2020年中國光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入平價(jià)時(shí)代,標(biāo)志著光伏產(chǎn)業(yè)邁入可持續(xù)發(fā)展階段。在“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)下,以光伏為主導(dǎo)的太陽能產(chǎn)業(yè)被賦予高增長(zhǎng)、高景氣度的成長(zhǎng)空間,將成為未來數(shù)十年的產(chǎn)業(yè)風(fēng)口。
一、3類太陽能產(chǎn)業(yè)鏈
太陽能產(chǎn)業(yè)是指參與太陽能資源的開發(fā)、應(yīng)用等一系列過程活動(dòng)的企事業(yè)單位集合體,主要包括太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈、太陽能器具產(chǎn)業(yè)鏈、太陽能利用與建筑產(chǎn)業(yè)鏈三類產(chǎn)業(yè)鏈。
從太陽能發(fā)電看,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈條較為成熟,光伏技術(shù)不斷進(jìn)步,裝機(jī)容量規(guī)??焖僭鲩L(zhǎng);光熱發(fā)電技術(shù)剛剛起步,電能質(zhì)量?jī)?yōu)于光伏電站,但目前成本仍較高;未來太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)將迎來光伏發(fā)電與光熱發(fā)電“兩足鼎立”的時(shí)代。
從太陽能器具看,隨著中高溫太陽能熱水器的開發(fā),太陽能熱水器的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于提供熱水,正逐步向取暖、制冷、烘干和工業(yè)應(yīng)用方向拓展。工業(yè)太陽能熱水器在工業(yè)上使用,可以在很多領(lǐng)域提供熱水,比如釀造發(fā)酵、產(chǎn)品烘干、生產(chǎn)預(yù)熱、采暖等。
從太陽能應(yīng)用看,太陽能與建筑一體化技術(shù)日益完善,主被動(dòng)太陽房、太陽能制冷等技術(shù)快速發(fā)展,已形成不同規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。中國開始大力發(fā)展分布式光伏,推動(dòng)分布式光伏與儲(chǔ)能微電網(wǎng)融合發(fā)展,鼓勵(lì)建設(shè)和發(fā)展與建筑一體的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。
二、光伏產(chǎn)業(yè)鏈的投資布局
中國光伏產(chǎn)業(yè)早期得益于海外市場(chǎng),國內(nèi)光伏市場(chǎng)從2013年進(jìn)入快速發(fā)展階段,經(jīng)歷了固定標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)時(shí)期、競(jìng)價(jià)時(shí)期到平價(jià)時(shí)代。2018年以后,在光伏裝機(jī)成本不斷下降的過程中,補(bǔ)貼政策加速退坡,光伏產(chǎn)業(yè)鏈盈利構(gòu)成要素從“政策+資本+技術(shù)”向“資本+技術(shù)”轉(zhuǎn)變,技術(shù)的主導(dǎo)作用越來越凸顯。以PERC技術(shù)為例,2017年P(guān)ERC電池技術(shù)市場(chǎng)滲透率只有15%,2018年提升到33%,2019年進(jìn)一步提升至65%,使得光伏電池的性價(jià)比大幅提升。
1、光伏主要技術(shù)路線發(fā)展情況
太陽能光伏主要包括晶體硅電池和薄膜電池兩類技術(shù)路線,目前中國晶體硅電池占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額,占比接近90%;薄膜電池為近幾年發(fā)展起來的技術(shù),市場(chǎng)占比較小,但發(fā)展勢(shì)頭較好,未來市場(chǎng)前景巨大。
晶體硅電池分為多晶硅和單晶硅兩種類型,單晶硅和多晶硅各有優(yōu)勢(shì),多晶硅片優(yōu)勢(shì)在于鑄錠工藝更加簡(jiǎn)單,單次投入硅料較多,并且對(duì)硅料本身要求相對(duì)較低,這樣導(dǎo)致多晶硅片生產(chǎn)成本更低。而單晶硅片優(yōu)勢(shì)在于其在晶片表面缺陷少、雜質(zhì)少,其光電轉(zhuǎn)換效率較多晶硅更高。
單晶硅和多晶硅曾相繼占據(jù)主導(dǎo)地位,2011-2015年單晶市場(chǎng)份額僅占30%左右,后來由于單晶金剛線切割技術(shù)的應(yīng)用,單晶迅速與多晶成本差距縮小,使得其占比持續(xù)快速提升。近年來隨著PERC電池技術(shù)的普及應(yīng)用,加速了單晶產(chǎn)品市場(chǎng)滲透率的提升,單晶占比從2017年的24.5%提升至2018年的45%,2019年單晶市場(chǎng)占有率達(dá)到65%,將逐步完成對(duì)多晶硅的替代。
選擇性發(fā)射極(SE)、高性能導(dǎo)電漿料、高阻密柵、先進(jìn)陷光、高質(zhì)量硅片和MBB技術(shù)等的應(yīng)用,推動(dòng)了PERC電池效率的持續(xù)提升。2020年5月,工信部發(fā)布光伏行業(yè)規(guī)范,要求新建單晶電池效率不低于23%。目前,HIT電池(晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽電池)技術(shù),以及182和210大尺寸硅片電池技術(shù),成為是高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽能電池的熱點(diǎn)方向。
2、光伏產(chǎn)業(yè)鏈龍頭主要集中于中國
中國是全球第一大光伏組件生產(chǎn)國,海外市場(chǎng)占有率達(dá)到70%左右。全球晶體硅電池核心產(chǎn)業(yè)鏈集聚趨勢(shì)明顯,前5家企業(yè)市場(chǎng)占比不斷提升,中國已形成絕對(duì)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈。2019年中國硅料、硅片、電池和組件產(chǎn)量分別達(dá)到34.3萬噸、135GW、110GW和100GW,全球占比分別達(dá)到66.9%、97.8%、82.7%、76.9%。
從晶體硅電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的盈利能力看,硅料環(huán)節(jié)的毛利率下降,光伏電池環(huán)節(jié)的毛利率有所下降,光伏組件環(huán)節(jié)的毛利率上升明顯。受益于此組件環(huán)節(jié)利潤(rùn)分配占比大幅提升,2019年光伏組件獲得了產(chǎn)業(yè)鏈42%的毛利潤(rùn)。
近年來,得益于光伏需求增長(zhǎng)的推動(dòng),中國企業(yè)持續(xù)加大組件環(huán)節(jié)的投資和技術(shù)革新,生產(chǎn)成本持續(xù)下降,自動(dòng)化、數(shù)字化程度不斷提升。據(jù)中國光伏協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019年,全國組件產(chǎn)量達(dá)到93GW,前10家企業(yè)產(chǎn)量占總產(chǎn)量的62.3%,集中度進(jìn)一步提高。
除了光伏組件,光伏產(chǎn)業(yè)鏈還包括逆變器、變壓器、電纜等配套設(shè)備,以及光伏工程EPC企業(yè)、運(yùn)營商等。光伏逆變器為主要光伏配套部件,從技術(shù)上分為集中式逆變器、組串式逆變器和微型逆變器三種。隨著組串式逆變器在集中電站和分布式領(lǐng)域的快速滲透,成為市場(chǎng)大勢(shì)所趨,基本所有國內(nèi)廠商都布局組串式。2019年中國組串式逆變器占比60.2%,預(yù)計(jì)未來將提升至75%以上。
3、光伏設(shè)備企業(yè)保持快速發(fā)展
近年來,受國內(nèi)政策調(diào)整的影響,國內(nèi)光伏市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩,但由于單晶硅硅棒/硅片企業(yè)的大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn),PERC電池生產(chǎn)線的技術(shù)改造、新建生產(chǎn)線及組件端的相應(yīng)擴(kuò)產(chǎn),光伏設(shè)備制造企業(yè)的銷售收入不降反增。2019年,全球光伏設(shè)備產(chǎn)業(yè)的銷售收入增至50億美元,同比增長(zhǎng)4.2%;中國光伏設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到250億元,同比增長(zhǎng)13.6%,占全球市場(chǎng)規(guī)模的71.4%。
中國光伏設(shè)備行業(yè)已基本具備太陽能電池制造設(shè)備的整線裝備能力,包括從硅材料生產(chǎn)、硅材料加工、硅片加工到太陽能電池芯片的生產(chǎn)以及相應(yīng)的純水制備、環(huán)保處理、凈化工程的建設(shè)。主要企業(yè)有捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、晶盛機(jī)電、上機(jī)數(shù)控、先導(dǎo)智能、帝爾激光、羅博科特、京山輕機(jī)、金辰股份等。光伏技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)光伏設(shè)備的更新?lián)Q代,目前捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、金辰股份等企業(yè)已轉(zhuǎn)向HIT電池設(shè)備研發(fā)。
三、未來可期的光伏應(yīng)用場(chǎng)景
2020年全球光伏新增裝機(jī)容量達(dá)到134GWdc,較2019年同比增長(zhǎng)22%,截止2020年底,全球累計(jì)光伏裝機(jī)760.4GW。自2013年以來,中國每年新增光伏裝機(jī)容量連續(xù)穩(wěn)居全球第一,截止2020年底,中國累計(jì)光伏裝機(jī)48.2GW。
在國內(nèi),光伏的應(yīng)用還集中在傳統(tǒng)的光伏電站,分布式光伏的支持政策力度不斷加大。展望未來,適應(yīng)于各種需求和應(yīng)用場(chǎng)景的光伏產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn),除大型并網(wǎng)光伏電站和分布式光伏外,與建筑相結(jié)合的光伏建筑一體化前景廣闊,光伏+儲(chǔ)能、光伏+制氫、光伏+海水淡化、光伏+電動(dòng)汽車等融合應(yīng)用前景都值得期待。
1、光伏建筑一體化市場(chǎng)巨大
光伏建筑一體化(BIPV)是光伏建筑的終極演化形態(tài)?,F(xiàn)有的戶用光伏電站大多還屬于BAPV,即在已有的傳統(tǒng)建筑上加裝光伏設(shè)備,將太陽能板安裝在現(xiàn)有建筑的屋頂仍存在建設(shè)成本高、不美觀等多重因素。隨著光伏轉(zhuǎn)化效率的提升和成本的快速降低,光伏建筑一體化開始受到重視和推廣。
在碳達(dá)峰、碳中和的背景下,光伏建筑一體化將成為各個(gè)企業(yè)、園區(qū)、城市實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的基本要件,世界各國紛紛出臺(tái)相關(guān)政策支持綠色建筑、近零能耗建筑,光伏建筑一體化產(chǎn)品將迎來市場(chǎng)爆發(fā)期。目前中國每年有約40億平米的建筑竣工面積,其中5%使用BIPV產(chǎn)品即可達(dá)到近20GW的裝機(jī)容量。
國內(nèi)光伏龍頭企業(yè)隆基股份已發(fā)布首款裝配式BIPV產(chǎn)品“隆頂”,主要面向工商業(yè)屋頂用戶,定位于裝配式BIPV產(chǎn)品。隆基股份在無錫連城凱克斯實(shí)施的BIPV光伏發(fā)電項(xiàng)目,裝機(jī)容量為1600kW,每年可生產(chǎn)清潔電力超160萬度,不僅能為企業(yè)綠色低碳發(fā)展提供強(qiáng)勁動(dòng)力,同時(shí)還能夠減少碳排約1600噸。
2、“光伏+”應(yīng)用場(chǎng)景的市場(chǎng)拓展
“十四五”期間,中國將推動(dòng)一期示范項(xiàng)目建設(shè),促進(jìn)光伏+儲(chǔ)能、光伏+治沙、光伏+制氫、光伏+海水淡化、光伏+充電樁等新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的成熟,促進(jìn)光伏發(fā)電多點(diǎn)開花。
光伏+儲(chǔ)能:光伏+儲(chǔ)能是整個(gè)電力探索的主線,通過光伏電站加儲(chǔ)能電站,可以使光伏發(fā)電供電質(zhì)量得到進(jìn)一步提升,更多地替代電力系統(tǒng)中價(jià)值更高的電力部分。2030年光伏和儲(chǔ)能有望達(dá)到電網(wǎng)平價(jià)的水平,其中分布式光伏最早有望在2022年或2023實(shí)現(xiàn)平價(jià)。
光伏+戶用:目前,山東、陜西、福建、廣東、江西等地已開展戶用光伏試點(diǎn)工作,未來戶用光伏會(huì)從簡(jiǎn)單的能源消費(fèi)者向能源產(chǎn)消者轉(zhuǎn)變,結(jié)合戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車充電樁等,戶用也可以實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立。
光伏+制氫:光伏制氫是光伏未來大規(guī)模發(fā)展的一個(gè)出路,可直接把光伏直流電通過DC/DC轉(zhuǎn)換直接制氫,特別是光伏電站可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)制氫,可以擺脫電力消納和送出的限制,在日照很好但電網(wǎng)條件有限的地區(qū)制氫。
國內(nèi)光伏龍頭企業(yè)陽光電源2019年成立氫能事業(yè)部,在陽光產(chǎn)業(yè)園建設(shè)一個(gè)多模式制氫系統(tǒng)示范基地,包括647.28KW光伏系統(tǒng)、230KWh儲(chǔ)能系統(tǒng)、1套100Nm3/h制氫裝置和50KW氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
原標(biāo)題:碳中和|太陽能產(chǎn)業(yè)成為未來數(shù)十年的風(fēng)口