硅料供需緊張緩解,價格盈利或仍在高位
龍頭廠商短期受益于供需緊張,盈利水平及產(chǎn)能利用率有望維持高位,長期受益于能耗 指標(biāo)趨嚴(yán)帶來的格局優(yōu)化。硅料環(huán)節(jié)由于其擴(kuò)產(chǎn)周期約為硅片的 2-3 倍,硅料供給與硅片需求出現(xiàn)錯配,硅料價格一路快速上漲。
根據(jù)現(xiàn)有已規(guī)劃硅料產(chǎn)能及產(chǎn)能釋放節(jié)點(diǎn),預(yù)計(jì) 2022 年硅料全年供應(yīng)仍然偏緊, 主要產(chǎn)能釋放將集中在下半年,此外,考慮能耗雙控的影響,硅料產(chǎn)能釋放也存在一定延后的可能性。
按照 2022 年光伏全球裝機(jī) 160GW/225GW 以及裝機(jī)容配比 1:1.2 計(jì)算,對應(yīng)硅料需求量 約 58.5/76.5 萬噸。預(yù)測,2021/2022 年硅料有效產(chǎn)能在 57.3/86 萬噸。按照終端需求測算,2022 年供需緊張情況相較于2021年有所放緩,但考慮到硅片環(huán)節(jié)產(chǎn)能遠(yuǎn)大于硅料供給,硅片廠商對硅料保供的競爭或仍將持續(xù)。
顆粒硅理論生產(chǎn)成本較西門子法降低 20%-30%左右,并且有擴(kuò)產(chǎn)時間短,節(jié)約能耗等優(yōu)勢。但同時,顆粒硅也存在生產(chǎn)安全 危險系數(shù)較高的風(fēng)險,生產(chǎn)過程中要使用的硅烷氣體較為活潑容易發(fā)生爆炸,氫碳等雜質(zhì)含量難控制等,在技術(shù)層面、生產(chǎn)管控上存在一些難點(diǎn),現(xiàn)階段拉晶環(huán)節(jié)顆粒硅參雜比例不搞,從量上來看短期對行業(yè)影響較小。我們認(rèn)為,在較高硅料價格下新技術(shù)盈利溢價不明顯,隨著顆粒硅技術(shù)快速進(jìn)步疊加硅料價格下降,顆粒硅盈利溢價或?qū)⒅鸩斤@現(xiàn)。
硅片產(chǎn)能階段性過剩,N 型滲透率快速提升
硅片產(chǎn)能階段性過剩,盈利或持續(xù)承壓。2021-2022 年單晶硅片產(chǎn)能分別達(dá) 348.4GW/445.5GW,單晶硅片產(chǎn)能供給遠(yuǎn)大于終端實(shí)際需,預(yù)計(jì)在盈利承壓、競爭加 劇的背景下,部分 2022 年硅片新增產(chǎn)能或?qū)⒀泳徛涞亍?br />
今年硅料價格大幅上漲導(dǎo)致硅片生產(chǎn)原材料成本大幅提高,下半年硅片廠商盈利水平明 顯下滑。隨著 2021 年四季度末通威硅料新增產(chǎn)能投產(chǎn),龍頭硅片廠商硅料供給緊張緩解,硅片盈利水平或在2022 年承壓, 在行業(yè)競爭加劇的背景下,產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制及客戶累積等方面更具優(yōu)勢的龍頭廠商防御力較強(qiáng),二三線硅片廠商或?qū)⒓铀俪銮濉?br />
大尺寸硅片滲透率快速提升,成本優(yōu)勢下盈利韌性強(qiáng)于小尺寸。大尺寸產(chǎn)品的單位時間 產(chǎn)能更高,攤薄單位能耗及設(shè)備、人工成本較小尺寸有明顯優(yōu)勢,當(dāng)前硅片大尺寸化趨 勢正在加快。據(jù)預(yù)測,至 2025 年小尺寸硅片將基本被淘汰,大尺寸產(chǎn)品盈利能力更具韌性。
N 型硅片薄片化潛力大,更具成本下降潛力。N 型硅片厚度下降潛力顯著高于 P 型硅片, 更符合行業(yè)對快速降本的訴求,滲透率有望快速提升。根據(jù)中環(huán)股份發(fā)布的《關(guān)于技術(shù) 創(chuàng)新和產(chǎn)品規(guī)格創(chuàng)新降低硅料成本倡議書》,硅片厚度從 175μm 減薄至 160μm,可以覆蓋多晶硅料8元/KG 的價格漲幅,如產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)全規(guī)格單晶硅片全面轉(zhuǎn)換到 160μm 厚度, 預(yù)計(jì)可節(jié)省 6.8%的硅使用量。此外,N 型硅片較 P型在拉晶工藝控制、電阻均勻性上要求也更高。
電池片盈利有望修復(fù),N 型技術(shù)將是重點(diǎn)突破口
電池片盈利短期承壓,2022 年或?qū)⒂瓉碛迯?fù)期。今年以來電池片環(huán)節(jié)盈利受硅片、 組件環(huán)節(jié)兩頭擠壓,處于歷史低點(diǎn),2022 年將受益于硅片價格下降帶來的成本下降,隨 著行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)放緩,供需格局改善,有望迎來盈利修復(fù)期。
N 型電池片正成為產(chǎn)能增量主流。從目前市場觀察來看,垂直一體化企業(yè)重點(diǎn)布局 N 型 TOPCon 產(chǎn)線,布局 HJT 的新進(jìn)企業(yè)多數(shù)為中試線產(chǎn)線。進(jìn)入 2022 年,N 型電池片 GW 級產(chǎn)線有望迎來加速落地期。據(jù)統(tǒng)計(jì),2021年,TOPCon已建成產(chǎn)能為8.75GW, 在建/待建產(chǎn)能達(dá) 86.5GW,HJT 已建成產(chǎn)能為 6.35GW,在建\待建產(chǎn)能為 141.9GW。
N 型 TOPCon 電池轉(zhuǎn)換效率極限高,與 PERC 電池產(chǎn)線兼容性強(qiáng)。TOPCon 技術(shù)的工藝 設(shè)備產(chǎn)線兼容性高,便于企業(yè)基于現(xiàn)有的 PERC 設(shè)備進(jìn)行升級改造,延長現(xiàn)有 PERC 電 池片產(chǎn)線壽命,其設(shè)備投資增加額僅約 6000-8000 萬元。根據(jù) Energy Trend 統(tǒng)計(jì)顯示,企 業(yè)布局中,TOPCon 電池實(shí)驗(yàn)室研發(fā)效率可達(dá) 25.7%的水平,目前量產(chǎn)效率能夠接近 24% 的水平。
HJT 降本潛力、轉(zhuǎn)換效率提升空間更大。作為第 3 代電池,具有結(jié)構(gòu)簡單、工藝溫度系 數(shù)低、衰減率低、雙面率高等優(yōu)點(diǎn),為光伏行業(yè)繼 PERC 電池后帶來了新一輪的發(fā)展機(jī) 遇。此外,HJT 作為平臺型技術(shù),可以兼容 IBC 和鈣鈦礦,成為更遠(yuǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)平臺。
(1) 轉(zhuǎn)換效率高,潛力更大:HJT 電池本征非晶硅層將 N 型襯底與兩側(cè)的摻雜非晶硅層 完全隔開,實(shí)現(xiàn)了晶硅/非晶硅界面態(tài)的有效鈍化,帶來了比 PERC 更高的開路電壓, 從而實(shí)現(xiàn)了更高的轉(zhuǎn)換效率。目前,HJT平均量產(chǎn)效率達(dá)24%,實(shí)驗(yàn)室效率已超26%, 未來還有較大提升空間。
(2) 衰減率低:HJT 電池減反層采用導(dǎo)電的 ITO 而非絕緣的氮化硅,故而電池片表面無 帶電的可能性,杜絕了 PID 的可能性;采用 N 型硅片,無硼氧復(fù)合中心,故而無 LID;HJT 電池首年衰減 1-2%,此后每年衰減 0.25%,遠(yuǎn)低于摻鎵 PERC 電池(首年衰減 2%,此后每年衰減 0.45%)。
(3) 溫升系數(shù)低:HJT 電池受益于高開路電壓優(yōu)勢,溫度系數(shù)較低,HJT 電池溫升系數(shù) 約-0.25%/℃,相比 PERC 電池-0.38%/℃存在 0.13%/℃優(yōu)勢。
(4) 雙面率高:HJT 電池的硅片襯底雙面制絨,而雙面 PERC 電池的硅片背面采用拋光 工藝,HJT 的雙面率顯著高于雙面 PERC,根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù),HJT 的雙面率高達(dá) 93%-95%, 雙面 PERC 的雙面率僅為 75%+。
(5) 弱光效應(yīng):HJT 電池采用N型單晶硅片,而PERC 電池采用P 型單晶硅片,在 600W/m2 以下的輻照強(qiáng)度下,N 型單晶相比 P 型單晶的發(fā)電表現(xiàn)高出 1-2%左右。
(6) 支持薄片化:HJT 電池完美的對稱結(jié)構(gòu)和低溫度工藝使其非常適于薄片化。目前 PERC 電池所用硅片主流厚度為 170-180μm,HJT 電池所用硅片厚度已經(jīng)降至 160 μm 以下,且具有更大的薄片化空間。
目前 HJT 產(chǎn)線初始投入依然較大,2022 年其生產(chǎn)成本或?qū)⒙缘陀?PERC 電池。數(shù)據(jù)表明,若 HJT 產(chǎn)線全部采用進(jìn)口設(shè)備,單 GW 投資約 8-10 億元。若全 部采用國產(chǎn)設(shè)備可降至 4.0-4.5 億元左右。SOLARZOOM 智庫預(yù)計(jì),2022 年隨著設(shè)備投 資、漿料消耗、硅片薄片化等成本項(xiàng)下降,HJT 電池生產(chǎn)成本將略低于 PERC 電池,若 考慮到 HJT 電池在全生命周期中發(fā)電量的優(yōu)勢,彼時 HJT 電池將較 PERC 電池具有明顯 經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢。
2.4 組件格局持續(xù)優(yōu)化,盈利彈性較大
組件環(huán)節(jié)集中度迅速提升,龍頭組件廠量利優(yōu)勢持續(xù)擴(kuò)大。2019 年開 始光伏組件行業(yè)集中度加速提升,組件行業(yè)市場份額不斷向頭部企業(yè)集中。根據(jù) 2021 年各組件廠家出貨量目標(biāo)統(tǒng)計(jì),2021 年前五大組件廠商分別為隆基/天合/晶澳/晶科/阿特斯, 在規(guī)模優(yōu)勢、成本優(yōu)勢及品牌渠道優(yōu)勢下,頭部組件廠商優(yōu)勢顯著,行業(yè)格局進(jìn)一步優(yōu)化。
主輔材價格快速上漲,頭部組件廠商盈利優(yōu)勢凸顯。光伏組件主要由電池片、邊框、光 伏玻璃及 EVA 等產(chǎn)品及材料構(gòu)成,其中電池片成本占光伏組件成本高達(dá) 65%。今年以來, 隨組件主材價格上漲,組件廠商盈利能力持續(xù)承壓,頭部一體化組件廠商在成本承壓下 盈利優(yōu)勢凸顯,以隆基、晶澳、天合為代表的一體化頭部組件廠商在毛利率水平上具備 明顯優(yōu)勢。
展望 2022 年,競爭格局進(jìn)一步優(yōu)化,龍頭廠商盈利率先修復(fù)。今年在上游原材料成本上 漲的推動下,組件價格逐步提高,四季度初招標(biāo)價已達(dá) 2.0 元/W 左右,近期有所回落。結(jié)合 2021 年下半年下游光伏平價項(xiàng)目對組件價格接受情況,預(yù)期 2022 年組件價格或?qū)?在 1.8 元/W 水平左右。展望 2022 年,隨著主輔材價格回落及終端電站投資商對收益率接受度提升,疊加行業(yè)競爭格局優(yōu)化,一體化組件廠商有望率先受益,盈利率先修復(fù),組件環(huán)節(jié)有望量利齊增。
N 型技術(shù)趨勢下,組件端對串焊、封裝要求更高。在 PERC 技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換效率及生 產(chǎn)成本逐漸接近理論上限的背景下,行業(yè)對新一代 N 型光伏電池片技術(shù)投入不斷增大, N 型組件技術(shù)的成熟度也將成為下游應(yīng)用能否快速放量的關(guān)鍵因素。N 型電池通過多主 柵降低對銀的消耗,帶來組件串焊精度要求提升,HJT 電池片對水汽敏感,對組件封裝 材料的要求進(jìn)一步提高。
膠膜供需緊平衡持續(xù),行業(yè)寡頭地位穩(wěn)固
預(yù)計(jì) 2022 年全年 EVA 膠膜總需求達(dá)到 21.38 億平方米,EVA 樹脂需求達(dá) 106.89 萬噸。假設(shè)容配比 1:1.2,1GW 組件需要膠膜面積 0.11 億平方米。2022 年光伏 EVA 膠膜總需求將達(dá) 21.38 億平方米,EVA 樹脂需求將達(dá)到 106.89 萬噸。
頭部企業(yè)在盈利水平上優(yōu)勢明顯??焖偕蠞q的EVA樹脂價格導(dǎo)致今年膠膜環(huán)節(jié)盈利承壓, 但龍頭廠商憑借成本管控、產(chǎn)品良率、供應(yīng)鏈管理依舊保持了較大優(yōu)勢,格局進(jìn)一步優(yōu)化。
EVA 樹脂供應(yīng)大部分集中于海外,新增實(shí)質(zhì)性產(chǎn)能有限。2021年國外的 EVA 粒子進(jìn)口 量大約為 40 萬噸,主要來自韓華、杜邦、TPC、LG 等企業(yè),2021 年國內(nèi) EVA 粒子產(chǎn)量 僅為 31 萬噸。光伏級 EVA 樹脂工藝難度大,裝置建設(shè)周期為 3 年左右,擴(kuò)產(chǎn)加下游膠膜企業(yè)驗(yàn)證周期一般在 1-2 年,中短期國內(nèi)難有新進(jìn)入者實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新產(chǎn)能落地。
EVA 樹脂存量產(chǎn)能上升空間有限。盡管 EVA 企業(yè)可以在一套生產(chǎn)設(shè)備上生產(chǎn)不同牌號的 EVA 產(chǎn)品,但大幅提升 EVA 粒子產(chǎn)量的可能性不大。由于光伏料中 MI 和 VA 的比例較高,生產(chǎn)裝置長時間運(yùn)行會結(jié)垢,從而導(dǎo)致生產(chǎn)設(shè)備全年運(yùn)行時間的下滑,考慮到其他 EVA 產(chǎn)品的市場較為穩(wěn)定,企業(yè)大幅調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)可能性較小。
預(yù)計(jì) 2022 年全年 EVA 樹脂需求量為 102 萬噸,供需持續(xù)緊平衡。根據(jù)集邦咨詢預(yù)測 22 年光伏 EVA 樹脂供應(yīng)量為 102 萬噸,需求量為 108 萬噸,全球供需仍將處于緊平衡,EVA 樹脂價格或?qū)⒕S持在高位。
N 型電池雙面組件更適合 POE 膠膜。N 型硅片擁有比 P 型硅片更高的雙面系數(shù),擁有更 高的背面光轉(zhuǎn)換能力。雙玻組件對 PID 更為敏感。根據(jù)北極星太陽能光伏網(wǎng)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), POE 膠膜封裝的組件正面衰減率控制在 3%以內(nèi),背面衰減率在 7%以內(nèi)。而 EVA 膠膜的組件正面衰減率達(dá) 5.17%,背面更是高達(dá) 30%,POE 膠膜擁有更強(qiáng)的抗 PID 效果。
熱場供不應(yīng)求,龍頭盈利、規(guī)模優(yōu)勢凸顯
硅片大尺寸化加速催化晶硅熱場碳基復(fù)合材料對進(jìn)口等靜壓石墨的替代。我國晶硅制造 熱場材料行業(yè)起步較晚,其熱場系統(tǒng)部件材料主要采用國外進(jìn)口的高純、高強(qiáng)等靜壓石 墨,進(jìn)口石墨熱場系統(tǒng)產(chǎn)品成本較高、供貨周期較長,并且隨著單晶硅拉直爐的容量擴(kuò) 大,等靜壓石墨作為由石墨顆粒壓成型的脆性材料在安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面已經(jīng)落后于 碳基復(fù)合材料。
隨著國內(nèi)先進(jìn)碳基復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)階段先進(jìn)碳基復(fù)合材料 已成為降低硅晶體制備成本、提高晶硅質(zhì)量的最優(yōu)選擇,快速形成在晶硅制造熱場系統(tǒng) 中對石墨材料部件的升級替換。
碳/碳復(fù)合材料具有比重輕、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫、耐腐蝕、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、導(dǎo)熱導(dǎo)電 性能好等優(yōu)良性能。碳/碳復(fù)合材料主要是指以碳纖維為增強(qiáng)體,以碳或碳化硅等為基體, 以化學(xué)氣相沉積或浸漬等工藝形成的復(fù)合材料,主要包括碳/碳復(fù)合材料產(chǎn)品(碳纖維增 強(qiáng)基體碳)、碳/陶復(fù)合材料產(chǎn)品(碳纖維增強(qiáng)碳化硅)等。
光伏熱場龍頭金博股份預(yù)制體制備工藝、設(shè)計(jì)能力積累深厚。金博股份早在 2005-2009 年完成了碳纖維預(yù)制體的技術(shù)研發(fā),通過織布、成網(wǎng)、準(zhǔn)三維成型、復(fù)合針刺等技術(shù), 形成碳纖維預(yù)制體,多年來公司持續(xù)在預(yù)制體制備、設(shè)計(jì)上不斷進(jìn)步改善。
金博股份純氣相化學(xué)沉積縮短致密化周期。從碳纖維預(yù)制體到碳基復(fù)合材料階段影響制 備成本的生產(chǎn)工藝中的最主要因素是化學(xué)沉積的致密化周期。根據(jù)公司招股說明書,目 前金博股份大尺寸批量制備碳基復(fù)合材料工藝的水平為 300 小時以內(nèi),主流水平約為 800-1000 小時,部分優(yōu)秀企業(yè)可以做到約 600 小時。
公司自主研發(fā)了快速化學(xué)氣相沉積 關(guān)鍵技術(shù),解決了大尺寸、異性碳基復(fù)合材料產(chǎn)品的快速增密技術(shù)難題。公司采用定向 流動快速化學(xué)氣相沉積技術(shù),將沉積周期縮短到傳統(tǒng)沉積周期的 1/2 以內(nèi),大幅降低了電 力消耗和生產(chǎn)制備成本。
金博股份盈利能力遠(yuǎn)超競爭對手。2021 第三季度金博股份毛利率為 58.15%,其可比公司中天火箭、博云新材分別實(shí)現(xiàn)毛利率 32.26%和 29.69%。巨大盈利能力差距主要來源于公司產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局、沉積技術(shù)差異化、供應(yīng)量管理優(yōu)異、原材料利用率高的綜合優(yōu)勢。
2022 年頭部硅片廠商擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度加快、開工率提升,熱場供需或持續(xù)供不應(yīng)求。隨著硅料 新增產(chǎn)能落地,供給瓶頸打開,頭部硅片廠商擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)度加快、開工率有望提升,從而加 大對熱場耗材需求。根據(jù)各公司公告,從 2022 年行業(yè)新增產(chǎn)能來看,主要貢獻(xiàn)來自于金 博股份定增項(xiàng)目,新進(jìn)入者天宜上佳雖計(jì)劃產(chǎn)能規(guī)模較大,但實(shí)際落地有效產(chǎn)能還有待 產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步驗(yàn)證。
N 型硅片對熱場材料純度要求更高。N 型硅片對熱場差異性需求主要體現(xiàn)在對灰分要求 更加嚴(yán)苛,光伏 P 型單晶硅片灰分要求<200ppm,N 型單晶硅片灰分要求<100ppm,半導(dǎo) 體硅單晶灰分要求<30pmm。金博股份可根據(jù)產(chǎn)品應(yīng)用需求提供三個純度等級的產(chǎn)品,其 中 I 型滿足光伏 P 型單晶制備,II 級滿足光伏 N 型單晶制備,III 級滿足半導(dǎo)體級單晶制 備,并且已經(jīng)具備<5ppm 涂層工藝制備能力。此外,金博股份純氣相化學(xué)沉積工藝較氣 液混合沉積工藝在基體純度上有一定優(yōu)勢,在 N 型技術(shù)下,其成本優(yōu)勢或?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。
N型電池片技術(shù)迭代,帶動設(shè)備需求高增
自 2015 年我國啟動光伏“領(lǐng)跑者”計(jì)劃以來,太陽能電池技術(shù)不斷進(jìn)步。電池片目 前的發(fā)展階段:從常規(guī)鋁背板 BSF 電池→PERC 電池→PERC+電池(TOPCon)→HJT 電池→IBC 電池。目前第二代 PERC 電池已經(jīng)成為主流技術(shù)由于 PERC 電池轉(zhuǎn)換效 率已接近極限,出于降本提效的目標(biāo),行業(yè)正在向 HJT 電池和 N-PERT/TOPCon 等 擁有更高轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)路線迭代。每一次新技術(shù)迭代,光伏電池行業(yè)都會迎來 2-3 年新一輪的擴(kuò)產(chǎn)周期,進(jìn)而帶動設(shè)備需求。
TOPCON 電池片設(shè)備市場規(guī)模快速增長
目前 TOPCon 電池有 4 種不同的工業(yè)化工藝流程,分別為:1)LPCVD 制備多晶硅 膜結(jié)合傳統(tǒng)的全擴(kuò)散工藝;2)LPCVD 制備多晶硅膜結(jié)合擴(kuò)硼及離子注入磷工藝;3) PECVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝;4)PVD 制備多晶硅膜并原位摻雜工藝。
目前 TOPCon 單 GW 新建設(shè)備投資額約 2.2 億元,由于 PERC 工藝和 TOPCon 工藝較 為相似,企業(yè)可以基于現(xiàn)有的 PERC 設(shè)備進(jìn)行改造升級成 TOPCon 設(shè)備,其設(shè)備投資 增加額約 6000 萬元~8000 萬元。當(dāng)前 TOPCon 生產(chǎn)成本正在逐步縮小,有望在未來 2-3 年成為 N 型電池片主流技術(shù)。
我們以 2021 年 TOPCon 新建設(shè)備單位投資額為 2.2 億元,PERC 改造 TOPCon 設(shè)備單 位投資額 6000 萬元為基準(zhǔn),并預(yù)期 TOPCon 新建設(shè)備單位投資額每年下降 0.1 億元 /GW,通過測算,2022 年~2025 年 TOPCon 設(shè)備總市場規(guī)模分別為 49.3 億元、58.7 億元、25.5 億元、12.4 億元。
HJT 電池片設(shè)備市場空間穩(wěn)步提升
目前 HJT 電池生產(chǎn)工藝流程分別有:1)PEVCD 制備雙面非晶硅摻雜層結(jié)合 PVD 制 備雙面 TCO;2)PEVCD 制備雙面非晶硅摻雜層結(jié)合 RPD 制備雙面 TCO;3)Cat-CVD 制備雙面非晶硅摻雜層結(jié)合 PVD 制備雙面 TCO;4)Cat-CVD 制備雙面非晶硅摻雜層 結(jié)合 RPD 制備雙面 TCO。
根據(jù) SOLARZOOM,2022-2023 年,預(yù)計(jì)單 GW 設(shè)備價格分別為 4.07 億元、3.77 億 元,另假設(shè) 2023 年后每年投資額下降 0.3 億元,則由此推測 2022~2025 年 HJT 新增 設(shè)備市場總空間分別達(dá) 34.9 億元、27.9 億元、26 億元、38 億元。
來源:長城證券
原標(biāo)題:冰火兩重天,2022年光伏產(chǎn)業(yè)鏈超全解析