格高企情況下行業(yè)普遍高庫(kù)存。2022 年年中需求疲軟下,EVA 粒子價(jià)格不升反跌,高庫(kù)存 造成高成本,拖累膠膜企業(yè)盈利。而根據(jù)測(cè)算,受下游需求提振,2023 年 EVA 仍將處于緊 平衡,且需求較今年略緊,預(yù)計(jì)保供能力強(qiáng)的龍頭將會(huì)受益。 組件盈利修復(fù)是實(shí)現(xiàn)粒子價(jià)值傳導(dǎo)的前提。根據(jù)近期歷史復(fù)盤,在硅價(jià)造成的成本壓力 下,組件開始擠壓膠膜盈利空間。而 2023 年隨著組件環(huán)節(jié)盈利修復(fù),預(yù)計(jì)龍頭價(jià)格傳導(dǎo)機(jī) 制將會(huì)重新打通。
3.1.2.新產(chǎn)品加速迭代,POE 膠膜有望獲得紅利
POE 抗 PID 性能更優(yōu),N 型推動(dòng) POE 需求提升。目前市場(chǎng)上組件的封裝材料主要有透 明 EVA 膠膜、白色 EVA 膠膜、POE 膠膜、EPE 膠膜(共擠型 POE)。而由于背面有電池 片間漏光的現(xiàn)象,隨著市場(chǎng)對(duì)光伏組件在全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期提質(zhì)增效的要求日益凸顯, 高效率單玻組件和雙玻組件的滲透率快速提高,推動(dòng)了白色 EVA 膠膜、POE 膠膜和 EPE 膠 膜等新興產(chǎn)品的應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。當(dāng)前 P 型電池的轉(zhuǎn)化效率已接近上限 24.5%,而 N 型則擁 有更高的上限,2022 年 N 型產(chǎn)能快速放量。N 型電池的 PID 效應(yīng)在受光面更為敏感,POE 的抗 PID 性能更優(yōu)異,更加契合 N 型電池的技術(shù)要求。
POE 膠膜性能優(yōu)勢(shì)如下: 1)EVA 樹脂產(chǎn)生醋酸:不論是 EVA 還是 EPE 原料中都含有醋酸乙烯酯(VA),在光熱、 熱氧、濕熱環(huán)境下,會(huì)分解產(chǎn)生醋酸,并與玻璃中的 Na 反應(yīng)產(chǎn)生大量可自由移動(dòng)的 Na+, 再與電池片表面的銀柵線發(fā)生反應(yīng)后導(dǎo)致串聯(lián)電阻的升高,組件性能衰減(即 PID 效應(yīng)); 而 POE 分子鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,老化過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)。 2)POE 膠膜具有優(yōu)異的水汽隔絕性能:POE 屬于非極性有機(jī)物,不能和水分子形成氫 鍵,且具有疏水性。 3)POE 體積電阻率更大:在室溫下,POE 的體積電阻率較 EVA 略大,但隨著溫度升 高,EVA 體積電阻率迅速下降,當(dāng)溫度升至 85℃時(shí),POE 的體積電阻率較 EVA 高出 2 個(gè) 數(shù)量級(jí)。
3.1.3.膠膜實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)主導(dǎo),上游粒子國(guó)產(chǎn)化率有待提升
國(guó)內(nèi)廠商自主突破性能瓶頸,迅速占據(jù)全球市場(chǎng)。在福斯特大規(guī)模生產(chǎn) EVA 膠膜之前, 我國(guó)的 EVA 膠膜供給市場(chǎng)主要由國(guó)外企業(yè)如勝邦、三井、普利司通、Etimex 等壟斷,定價(jià) 普遍很高,光伏膠膜毛利率一度高達(dá) 40%到 60%。2003 年福斯特成立,通過(guò)自主研發(fā)及大 規(guī)模擴(kuò)產(chǎn),逐步占領(lǐng)市場(chǎng)后采取低價(jià)讓利策略,從而迅速擠占海外市場(chǎng)份額。 龍頭優(yōu)勢(shì)顯著,行業(yè)集中度高。2021 年全球行業(yè)市占率前四的公司分別為福斯特、斯 威克、海優(yōu)新材、賽伍技術(shù),CR4 達(dá)到 85.5%,其中龍頭福斯特市占率超 50%,形成一超 多強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)格局。此外,福斯特具有顯著的成本優(yōu)勢(shì),2021 年公司光伏膠膜業(yè)務(wù)的毛利率 達(dá) 24.9%,較市占率第四的賽伍技術(shù)高 12pcts;單位成本則為 8.84 元/平米,較賽伍低 1.57 元/平米。
POE 粒子仍被海外廠商卡脖子,未來(lái)或呈現(xiàn)緊平衡狀態(tài)。目前 POE 樹脂的生產(chǎn)尚被海 外廠商壟斷,主要生產(chǎn)商包括陶氏化學(xué)、??松梨?、三井化學(xué)、韓國(guó) LG、韓國(guó) SK 集團(tuán), 其中埃克森美孚的產(chǎn)品市占率達(dá)到 42%。而目前國(guó)內(nèi)對(duì)于 POE 樹脂的研產(chǎn),進(jìn)展較快的有 萬(wàn)華化學(xué)(完成中試)、斯?fàn)柊睿ㄖ性嚠a(chǎn)出合格品)、茂名石化(中試產(chǎn)出合格品)。
3.2.玻璃:規(guī)模效應(yīng)下龍頭地位穩(wěn)固,TCO 玻璃打開新藍(lán)海
3.2.1.歷史復(fù)盤:產(chǎn)能全國(guó)產(chǎn)化下,政策及成本影響下價(jià)格震蕩
光伏玻璃承襲光伏行業(yè)國(guó)產(chǎn)替代路線,近幾年占據(jù)全球份額的 90%以上: 1)2006 年之前:國(guó)外壟斷。由于當(dāng)時(shí)尚未掌握核心技術(shù),光伏玻璃市場(chǎng)基本由法國(guó) 圣戈班、英國(guó)皮爾金頓(后被板硝子收購(gòu))、日本旭硝子、日本板硝子四家外國(guó)公司壟斷, 國(guó)內(nèi)光伏組件企業(yè)完全依賴進(jìn)口產(chǎn)能,光伏玻璃的進(jìn)口價(jià)格高達(dá) 80 元/㎡以上; 2)2006 年-2016 年:國(guó)產(chǎn)替代。2006 年,福萊特外購(gòu)第一條 100t/d 產(chǎn)能的光伏玻 璃生產(chǎn)線,標(biāo)志著國(guó)有產(chǎn)能開始打破壟斷。隨著技術(shù)研發(fā)與引進(jìn),十年之間,中國(guó)光伏玻璃 產(chǎn)業(yè)完成進(jìn)口替代,旭硝子等國(guó)外企業(yè)紛紛退出,圣戈班等公司只剩一些產(chǎn)能較小的窯爐仍 在生產(chǎn); 3)2017 年-至今:穩(wěn)定壟斷。自 2017 年起,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能占據(jù)了 80%以上的全球份額, 到目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)能已經(jīng)占據(jù)全球 90%以上份額,福萊特等企業(yè)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了海外建廠。
光伏玻璃價(jià)格與供需情況直接掛鉤,受成本影響波動(dòng): 1)需求端:光伏裝機(jī)量受國(guó)內(nèi)政策及海外出口政策影響,整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì),其中 531 新政導(dǎo)致玻璃價(jià)格一度直降。此外,雙玻組件滲透量產(chǎn)大幅提升也提升了單位組件光伏 玻璃需求; 2)供給端:短期來(lái)看,隨著窯齡增長(zhǎng),生產(chǎn)隱患正逐步增加,7-8 年開始冷修停產(chǎn)需求 逐漸迫切,國(guó)內(nèi)產(chǎn)能集中冷修可能導(dǎo)致 3-4 個(gè)月內(nèi)的供給降低。長(zhǎng)期看,2018 年起光伏玻 璃納入產(chǎn)能置換范圍,2020 年繼續(xù)明確該政策。在行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)受限下,供需矛盾積累直接導(dǎo) 致 2020 年末光伏玻璃價(jià)格瘋漲,出現(xiàn)擁玻璃為王的狀況。隨著隆基等 6 家光伏組件龍頭聯(lián) 合呼吁,2021 年 7 月工信部將發(fā)布《水泥玻璃行業(yè)產(chǎn)能置換實(shí)施辦法》,明確光伏玻璃產(chǎn)能 有條件放開,光伏玻璃價(jià)格迅速跌落并恢復(fù)正常。 3)成本端:純堿為光伏玻璃主要成本,占成本約 19.78%,純堿與光伏玻璃擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模 不匹配造成供需失衡,光伏玻璃成本上升。由于當(dāng)前除天然堿外,新建純堿產(chǎn)能被發(fā)改委列 為限制類項(xiàng)目,純堿價(jià)格一路走高,目前約 2684 元/噸,較 2020 年年中增長(zhǎng)約 134%。
3.2.2.生產(chǎn)端:一體化規(guī)模效應(yīng)顯著,雙寡頭格局穩(wěn)定
光伏玻璃是組件封裝最外層,性能較普通玻璃有較大提升。光伏玻璃作為組件封裝最外 側(cè),將組件和外部環(huán)境阻隔,對(duì)組件長(zhǎng)期可靠性起著重要作用,因此光伏玻璃在耐腐蝕、耐 高溫、抗氧化、機(jī)械強(qiáng)度上要明顯高于普通玻璃。同時(shí),光伏玻璃將組件與陽(yáng)光隔開,光伏 玻璃透光性對(duì)于組件發(fā)電增益起著重要作用,光伏玻璃的含鐵量明顯低于普通玻璃,從而實(shí) 現(xiàn)陽(yáng)光透射比的顯著提升。
一體化階段一:原片+加工,一體化逐步成型。光伏玻璃在玻璃原片的基礎(chǔ)上,增加鋼 化、鍍膜或鍍釉的核心步驟,從而增強(qiáng)光伏玻璃性能。 1)鋼化:通過(guò)將玻璃加熱軟化后快速冷卻,增加玻璃永久應(yīng)力,從而增強(qiáng)玻璃強(qiáng)度、 熱穩(wěn)定性、抗風(fēng)壓能力和環(huán)境耐受力; 2)鍍膜:通過(guò)玻璃表面涂覆減反射膜,從而減弱光線反射,增加組件吸收光照輻射; 3)鍍釉:雙面雙玻組件背面鍍上白色陶瓷網(wǎng)格填補(bǔ)電池片間隙,從而增加組件吸收光 照輻射。初期以亞瑪頓為代表的鍍膜企業(yè),掌握加工步驟,以采購(gòu)原片方式生產(chǎn)銷售。但后 期隨著大量生產(chǎn)原片的玻璃廠商涌入,技術(shù)擴(kuò)散下一體化根據(jù)成本優(yōu)勢(shì),原片、加工一體化 逐漸成為主流。
3.2.3.TCO 玻璃:受益于薄膜電池放量,國(guó)產(chǎn)化不斷推進(jìn)
薄膜電池特別是鈣鈦礦電池對(duì)導(dǎo)電、光學(xué)性能要求較高,有望帶動(dòng) TCO 玻璃放量。TCO 玻璃的生產(chǎn)工藝為,在超白浮法玻璃上使用物理氣相沉積法 (PVD) 或化學(xué)氣相沉積法 (CVD)鍍上一層均勻的導(dǎo)電氧化薄膜。對(duì)于薄膜太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō),中間的半導(dǎo)體層幾乎沒(méi) 有橫向?qū)щ娦阅埽虼诵枰褂?TCO 玻璃有效收集電池的電流,未來(lái)薄膜電池隨著 BIPV、 鈣鈦礦電池的放量有望帶動(dòng) TCO 玻璃需求提升。而在性能方面,應(yīng)用于薄膜電池的 TCO 玻 璃除對(duì)導(dǎo)電性有要求外,還對(duì)光透過(guò)率、霧度(光散射指標(biāo))、高溫穩(wěn)定性、均勻性、激光刻 蝕性以及成本等都有要求。
FTO 目前為薄膜電池的主流應(yīng)用產(chǎn)品。目前,與光伏電池較為適配的 TCO 玻璃包括 ITO、FTO、AZO: 1)ITO 鍍膜玻璃:具有高透光率、膜層牢固、導(dǎo)電性好的優(yōu)點(diǎn),但其激光刻蝕性能較 差、霧度較低,且由于稀有元素銦導(dǎo)致其價(jià)格偏高; 2)FTO 鍍膜玻璃:其導(dǎo)電性能比 ITO 略差,但成本相對(duì)較低,且其激光刻蝕容易、霧 度適宜,因此 FTO 目前為薄膜光伏電池的主流應(yīng)用產(chǎn)品; 3)AZO 玻璃:目前仍處于中試階段,其與 ITO 同樣采用磁控濺射的沉積鍍膜方式,性 能與 ITO 更為相似,且其原料易得、制造成本更低。但目前仍存在工業(yè)化大面積鍍膜的技術(shù) 問(wèn)題,突破后預(yù)計(jì)很快會(huì)成為新型光伏 TCO 產(chǎn)品。
國(guó)產(chǎn)替代逐步跟進(jìn),突破海外壟斷。TCO 導(dǎo)電玻璃技術(shù)較早已在國(guó)內(nèi)出現(xiàn),如亞瑪頓 2011 年已開啟 TCO 玻璃研發(fā),但由于晶硅電池在中國(guó)強(qiáng)勢(shì)崛起,TCO 玻璃應(yīng)用場(chǎng)景受限, 后續(xù)研發(fā)國(guó)內(nèi)未再逐步跟進(jìn)。目前 TCO 玻璃生產(chǎn)商主要為外資企業(yè),其中以 AGC (旭硝 子)和 NSG(板硝子)為主導(dǎo),二者市占率接近 95%。隨著鈣鈦礦、BIPV 等概念逐漸興起, TCO 玻璃重啟國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。2022 年 5 月,金晶科技的 TCO 導(dǎo)電膜玻璃生產(chǎn)線在淄博正式 投產(chǎn),產(chǎn)能為 1800 萬(wàn)平方米/年,這是目前國(guó)內(nèi)第一條 TCO 導(dǎo)電膜玻璃生產(chǎn)線。除金晶科 技外,秀強(qiáng)股份、亞瑪頓、旗濱集團(tuán)等企業(yè)也均有相關(guān)布局。
3.3.背板:盈利修復(fù)下,龍頭打開第二成長(zhǎng)曲線
3.3.1.國(guó)產(chǎn)主導(dǎo),背板供需兩旺
背板是光伏組件背面最后一層結(jié)構(gòu),對(duì)于組件在戶外環(huán)境中耐候絕緣、抵御環(huán)境對(duì)組件 的侵蝕,維護(hù)組件性能起著重要作用。因此背板對(duì)于耐高低溫、耐紫外線輻射、耐環(huán)境老化、 水汽阻隔、電氣絕緣、機(jī)械強(qiáng)度等方面均有要求。 需求方面,組件放量帶動(dòng)背板需求提升。2021年全球組件產(chǎn)量為220.8GW,其中62.6% 為需要消耗背板的組件。由于高效電池組件的推廣,組件轉(zhuǎn)換效率提升,每 GW 組件的背板 耗量同比降低約 2.1%。若按每 GW 光伏組件消耗 500 萬(wàn)平米薄膜背板計(jì)算,全球全年背板 需求量約 8.3 億平米。2021 年我國(guó)組件產(chǎn)量約為 181.8GW,對(duì)應(yīng)薄膜背板的需求量約為 6.9 億平米,同比上升約 52.6%。 供給方面,背板是國(guó)產(chǎn)替代程度最高的輔材。全球 90%背板都由中國(guó)生產(chǎn),同時(shí)產(chǎn)業(yè)鏈 中主材、PET 基材、氟涂料、PVDF 膜、主設(shè)備等國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到 80%,是產(chǎn)業(yè)鏈中國(guó)產(chǎn)化率 最高的輔材。2021 年全球產(chǎn)能約 8.5 億平米,而對(duì)應(yīng)的國(guó)內(nèi)背板企業(yè)總設(shè)計(jì)產(chǎn)能已經(jīng)可達(dá) 到約 8 億平米,而 2022 年底全球產(chǎn)能約可達(dá)到 12 億平米。
3.3.2.背板材質(zhì):降本驅(qū)動(dòng)下國(guó)產(chǎn)替代
背板按材質(zhì)可分為含氟型和不含氟型。氟材料具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),氟元素的電負(fù)性大, 范德華半徑小,C-F 鍵能高達(dá) 439. 2kJ/mol,是高分子材料共價(jià)鍵中鍵能最大的,因此其耐候 性、耐熱性、耐高低溫性,特別是耐紫外線能力強(qiáng)。過(guò)去氟膜主要被國(guó)外杜邦、Arkema 等 國(guó)外廠商壟斷,隨著國(guó)內(nèi)中天、杭福等崛起,除少部分電站制定進(jìn)口氟膜,國(guó)外廠商基本退 出市場(chǎng)。出于降本考慮,不含氟的 PET 背板開始出現(xiàn),但是耐候性較差、抗紫外線能力弱。 而隨著需求驟升,目前氟膜價(jià)格暴漲 3-4 倍,同時(shí) PET 膜也價(jià)格暴漲。
涂覆型背板彎道超車,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。不采用膠粘劑將氟膜與基膜粘合,而是直接采用 氟樹脂制備成的氟碳涂料,采用涂覆工藝涂布到 PET 基膜表面后再經(jīng)高溫固化制備而成。 通過(guò)高溫?zé)峁袒蛭⒉ü袒?,氟碳涂料?PET 基膜表面形成致密的氟涂層膜,該氟涂層膜 具有很好的耐紫外、高溫、高濕及老化性能并具有一定阻隔水汽的性能,對(duì)涂覆型背板的長(zhǎng) 期耐候性能夠起到關(guān)鍵性作用。在傳統(tǒng)復(fù)合型背板成本與工藝的雙重壓力下,中來(lái)股份研發(fā) 出的涂覆型背板逐步占領(lǐng)市場(chǎng),國(guó)外廠商生產(chǎn)的復(fù)合型逐漸退出舞臺(tái)。
3.3.3.產(chǎn)業(yè)鏈格局向好,硅料放量盈利有望修復(fù)
背板和上游氟化工、石油化工緊密結(jié)合,國(guó)產(chǎn)化不斷深入。主要產(chǎn)業(yè)鏈包括氟樹脂形成 外側(cè)氟膜或氟涂層,配合 PET 膜及膠粘劑。上游化工廠商如美國(guó)杜邦、法國(guó) Arkema、韓國(guó) SKC 等已大部分被國(guó)產(chǎn)替代,氟碳涂料環(huán)節(jié)各廠家大多是根據(jù)日本大金、臺(tái)灣長(zhǎng)興等基礎(chǔ) 上制備,中來(lái)與天賜材料正在合作擴(kuò)產(chǎn),全面國(guó)產(chǎn)化指日可待。 背板龍頭市占率較高,開啟第二成長(zhǎng)曲線,疊加上游降本,盈利有望修復(fù)。目前全球 CR6 達(dá)到 83%,均為中國(guó)企業(yè),其中賽伍技術(shù) 2014 年起連續(xù)七年全球第一,中來(lái)股份正在逐步 迎頭趕上。 另外受限于行業(yè)增速盈利能力,龍頭普遍開啟第二成長(zhǎng)曲線。如賽伍技術(shù)布局消費(fèi)電子、 半導(dǎo)體、膠帶等材料領(lǐng)域,近期 POE 膠膜投入將顯現(xiàn)效果;中來(lái)股份則布局光伏產(chǎn)業(yè)鏈, 實(shí)現(xiàn) TOPCon 研發(fā)、量產(chǎn)。同時(shí)受益于硅料放量,此前受制于上游硅料等環(huán)節(jié)價(jià)格上漲,組 件端壓縮下游盈利空間的局面有望打破,盈利修復(fù)預(yù)期增強(qiáng)。
原標(biāo)題:光伏行業(yè)深度研究:百舸爭(zhēng)流,千樹萬(wàn)樹梨花開