行業(yè)門檻提高,提高行業(yè)發(fā)展水平:5月29日,工信部印發(fā)了《
光伏制造行業(yè)規(guī)范條件(2020年本)》(征求意見稿),這是自2013年首次發(fā)布以來,第三次修訂版征求意見。與2018年版本對比,本次意見稿在電池組件轉(zhuǎn)換效率、組件衰減率、綜合能耗等方面均有更為嚴(yán)格的規(guī)定,有助于引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整,加強光伏企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、加快落后產(chǎn)能出清。征求意見稿主要從三個方面闡述,①生產(chǎn)布局與項目設(shè)立方面,嚴(yán)格控制新上單純擴大產(chǎn)能的光伏制造項目;②工藝技術(shù)方面,電池組件的轉(zhuǎn)換效率顯著提升;③資源綜合利用及耗能方面,各環(huán)節(jié)耗能要求更高。
大尺寸硅片助力行業(yè)降本增效。在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中,硅片是核心環(huán)節(jié),硅片尺寸由最初的125mm不斷發(fā)展,擴大硅片尺寸提升組件功率以獲得產(chǎn)品競爭力成為個各廠商發(fā)展的方向,2018年晶科率先推出158.75mm,2019年隆基股份推出166mm硅片,中環(huán)股份推出210mm,同時行業(yè)也在探索180mm尺寸,硅片尺寸不斷超預(yù)期擴大。主要原因是大尺寸硅片能夠顯著攤薄成本,同時電池片技術(shù)向N型發(fā)展,加工工藝更加向半導(dǎo)體行業(yè)靠近,因此摩爾定律更加適用。根據(jù)中環(huán)股份的測算,M12相比M2電池可平均節(jié)省0.08元/w,降幅達25.6%,210mm比166mm在電站建設(shè)環(huán)節(jié)節(jié)約12%的BOS成本,相應(yīng)的LCOE降低4.1%,M12硅片相比M2硅片組件效率上可提升0.7%。根據(jù)下游擴產(chǎn)情況,通威、愛旭、東方日升、天合光能等龍頭企業(yè)均在積極布局大尺寸電池片和組件產(chǎn)能,我們預(yù)計大尺寸硅片市占率將逐步提升,率先布局的企業(yè)將持續(xù)收益。
N型技術(shù)加速產(chǎn)業(yè)化,異質(zhì)結(jié)有望成為行業(yè)新星。與2018年版本行業(yè)規(guī)范條件相比,2020年征求意見稿在電池轉(zhuǎn)換效率方面的要求有明顯提升。其中,現(xiàn)有多晶硅電池和單晶硅電池的平均光電轉(zhuǎn)換效率分別不低于19%和22.5%,新建及改擴建的多晶硅電池和單晶硅電池平均光電轉(zhuǎn)換效率要求分別不低于20%、23%,新建新規(guī)要求均已超過2019年多晶和單晶量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換率,新規(guī)規(guī)定的轉(zhuǎn)換率下限將進一步促進電池技術(shù)進步。目前PERC電池片為市場主流,2019年份額約65%,預(yù)計2021年超過70%,雖然PERC技術(shù)目前在綜合性能方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢,但長遠來看,PERC電池固有局限性導(dǎo)致效率性能接近天花板,因此N型電池有望成為下一代主流技術(shù)路線,代表的技術(shù)路線包括:TOPCON、HJT和IBC。其中HJT轉(zhuǎn)換效率較高,性能優(yōu)良,工藝僅有4-5步,有望成為未來市場主流技術(shù)。
新技術(shù)加速商業(yè)化,組件步入5.0時代。受益于大尺寸和雙面高效電池片的商業(yè)化應(yīng)用加速,2019年以來東方日升、天合光能、隆基、晶澳、晶科等龍頭企業(yè)紛紛推出500W+大功率組件,推動光伏組件功率邁入5.0時代。大尺寸硅片能夠顯著攤薄成本,提升轉(zhuǎn)換效率;雙面高效電池片增效顯著,利用背面吸收反射光進行發(fā)電,能夠提高單位發(fā)電量5%-30%,雙面組件份額有大幅上升。
投資策略:2020年在行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)和疫情影響下,光伏產(chǎn)業(yè)將再次加速“洗牌”,龍頭集中度有望繼續(xù)提升;大硅片、N型電池片等新技術(shù)將加速商業(yè)化應(yīng)用,我們看好率先布局,有綜合競爭優(yōu)勢的龍頭企業(yè),建議關(guān)注:中環(huán)股份、愛旭股份、隆基股份、通威股份、福萊特、晶澳科技、東方日升。
風(fēng)險提示:疫情影響全球光伏產(chǎn)業(yè)超預(yù)期,政策波動的風(fēng)險,產(chǎn)業(yè)鏈價格大幅下跌風(fēng)險。
1 新版規(guī)范指標(biāo)全面提升,加快行業(yè)進步
行業(yè)門檻提高,提高行業(yè)發(fā)展水平。5月29日,工信部印發(fā)了《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件(2020年本)》(征求意見稿),這是自2013年首次發(fā)布以來,第三次修訂版征求意見。與2018年版本對比,本次意見稿在電池組件轉(zhuǎn)換效率、組件衰減率、綜合能耗等方面均有更為嚴(yán)格的規(guī)定,有助于引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整,加強光伏企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、加快落后產(chǎn)能出清。
生產(chǎn)布局與項目設(shè)立方面,嚴(yán)格控制新上單純擴大產(chǎn)能的光伏制造項目。征求意見稿提出,新建和改擴建多晶硅制造項目,最低資本金比例為30%,其他新建和改擴建光伏制造項目,最低資本金比例為20%,其中,電池制造項目投資強度不低于900萬元/畝,組件制造項目投資強度不低于500萬元/畝。相較于2018年版本,此次修改稿對電池組件的投資強度有了更高要求,有助于減少小規(guī)模低產(chǎn)能項目。
工藝技術(shù)方面,電池組件的轉(zhuǎn)換效率顯著提升。征求意見稿提出,對現(xiàn)有光伏制造企業(yè)及項目產(chǎn)品要求單晶電池、組件轉(zhuǎn)換效率要求分別為22.5%和19.6%,相較于2018年版本,分別提升3%、2.8%。對新建和改擴建企業(yè)及項目產(chǎn)品要求單晶電池、組件轉(zhuǎn)換效率要求分別為23%和20%,相較于2018年版本,分別提升2%、2.2%。
資源綜合利用及耗能方面,各環(huán)節(jié)耗能要求更高。征求意見稿強調(diào),企業(yè)應(yīng)依法進行環(huán)境影響評價,落實環(huán)境保護設(shè)施“三同時”制度要求,按規(guī)定進行竣工環(huán)境保護驗收。京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域新建項目禁止配套建設(shè)自備燃煤電站,新建和改擴建多晶硅項目還原電耗小于50千瓦時/千克,綜合電耗小于70千瓦時/千克?,F(xiàn)有多晶硅片項目平均綜合電耗小于25萬千瓦時/百萬片,新建和改擴建項目小于20萬千瓦時/百萬片;現(xiàn)有單晶硅片項目平均綜合電耗小于20萬千瓦時/百萬片,新建和改擴建項目小于15萬千瓦時/百萬片。各環(huán)節(jié)生產(chǎn)能耗均有不同水平的減少要求,促進光伏設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)和能力的進步。
2 光伏設(shè)備新技術(shù)有望加速產(chǎn)業(yè)化
近年來,平價上網(wǎng)腳步越來越快,2013-2019年海外
光伏發(fā)電最低中標(biāo)電價不斷走低,我國自2016年起,相繼出臺各項支持包括光伏在內(nèi)的可再生能源政策,以推動“平價上網(wǎng)”目標(biāo)的實現(xiàn)。降低度電成本也成為接下來光伏產(chǎn)業(yè)一項不可逆的現(xiàn)實,而降低度電成本主要是從降低單位生產(chǎn)成本和提升單位發(fā)電量兩方面著手。一方面,生產(chǎn)大尺寸硅片時因規(guī)模化效應(yīng),所需單位成本有所下降。另一方面,高效電池和組件在相同面積上,通過技術(shù)進步實現(xiàn)發(fā)電量增加,提高單位發(fā)電量。
2.1 大硅片時代到來
大尺寸硅片,光伏降本增效重要起點。在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中,包括硅片、電池片、組件、電站等環(huán)節(jié),在整個生產(chǎn)過程中核心原料就是硅,硅片作為光伏生產(chǎn)過程中的上游環(huán)節(jié),是光伏行業(yè)降本增效的重要起點。硅片大概占電池片成本的60%左右,而電池片占組件成本的65%左右,硅片每單位成本的降低,都將使下游產(chǎn)品單位成本下降,此外,大硅片還將帶來電池組件端的效率提升。
2012年以前,較多應(yīng)用硅片邊長尺寸是125mm,但是隨著行業(yè)的發(fā)展,125mm硅片逐漸被156mm的產(chǎn)品替代,大大提高了單個組件產(chǎn)品功率,但此時行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不一,質(zhì)量差距較大。在2013年底,隆基和中環(huán)等5家企業(yè)聯(lián)合發(fā)布了156.75mm硅片標(biāo)準(zhǔn),并在2017年得到SEMI標(biāo)準(zhǔn)委員會的審核通過。從2018年至今,國內(nèi)市場競爭加劇,擴大硅片尺寸提升組件功率以獲得產(chǎn)品競爭力成為個各廠商努力的方向,2018年晶科率先推出158.75mm,2019年隆基、中環(huán)分別推出166mm、210mm。
大尺寸硅片對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)來講,能夠攤薄成本。對于硅片制造商來說,硅片的尺寸越大,意味著相同面積的硅片,切片的次數(shù)較少,拉晶的次數(shù)和能耗較少,從而減少硅片制造成本。對于電池組件制造商來說,大尺寸硅片能使原來相同工序和加工次數(shù),生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更大的功效,并且降低生產(chǎn)工程中設(shè)備、人工等成本,在終端電站環(huán)節(jié),大硅片高功率組件可以減少支架、匯流箱、電纜、土地等成本,從而攤薄單瓦系統(tǒng)成本。根據(jù)中環(huán)的測算,M12相比M2電池可平均節(jié)省0.08元/w,降幅達25.6%,210比166在電站建設(shè)環(huán)節(jié)節(jié)約12%的BOS成本,相應(yīng)的LCOE降低4.1%,M12硅片相比M2硅片組件效率上可提升0.7%。
大尺寸硅片市占率逐步提升。雖然光伏產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈新增擴產(chǎn)體量大,但光伏市場擁有龐大舊產(chǎn)能,且目前硅片尺寸變化大,在電池片及組件端生產(chǎn)線還不能完全根據(jù)大幅尺寸改動及時升級改造,預(yù)計在接下來幾年中,大尺寸硅片的替代速度將由下游廠商的適應(yīng)程度決定。根據(jù)PVInfol
ink數(shù)據(jù),2019年M2仍占比超過80%,預(yù)計今年G1占比將達64%,明年G1和M6將各據(jù)一方,從2020年以后,市場很可能是呈現(xiàn)2-3種主流尺寸并行的形式,40%同時廠商也將逐年隨尺寸的進展淘汰過去的老舊產(chǎn)能。
2.2 N型技術(shù)加速產(chǎn)業(yè)化
電池片市場格局較分散,集中度有望提升。電池片產(chǎn)能投資額較大,技術(shù)迭代快,后發(fā)優(yōu)勢強,上下游議價能力較差,疊加部分組價廠商也自建產(chǎn)能,導(dǎo)致市場競爭格局激烈,集中度較低,行業(yè)長期處于微利狀態(tài)。愛旭和通威作為專業(yè)電池片廠商憑借規(guī)模、技術(shù)和成本優(yōu)勢領(lǐng)先行業(yè),份額不斷提升。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù),2019年電池片行業(yè)CR5占比37.9%,相比2018年上升了8.4%,其中前五除了通威和愛旭都是垂直一體化廠商,電池片主要自供。2020年受到疫情影響電池片價格大幅下降,行業(yè)新規(guī)的推出行業(yè)將加速洗牌。
新建單晶電池產(chǎn)能光電轉(zhuǎn)換效率要求提升至23%。與2018年版本行業(yè)規(guī)范條件相比,2020年征求意見稿在電池轉(zhuǎn)換效率方面的要求有明顯提升。其中,現(xiàn)有多晶硅電池和單晶硅電池的平均光電轉(zhuǎn)換效率分別不低于19%和22.5%,根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2019年我國規(guī)模化生產(chǎn)多晶和單晶的平均轉(zhuǎn)換效率分別為19.3%、22.3%;新建及改擴建的多晶硅電池和單晶硅電池平均光電轉(zhuǎn)換效率要求分別不低于20%、23%,新建新規(guī)要求均已超過2019年多晶和單晶量產(chǎn)平均轉(zhuǎn)換率,新規(guī)規(guī)定的轉(zhuǎn)換率下線將進一步促進電池技術(shù)進步。
N型電池將成為下一代主流技術(shù)路線。光伏電池制造環(huán)節(jié)是資本和技術(shù)雙密集型行業(yè),要求企業(yè)及時跟進最新的電池制造技術(shù)以提升電池效率。光伏電池的轉(zhuǎn)換效率越高,生產(chǎn)成本越低,越有利于太陽能發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用。主流PERC電池片的轉(zhuǎn)換效率約在21.5%-22.5%,一些頭部企業(yè)有望突破22.5%,但是從目前的實驗室數(shù)據(jù)來看,PERC電池片轉(zhuǎn)換效率極限約在24%左右。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年,規(guī)?;a(chǎn)的PERC電池單晶平均轉(zhuǎn)換效率達22.3%。雖然PERC技術(shù)目前在綜合性能方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢,但長遠來看,N型高效電池效率優(yōu)勢突出,隨著其技術(shù)發(fā)展逐漸成熟,成本及工藝難度下降,新型N型電池片性價比提升,P-PERC份額或逐步減小。
PERC電池的延伸TOPCon。TOPCon電池于2019年SNEC展會期間面世,采用的技術(shù)是在電池背面制備一層超薄的隧穿氧化層和一層高摻雜的多晶硅薄層,二者共同形成了鈍化接觸結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以阻擋少子空穴復(fù)合,提升電池開路電壓及短路電流。在工藝方面,TOPCon僅需增加薄膜沉積設(shè)備,能很好與現(xiàn)有量產(chǎn)PERC工藝兼容,TOPCon電池實驗室研發(fā)效率可達25.8%±0.5%的水平,目前工業(yè)領(lǐng)域量產(chǎn)效率能夠達到接近23%-23.5%的水平,2019年天合光能研發(fā)的TOPCon電池轉(zhuǎn)換率高達24.58%。
高效電池IBC尚在開發(fā)中。IBC電池是指電池正面沒有電極,正負(fù)金屬柵線交叉排列在電池背面的結(jié)構(gòu),由于采用背接觸結(jié)構(gòu),串聯(lián)電阻低于傳統(tǒng)電池,具有較高的填充因子。此外,IBC電池外形美觀,具有較好的商業(yè)化前景。在工藝方面,由于背表面需要多次掩模和光刻技術(shù),相比傳統(tǒng)太陽能電池,工藝步驟多且復(fù)雜,結(jié)構(gòu)設(shè)計難度大。IBC在目前的晶硅電池中效率處于領(lǐng)先地位,基本在23.5%-25%之間,目前,Sunpower研發(fā)的第三代IBC電池最高效率已經(jīng)達到25%。
未來新星HJT有望近年走上C位。HJT電池于1990年由三洋公司首次開發(fā)出來,HJT電池獨有的帶本征薄層的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu),在p-n結(jié)成結(jié)的同時完成了單晶硅的表面鈍化,使得開路電路Voc>740mv,提升效率。在工序方面,HJT可以實現(xiàn)低溫工藝,工藝上易于控制、成本上也可減少生產(chǎn)中的熱能消耗降低生產(chǎn)成本,而且減少對基極硅片的熱損傷。在工藝水平包括清潔度、精細(xì)度等雖要求嚴(yán)格但工序簡單,僅有4步,在規(guī)?;慨a(chǎn)時優(yōu)勢明顯。實驗室效率已達26%,量產(chǎn)也實現(xiàn)在23%以上,全球HJT電池的研發(fā)效率世界紀(jì)錄是漢能2019年創(chuàng)造的25.11%。
HJT具備優(yōu)勢,有望成為未來主流技術(shù)。PERC型電池因工藝技術(shù)簡單且易于從傳統(tǒng)電池升級,進入門檻低,近三年發(fā)展迅速,但隨著工藝的完善和實驗室狀態(tài)下多種改進手段的提升,效率已經(jīng)基本達到極限。TOPCON電池現(xiàn)階段量產(chǎn)效率可達23%左右,其生產(chǎn)線可以由原有產(chǎn)線升級改裝,成本相對較小,但與PERC電池屬于同一大框架下,更多的是一種過渡技術(shù),效率方面仍達不到引領(lǐng)未來電池發(fā)展的程度。HJT則就目前生產(chǎn)及實驗室效率來看,效率優(yōu)勢突出,未來潛力巨大,實驗室效率已經(jīng)達到26%的水平,量產(chǎn)也能實現(xiàn)23%以上,此外HJT和IBC兩大高效電池技還可以疊加起來,完美結(jié)合,未來進一步激發(fā)轉(zhuǎn)換效率潛力,HJT自身也具備其他優(yōu)良特性,溫度系數(shù)低、弱光響應(yīng)強,可以適應(yīng)復(fù)雜的光照環(huán)境,綜合提升發(fā)電能力,顯著的效率優(yōu)勢使HJT電池成為未來光伏電池的新方向。
HJT工序簡單易控成本。在工序方面,通過對比可以清楚地發(fā)現(xiàn),從傳統(tǒng)電池到PERC到TOPCON,都是在小踏步式地提升電池效率,一步步地在原有的基礎(chǔ)上對進行某一方面升級改良,工序不斷增加復(fù)雜。而HJT則是通過全新的生產(chǎn)過程,其薄膜沉積也區(qū)別于PERC電池,可以實現(xiàn)低溫工藝,工藝上易于控制、成本上也可減少生產(chǎn)中的熱能消耗降低生產(chǎn)成本,而且減少對基極硅片的熱損傷。而在工藝水平包括清潔度、精細(xì)度等雖要求嚴(yán)格但工序簡單,僅有4步,在規(guī)?;慨a(chǎn)時優(yōu)勢明顯,通常情況下,工序數(shù)量越少說明越簡單也更易控制,良品率也會隨之提升,人工成本隨之下降。
2.3 新技術(shù)加速商業(yè)化,組件步入5.0時代
組件廠商縱向一體化趨勢明顯。組件廠商作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈最后一環(huán),生產(chǎn)附加值遠不如上游產(chǎn)業(yè),在整個產(chǎn)業(yè)鏈中盈利薄弱。近年來,全球范圍內(nèi)平價上網(wǎng)勢頭越發(fā)強烈,單一組件端更難獲取利潤,目前國內(nèi)頭部組件廠商紛紛采取向上縱向一體化戰(zhàn)略,即可控制上游原材料質(zhì)量和價格,減少供應(yīng)成本,又更近一步了解光伏技術(shù)研發(fā)動態(tài),及時把握組件發(fā)展方向。
2020年以來,組件廠商紛紛擴產(chǎn),晶科在硅片、電池、組件三個方面分別投資110億元、135億元、105億元,晶澳發(fā)布年10GW高效電池10GW高效組件的擴產(chǎn)計劃,隆基股份宣布將于2021年將電池片和組件產(chǎn)能提升至20GW和30GW。
大尺寸疊加高效電池片推動大功率,頭部廠商組件功率紛紛推出500W+。大尺寸已成為硅片不可磨滅的發(fā)展趨勢,大硅片將有效提高組件轉(zhuǎn)換效率,攤薄BOS成本,從而降低度電成本。自2019年末東方日升推出首款500W大功率組件以來,天合光能、隆基、晶澳、晶科等龍頭企業(yè)紛紛于今年推出500W+大功率組件,推動光伏組件功率邁入5.0時代。
雙面組件增效能手,技術(shù)創(chuàng)新加速滲透。雙面組件不僅能正面發(fā)電還能通過背面吸收反射光進行發(fā)電,能夠提高單位發(fā)電量5%-30%,根據(jù)隆基2019年12月份發(fā)布的權(quán)威認(rèn)證的雙面PERC組件測試報告,在美洲地區(qū),雙面組件的發(fā)電增益在4.4%-15.7%。近年來,雙面組件份額有大幅上升,根據(jù)PVInfol
ink數(shù)據(jù),在第一批領(lǐng)跑者計劃中,雙面組件僅占5%份額,但在2019年第三批領(lǐng)跑者計劃中,雙面組件以升至52%。今年行業(yè)新規(guī)的推出和特高壓項目,對組件效率有更高要求,雙面組件的份額將進一步提高。
3投資建議
2020年在行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)和疫情影響下,光伏產(chǎn)業(yè)將再次加速“洗牌”,龍頭集中度有望繼續(xù)提升;大硅片、N型電池片等新技術(shù)將加速商業(yè)化應(yīng)用,我們看好率先布局,有綜合競爭優(yōu)勢的龍頭企業(yè),建議關(guān)注:中環(huán)股份、愛旭股份、隆基股份、通威股份、福萊特、晶澳科技、東方日升。
4風(fēng)險提示
疫情影響全球光伏產(chǎn)業(yè)超預(yù)期,政策波動的風(fēng)險,產(chǎn)業(yè)鏈價格大幅下跌風(fēng)險。
原標(biāo)題:光伏:行業(yè)規(guī)范提標(biāo) 加速新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化