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竞泰研究|光伏行业发展趋势及产业链研究
发布时间:2022-05-22

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|一、行业发展概况

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

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根据是否并网,光伏发电站又可以分为独立光伏发电站和并网光伏发电站。



独立光伏发电站

并网光伏发电站

定义

又称离网型光伏发电系统,指未与公共相联接的太阳能光伏发电系统

指与公共电网相联接的太阳能光伏发电系统。目前已进入大规模商业发电阶段

主要组成部分

太阳能电池板,储能蓄电池,充放电控制器,逆变器等

太阳能电池板和逆变器

优点

不受地域限制。使用广泛(只要有阳光照射的地方就可安装使用)

不需要蓄电池。主流方式

缺点

成本高,需配备蓄电池,占据了发电系统30%-50%的成本。蓄电池的使用寿命短(3-5年)需频繁更换

当公共电网断电时,光伏发电停止运行。如果使用并网与离网混合逆变器,电站即可正常运转


1、短中期光伏发电平价入网业绩爆发

中国光伏发电行业经历一轮周期后已逐渐成熟,对补贴的依赖减小,步入平价上网的业绩爆发期。2019年,全国光伏的年均利用小时数为1,169小时,光伏电站建设成本4.5元/W,此时度电成本为0.44元/度。以目前降本趋势,2020年底光伏电站建设成本平均在3.2元/W-3.5元/W左右。此时度电成本为0.36元/度。2019年,全国脱硫燃煤电价平均值为0.36元/度。随着光伏发电行业持续降本增效,光伏发电的经济效益明显,推动了中国光伏发电行业平价上网项目,截止2020年8月光伏平价项目已覆盖全国18个省份,2020年平价项目预计将成为2021年光伏装机的最主要来源。

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注:通知中公布了2020年光伏平价项目为33.05GW且项目应于2021年底前并网。此外,未纳入2020年竞价补贴的7.54GW光伏项目可以自愿转为平价。



2、长期碳中和趋势加速,增长逻辑清晰

全球变暖引发世界各地加大对环境问题的重视,“碳”耗带来的“二氧化碳”排放是全球变暖的最主要原因。为减少全球进一步变暖和自然灾害的频发,世界各地开始提倡“碳中和”理念,目的是在于减少碳排放量,实现绿色化发展。世界各个国家和地区纷纷发布相应的“碳中和”目标。

欧盟规划2030年碳减排55%,2050年实现碳中和,7500亿欧元复苏基金确保减排目标顺利实施。美国提出2030年减排50-52%,2050年实现碳中和,拜登推出2万亿美元投资计划,旨在推动新能源发展。


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我国规划2030年前达峰,2060年前实现碳中和,非化石能源消费比重在2025年、2030年、2060年将分别达20%,25%及80%以上,政策陆续出台明确碳达峰碳中和目标及工作路线,构建碳达峰、碳中和“1+N”政策体系。


“1”

3060

2030年前达峰,2060年前实现碳中和,非化石能源消费比重在2025年、2030年、2060年将分别达20%,25%及80%以上

“N”

风光大基地

在沙漠戈壁地区加快规划建设大型风电光伏基地项目,第一期100GW已开工,第二期在申报,到2023年将落地200GW左右

整县推进

整县推进自2021年6月底提出以来,截至2021年9月末,最终共有31个省676个县进入全国整县推进试点名单,假设每个县200MW,676个县的规模将超130GW,此外仍有大量未申报县拟推进意愿强烈,推动分布式光伏储能发展

新型储能

2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达30GW+,到2030年实现新型储能全面市场化发展

绿色金融

金融机构碳减排贷款利率1.75%,新能源企业对标LPR,支持清洁能源建设

能耗双控

能耗强度下降达到激励目标,可免除能耗总量考核;同时对超额完成激励性消纳责任权重的地区,超出最低消纳部分不纳入能源消费总量考核,各地区可以通过大幅发展光伏风电建设或者进行绿电交易,保证能源供给

绿电交易

江苏绿电成交价较煤电基准价高7分/千瓦时,较火电成交均价低0.4分/千瓦时;广东绿电成交均价较煤电基准价高6分/千瓦时,较火电成交均价高1.7分/千瓦时,绿电溢价明显

消纳指标

政策明确到2030年可再生、非水可再生能源电力消纳占比须达到40%、25.9%,同时也明确了2021年—2030年各省每年的消纳配额指标,目标分解到各省各年,可落地性强

电价政策

2021年4月份风光建设征求意见稿提出指导电价约较标杆电价降低3厘,2021年初非正式征求意见稿中提出在标杆燃煤电价基础上竞价。电价好于市场预期,且新建项目可自愿市场化交易形成上网电价,促进产业链利润修复


3、户用和工商业需求高增,推动分布式光伏+储能模式受宠

国内户用市场方兴未艾:

1)户用光伏具备较高收益率,户用光伏在2021年仍有0.03元的度电补贴,若按照70%贷款,贷款期限10年等额本息,贷款利率4%,若组件成本在1.8元/W,则全投资IRR可达9.1%,2022年起户用补贴将退坡,但无补贴收益率仍可做到7.9%,高于地面电站约2pct,具备较强经济性预估在7.9%-9.1%,高于地面电站约2pct;


2)整县推进打开分布式空间,截至2021年9月末,676个县进入全国整县推进试点名单,接近全国1/4,假设每个县200MW,676个县的规模将超130GW,往后看未上报的县市也在积极进行户用光伏建设,打开长期成长空间。预计国内2021、2022年新增户用装机达21、30GW,同增100%、50%。


工商业市场迎来快速增长:

1)电价上涨、工商业光伏自发自用经济性高,2021年出台政策要求下电价市场化上浮20%,高能耗企业市场电价浮动更高,同时工信部提出分时电价机制,拉大工商业峰谷价差,工商业用电成本上升,伏经济性凸显;


2)限电限产影响下,绿电需求高企,电力紧缺及能耗控制趋严或成为常态,只有使用更高比例的绿电,才能保证生产正常进行,工商业分布式光伏渗透率将快速提升。预计国内2021、2022年新增工商业装机达9、15GW,同比增长80%、67%。


在此背景下,分布式光伏装机量在2021年首度超过集中式光伏装机量。

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数据来源:solarzoom、能源局、发改委


海外分布式光伏+储能模式应用环境更优,潜力更大:

1)电价上涨,市场化电价差值较大,截至2021年7月意大利、西班牙、德国、法国电价已分别达到10.5、9.2、8.1、7.8欧分/度,美国8月居民电价达13.97美分/度,且海外多为市场化电价,峰谷价差拉大,居民和工商业的用电支出激增,大幅刺激海外分布式光伏装机+储能的发展;


2)电网供应不稳定,海外电网调峰能力弱、跨州和跨区联系薄弱、电路老化等问题严重,极端天气下经常大规模停电,用户或工厂用电自给自足的需求不断提升;


3)节省土地空间,有些海外国家大规模的土地利用面积有限,积极推进光伏屋顶发展以提高可再生能源占比。我们认为分布式光伏快速发展,到2025年光伏股份装机中分布式占比将超过地面电站。


美国居民电价数据跟踪

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全球分布式装机占比及预测

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资料来源:GlobalPetrolPrice、IHS、CPIA


4、光伏成长性凸显,有望成长为主力能源

由于光伏资源禀赋优异、光伏全球平价到来,成本仍在快速下降,且匹配储能发展和碳减排碳中和目标的实现,光伏有望从辅助能源成长为主力能源,带来行业广阔增量空间。


预计我国2025年光伏新增装机达170GW左右,市场增速维持在20%左右。


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全球范围来看,预计2025年光伏新增装机达450GW左右(数千亿市场),2030年光伏新增装机达1300GW左右(万亿市场),市场增速维持在25%左右。


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资料来源:国家能源局



|二、产业链情况

光伏行业产业链包括硅料、硅片、电池片、组件等,产业链各环节国产化率普遍较高,出口优势显著,呈现高集中度。产业链硅料/硅片/电池片/组件/逆变器/光伏玻璃/跟踪支架/胶膜等集中度都很高,龙头突显且竞争格局较为稳定。且除跟踪支架由外商主导外,产业链其他环节国内企业都有很高的话语权,2019年中国硅片、电池片、组件产能全球占比约为97%、79%、71%,产品大量出口。


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(一)硅原料供需优化+技术创新和升级推动产业降价,产业链下游盈利空间扩张,加速商业化落地。

2021年是光伏平价首年,但遭遇了工业硅、硅料、EVA粒子、IGBT等上游原材料价格不断上涨,组件、EPC系统价格均维持高位,产业链博弈氛围较浓,导致排产波动较大。但2021年需求大超预期,叠加电价涨价市场预期下,行业中长期增长空间进一步打开。2022年H1将有超15万吨新增硅料产能释放,开启产业链真正大幅降价。



供需情况

竞争格局

技术趋势

硅料

2022年上半年新增产能释放,随着薄片化的推进,预计单瓦硅耗持续下降,对应硅料总供给280GW+,带动价格理性回落

疫情影响下小厂商大量淘汰,行业形成保利协鑫、通威、新特、大全新能源、东方希望五家寡头垄断格局,其中通威市占率约30%

颗粒硅生产能耗大幅下降,单位投资额减少,逐步被下游验证,量产开始

硅片

受价格坚挺&成本下降的双重影响,硅片盈利性逐步攀升,推动行业大幅扩产。2022年开始硅料行业扩产充分,硅片产能过剩问题显现,进入激烈竞争阶段。

隆基(40%)、中环(20%)双龙头格局,随着单晶拉晶技术逐渐成熟,晶科、晶澳等一体化组件厂开始向上游扩产,后起之秀上机数控、双良节能、京运通等也进入这个行业

大尺寸趋势明确,硅片龙头新增产能均兼容182与210;各家积极推进薄片化,主流厚度从170um到165um切换。

电池片

PERC产能迅速扩张,到2022年底超390GW,其中182&210大尺寸产能占比约70%,处于紧平衡状态,与166及以下尺寸电池盈利分化明显

2021年CR6集中度超过80%,前6名中,通威股份、爱旭股份是专业电池厂,效率、成本领先二三线厂商;其余4家晶澳、晶科、天合、隆基为一体化厂商,扩产电池片补齐一体化产能。

目前阶段电池已基本均为单晶PERC,技术外溢导致壁垒降低,PERC效率已达顶点,高效率新电池技术的出现带来了新的产业机会,2022年TOPCon率先发力落地,HJT产业化在即


(二)组件:龙头集中度继续提升,充分受益量利双升。

组件环节由于单位产能投资低、技术变化缓慢且主要为物理封装,行业总产能相对过剩。但组件兼具品牌、渠道及创新能力三大壁垒,从出货格局看集中度快速提升,CR4将从2018年的31%提升至2021年的88%。而组件龙头均为一体化龙头(天合通过绑定通威,实现合作一体化),因一体化可明显降低生产成本,行业外采比例下降迅速。


2022年看,电价政策超市场预期+2021年部分项目延期,预计2022年全球装机需求在220-230GW,同增41%,需求大增,量上面确定性较强;同时组件有期货属性,2022年成本受益硅料价格下降,组件利润同比修复明显,2022年组件量利双升。


(三)逆变器:市场潜力巨大,竞争格局稳定,分布式光伏逆变器是主要看点。

中国光伏逆变器行业具备受政策影响性强、技术准入壁垒高等特点;基于光伏装机容量的增长与利好政策的出台,全球光伏逆变器市场规模在2025年有望超1000亿元,中国规模164亿元。

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光伏逆变器行业市场格局稳定、集中度高,阳光电源(31.3%)、华为(23.1%)双龙头格局,国内其他逆变器厂商如锦浪、固德威、古瑞瓦特份额仍较小。国内逆变器产品好价格低,2020年全球市场份额中国内企业占比70%左右(按出货量),未来3-5年或将提升至85%以上。


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分布式市场高增速,单价更高、盈利更好:从单价看,户用逆变器单价远高于商业和工业,类C端消费属性强,盈利更好。龙头厂商产品以组串式、户用型逆变器为主,其中组串式逆变器竞争相对于集中式、户用式逆变器较激烈。


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储能:产业方兴未艾,万亿级蓝海:

储能主要用于发电侧(消纳弃光弃风/平滑电力输出)、电网侧(调频调峰)、用户侧(削峰填谷/自发自用)。中国储能行业处于多种储能技术路线并存的阶段,抽水蓄能是当前最成熟、装机最多、度电成本最低的主流储能技术,2020年占比达到90.3%。电化学储能占比约7.5%,但是是未来的主要增长点。

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2021年储能系统成本降至1.5元/Wh左右,是储能经济性拐点。预计到2025年全球新增储能装机达到131GW/318(累计)GWh,2021-2025年复合增速为79%;预计到2025年国内新增储能装机达到34.4GW/86.2GWh,2021-2025年复合增速为84%。


中国美国欧洲将是最大增量市场,海外在价值量更高的户用和工商业用储能领域潜力更大。美国市场特斯拉份额50%以上,欧洲格局较分散。


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储能行业参与者可分为三类:

一是阳光电源等光伏行业行业企业;

二是宁德时代、比亚迪等电池企业;

三是中恒电气等电力企业。阳光电源市占率13%为龙头,CR5约37%。光伏企业先天具备渠道和市场优势,电池企业由汽车动力电池转储能电池并无明显技术障碍,行业竞争十分激烈。


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锂电池在储能电池中的应用最为广泛,占到88.8%,其次为铅蓄电池,占比10.2%。


电化学储能

优点

劣势

铅蓄电池

技术成熟,成本较低

寿命短,污染重

锂离子电池(三元)

寿命长,能量密度大

价格高,安全性差

锂离子电池(磷酸铁锂)

寿命长,相对安全

能量密度偏低

锂离子电池(钛酸锂)

寿命长,相对安全

价格高

钠离子电池

寿命长,成本低,安全

衰减快,能量密度偏低

液流电池

寿命长,安全性好

能量密度低


钠离子电池因为本身性能优越、储量丰富成本低等原因极为适于做储能电池,被广泛看好。


性能优势:钠离子电池快充性能好、高低温性能优异、安全性能好、设备兼容性好;成本优势:钠原料储量丰富且分布较广、价格低廉易获取,较锂离子电池(磷酸铁锂)降低约20%;


劣势:单能量密度和循环寿命短是限制其发展的主要问题,但在能量密度要求不高但价格敏感的储能领域潜力巨大。


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从研发水平、核心技术、产业化推进来看,中国在钠离子电池方面处于国际领先水平。在核心材料体系方面,中国钠离子电池具有独立自主的知识产权,部分专利还获得了美国、日本及欧美的授权。


截至2020年,全国约有二十多家企业致力于钠离子电池的研发,包括英国的Faradion、法国Naiades、日本岸田化学、美国NatronEnergy以及中国的宁德时代、中科海钠、钠创新能源、星空钠电等。


|三、代表企业

1、阳光电源

阳光电源成立于1997年,专注于逆变器的自主研发与制造,2020年光伏逆变器出货35GW,全球市占率19%,居于第二位。公司依托逆变器产品以及在电力电子转化技术上的优势,逐步向下游应用领域延伸,2013年开始拓展电站业务,目前市场份额已迅速提升至全球第二;2014年与三星SDI合资建厂开始进军储能电池与电源业务。2016年以来储能系统装机稳居全国第一,已成为全国排名前五的锂电储能制造商。同时,公司积极进行业务创新,寻找新增长点,在新能源车电控、充电桩及水面光伏系统等领域均有布局。


公司营业收入从2017年88.78亿上涨至2021年241.37亿元,CAGR=28.4%。其中海外业务拓展迅速,从2017年10.2亿元上涨到2021年91.77亿元,占比从11.5%快速提升至38%,CAGR=73%。


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从公司整体毛利率角度看,海外毛利率约40%,高于国内20%左右,主要原因是有:1)海外友商受制于人工、物料等成本因素,逆变器产品定价往往数倍于国内产品,这为出口逆变器产品定价提供巨大空间。2)海外本身上网、用电电价高,对光伏产品价格敏感度低。3)产品结构上,海外集中式逆变器占比低,高单价的组串式及户用逆变器占比高。


公司过去销售渠道重心更倾向于以直销为主的地面电站客户,而今年开始公司战略变革,针对海外分布式、户用进行渠道改革,加强区渠道商合作,固并加大欧洲、美洲市场布局力度,抢抓更多新兴市场的机会。目前公司已在海外建设了20+分子公司,全球五大服务区域,110+售后服务网点,80+认证授权服务商。2021Q1公司海外收入贡献达50.57%(绝大部分是光伏逆变器及储能系统收入),相对2020年提升34个百分点,其中欧洲,亚太地区收入贡献分别提升7.19个百分点、7.78个百分点。2021年5月公司提交定增说明书申报稿,募集约5亿元加码全球营销服务体系,于上海设立全球营销服务总部,并于德国及荷兰新建营销网点,同时对原有欧洲地区、美洲地区、亚太地区、南部非洲区、中东地区以及国内6大区域营销网点进行升级。


从营收结构来看,公司当前营收主要由电站系统集成和太阳能光伏逆变器两大主业板块支撑,储能逆变器业务近两年来发展迅速,2021年贡献31.38亿营收,占比达到13%,光伏逆变器和储能业务成为未来发展的主要增量。


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2、固德威

固德威电源科技股份有限公司,(简称“固德威”)成立于1997年11月,是一家太阳能光伏逆变器及相关产品的提供商。固德威业务涵盖应用于家用、商业、地面等场景的并网逆变器、光伏逆变器、储能产品等。


固德威的并离网无缝切换技术在逆变器领域中属于突破性技术,逆变器产品已实现微秒级指标(行业内其他企业为秒级)。截至2019年,固德威户用储能逆变器销量排名全球第一,市占率为15%,储能逆变器领域已构建高技术壁垒。


第一大产品光伏逆变器系列总营收于2019年已达9.4亿元,同比增长12%,出口市占率位列第五名,占比4.2%。基于光伏逆变器产品在不同地区的价格差异,其中国市场毛利率整体低于欧洲市场,固德威在欧洲市场盈利空间较大。


第二大收入来自储能逆变器,其营收从2017年的3,745.2万元增长至2019年的10,823.5万元,CAGR为70%。营收占比从2017年的3.57%增长至2021年的17.85%,且其出货量在2019年为全球第一,合计销售达2,150.1MW。


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与阳光电源类似,固德威境外市场拓展迅速,自2019年以来境外市场占比持续高于60%,贡献主要业务增量。


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3、派能科技

公司前身中兴派能成立于2009年,是国内早期专注锂电池储能系统商用的厂商之一,聚焦磷酸铁锂电芯、模组及储能电池系统。公司2010年推出首款通信备电产品,打入国内三大运营商市场,2013年首套家用储能电池系统在欧洲成功商用,2016年推出的集装箱式大型电网级储能电池系统正式商用,构建了完整储能产品线。经过十余年发展,2020年12月公司于科创板成功上市。


公司主要产品包括储能电池系统及电芯,可广泛应用于家庭、工商业、电网、通信基站和数据中心等领域。受益储能行业需求,公司业绩近年保持高速增长。2018-2021年,公司销售收入分别为4.3/8.2/11.2/20.6亿元,同比+197%/92.4%/36.6%/84.1%,年均复合增速为68.6%,公司归母净利润分别为0.5/1.4/2.7/3.2亿元,同比+203%/217%/90.5%/15.2%,年均复合增速为85.7%。2022年Q1公司实现营收和归母净利润分别为8.1/1.0亿元,分别同比+216.2%/70.5%。


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家用储能占比超70%,是公司最主要收入来源。2021年公司储能电池系统和电芯产品收入分别为19.88/0.65亿元,占主营业务收入的比例分别为97%/5%。具体来看,储能电池系统销售主要集中在家用储能和通信备电两个领域,2020H1家用储能产品占比为72.7%,是公司最主要的收入来源,通信备电占比4.6%,其他占比约18.5%(主要系工商用储能电池系统等)。电芯收入占比较小,主要包括软包和圆柱两种磷酸铁锂电芯,2020H1占比分别为2.6%和1.6%。


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公司产品主要销往海外,境外销售占比超80%。公司产品以外销为主,境外收入占比呈上升趋势,2021年公司境外和境内主营业务收入占比分别为81.3%和18.7%。具体分地区来看,公司销往欧洲收入占比最高,2020H1达到约51.9%;公司非洲地区销售增长最快,2017-2020H1公司非洲销售占比分别为3.8%/5.7%/17.0%/24.6%。公司在巩固既有市场的同时,还积极拓展北美、日本等家用储能市场,预计随着海外储能需求放量,公司境外销售占比将持续提升。


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