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2019光伏产业链分析

作者:admin发布时间:2020-11-27 03:04

  规模效应带来非硅成本下降。根据单晶龙头隆基股份为例,随着单炉硅料投料的提升,其单晶拉棒成本也快速下降。单炉投料在110kg的情况下,硅棒成本(不含硅料)为83元/kg。而在单炉投料提升至270kg的情况下,整体成本下降至43元/kg,规模效应显著。这主要是由于作为重资产行业,在产能提升下,单炉成本得到有效摊薄。当然多晶硅锭的单炉量大,规模效应相对较弱。龙头厂商通过技改扩产,实现规模效应,并且平抑市场波动,使得非硅成本持续下降。

  电池片及组件工艺改进实现降本。光伏制造业技术迭代较快,而下游电池片以及组件封装新技术不断涌现,带来转化效率提升,摊低光伏整体成本。这些技术主要包括PERC、SE、MBB(多主栅)、半片、叠瓦、双面等。

  双面组件可吸收被环境反射的太阳光,从而对组件的光电流和效率产生贡献,双面技术已在第三批领跑者中获得应用。双面玻璃组件具有使用寿命长(一般30年),发电衰退率低(0.5%),抗腐蚀及其他恶劣环境,可接受更高电压并且透光率更高,有效提高生命周期发电量。而半片、多主栅以及叠瓦技术,也对电池片功率提升有极大的增强作用。

  从目前看,光伏的技术路线主要分为两种,单晶路线及多晶路线。所谓单晶与多晶路线,主要是指光伏硅片采用单晶材质还是多晶材质。由于硅片在光伏产业链制造环节中处于最前端,因此,选择技术路线也直接影响到后续整个产业链工艺的选择。

  单多晶技术差异主要源自硅片环节。因此,在硅片环节两技术工艺成本则基本决定了最终组件产成品的成本。而硅片行业是典型的重资产制造业,设备资本开支相对较大,而两种工艺所采购设备的截然不同,使得硅片企业一旦选择某种工艺路线,后续经营路线较难调整。

  

  直观上看,单多晶各具优势。多晶硅片优势在于铸锭工艺更加简单,单次投入硅料较多,并且对硅料本身要求相对较低,这样导致多晶硅片生产成本更低,这种低成本优势则一直传导至终端产品。而单晶硅片优势在于其在晶片表面缺陷少、杂质少,因此其光电转换效率较多晶硅更高。两者各具明显优势。

  硅片制造分为长晶和切割两个过程。长晶是指硅片生产企业在特定环境下,使得硅料生长成硅晶体的过程。单晶硅与多晶硅的最大区别在于其长晶过程中,单晶硅采用西门子法直拉进行单晶硅棒生产,其原子排列有序。而多晶硅则是相对简单的硅料铸锭,内部原子结构没有变化(仍为无序排列)。

  长晶成本差异大,直接决定单多晶技术路线成本,成本优势是多晶赖以存在的基础。根据Solarzoom的最新数据,单晶拉棒后每千克附加成本(不考虑硅料本身)为44元,多晶铸锭后每千克附加成本为21元。单晶的拉棒环节成本是多晶的一倍以上。

  单晶主要高于多晶的成本在于坩埚、石墨热场以及电力。这主要是由于单晶的单炉产出量相对较小。目前,多晶硅单炉产出为1200kg,热能、电能等利用效率较高,而单晶硅单炉产出仅为270kg。例如石英坩埚的使用一般是每炉更换一套,虽然单晶单炉用量仅为多晶一半,但其单炉产出更低,因此其耗费坩埚量也更大。

  单多晶硅片对硅料品质要求存在差异,相应硅料价格反映至成本端。单晶硅片对硅料要求相对较高,通常采用价格较高的致密料,而多晶则采用质量稍差但价格更低的菜花料。并且两者的供需结构和成本价格均有较大程度的差异。

  致密料国内产能仍有缺口,部分依赖进口。单晶硅采用的致密料技术壁垒相对较高,国内硅料质量相对较差。过去几年,硅致密料较为依赖进口,进口额度占比在60%以上。虽然19年以来我国硅料产能快速提升,但是在致密料领域,未来仍部分依赖进口,预计进口份额仍在15%左右。目前,国内致密料不合格率较高,国内能大量供应致密料的供应商主要有四家,永祥硅业(通威子公司)、大全新能源、新特能源(特变电工)及协鑫。

  2019年,国内致密料产能确实有较大幅度提升,但依然无法满足单晶硅片下游景气的需求。仍然需要海外进口。按照全球单晶硅光伏新增装机量55GW以及单片电池片发电5.3W的中性预测进行测算,2019年需致密料17.34万吨。而从国内能够满足单晶生产的硅致密料产能来看,各厂扩产按照相应计划乐观估计,约在15万吨左右,并且未考虑良率提升以及硅料利用率问题。因此,国内致密料仍需部分依赖进口,拉动致密料整体价格处于相对高位,且支撑力强。

  致密料价格相对而言支撑力度更强。自2018年二月以来,由于我国硅料扩产潮,硅致密料与菜花料价格出现较大幅度下跌。而从下跌幅度来看,致密料的支撑力相对更强,并且与菜花料拉开了较大幅度的价差。目前,致密料价格仍在70元/kg以上,而菜花料已经降至60元/kg水平线上,接近硅料企业成本。因此多晶技术路线在硅料部分的成本较单晶技术路线更低,成为多晶的优势所在。

  多晶金刚线切片普及后,单晶切割成本仍略优于多晶。2014年,单晶掀起金刚线革命,在新技术下,单晶切割效率大幅提升,切割成本快速下降,这也为未来单晶份额占比提升奠定了基础。随后,金刚线切割技术开始在多晶领域采用,也带动多晶切割效率大幅提升。但由于多晶硅锭硬质点较多,切片的断线率、切割速度都比单晶要差,因此多晶切片成本仍高于单晶。单晶在切片领域占据优势。

  单晶电池片光电转换效率更高,是单晶的主要优势所在。由于单晶硅片的位错密度更低,单晶电池的能量转换效率较多晶具备一定优势。根据相关数据,单晶与多晶在转换效率方面近年来持续提升,但是普通P型单晶电池较P型多晶电池的转换效率始终多1.2-1.4个百分点。近年来随着PERC等高效技术的应用,单晶产品则有更高的转换效率。

  技术更迭带来成本优化及效率提升是单多晶技术路线的核心竞争点。回望历史,单晶与多晶互有胜负,在特定时期也各占上风。这主要是由于各自技术路线优化带来的特定时期内相对更优的性价比决定的。1950至1980年,光伏市场仅有单晶电池产品。1980年后,多晶电池凭借低成本的经济效益,份额逐渐提升。至2011-2015年,单晶节节败退,份额仅占30%左右。后来由于单晶金刚线切割技术的应用,单晶迅速与多晶成本差距缩小,并且高转换效率使得其占比持续快速提升。

  从单瓦成本来看,单晶性价比快速追赶,但仍略低于多晶。根据最新调研数据进行,普通P型单晶硅片单瓦成本降至0.9元-1元区间,直追多晶单瓦成本,但与多晶仍然相差不到0.1元/W。在单晶成本劣势逐步缩窄的背景下,单晶电池在PERC、双面电池等领域技术突破更快,因此逐渐得到下游电站的青睐,其份额也得到进一步提升。2019年,假设硅致密料均价维持在76元,单晶电池转换效率平均达到21%,那么单晶硅片单瓦成本能够降至0.87元。

  硅片产能虽过剩,但龙头公司依然大举扩张。光伏产业总体处于产能过剩状态,而硅片环节相较上游硅料以及下游电池片过剩更为严重。从2018年上半年产能利用率来看,硅料及电池片保持在80%以上,而硅片整体产能利用率仅有75%。然而,尽管行业面临过剩,但是由于光伏行业本身技术更新迭代较快,因此新产能较旧产能的生产成本具有明显优势,因此近年来硅片产能仍在大幅扩张。尤其是单晶硅产能,由于下游需求量大幅增加,2018年其产能从46GW大幅提升至73GW,增长60%。当然增量主要来自于龙头企业隆基、中环等。

  硅片市场的主要供应商分为两大类:一类是垂直一体化厂商(晶科、晶澳、天合),这些企业的优势在于其能够内部消化部分产能,在下游需求不景气的情况下能够优先采用自身生产产品,有效抵御波动。而另一类则是第三方厂商,例如隆基、中环、协鑫等企业,这些企业产能相对更大,主要满足其他一体化厂商以及其他电池厂的硅片需求。当然,随着企业向下游延伸,也均在电池片、组件等领域有所布局,但是硅片产能远高于自身需求,主要依靠外部客户采购。

  单晶份额相对集中,多晶协鑫一家独大。由于此前多晶技术主导光伏市场,且多晶本身进入壁垒低,因此多晶参与者较多,除协鑫一家独大外,多晶硅片生产商相对较为分散,前五名份额相加不到50%。而单晶由于此前一度地位边缘化,因此参与者少,集中度高。其中2017年隆基与中环份额合计达到55.9%。多晶硅片市场竞争激烈。

  多晶竞争趋于残酷,单晶寡头盈利能力趋近。由于多晶本身性价比优势逐渐被单晶接近,其未来部分份额将被单晶替代,并且多晶硅片竞争格局相对较为激烈,因此未来整体竞争将更为激烈。除龙头具备规模优势外,若能够从技术工艺上对多晶硅片做出巨大革新,那么其市场份额将快速提升。而单晶硅片竞争则相对缓和。此前由于隆基率先采用金刚线工艺,成本快速下降,而其毛利率也有大幅提升,与行业第二中环也拉开差距。但随着竞争对手相关技术的追赶,目前产品品质逐渐趋同,因此毛利率整体也逐渐接近。

  光伏电池片属于光伏产业链中游,该环节是将硅片进行加工处理得到具有发电能力的电池产品。对于电池片而言,产品发电能力和成本时企业竞争的重中之重。而电池片单瓦成本则是衡量电池片本身性价比的主要途径。

  电池片产业工艺技术标准化程度高,壁垒低,同质化高。晶硅电池主要经过清洗、制绒、热扩散、去磷硅玻璃、刻蚀去边、PECVD镀减反射膜、丝网印刷电极和烧结等八个过程。而由于这些流程工艺在较早时期即已经基本固定成型,并且近年来并无较大变化,因此整体来看,电池片厂产品同质化高,并且主要依靠设备资本开支,进入壁垒也相对较低。因此,在整个光伏产业链中,电池片毛利率处于较低水平。

  竞争格局分散,但盈利能力开始出现明显分化。电池片厂由于其技术资金壁垒低的原因,厂商参与者较多,并且份额较为分散,市场份额排名第一的韩华也仅占市场份额的6.2%。CR10仅43.9%。因此在这种分散的竞争格局下,其对上下游的议价能力也相对较弱,这也反映在其毛利率相对较低的情况上。而从近年来的情况看,龙头厂商毛利率与中小企业的盈利能力有着明显分化态势。这主要是由于电池片本身近年来更新迭代逐渐加速,龙头公司在新技术的研发和跟进上更具优势,导致行业内的差距越来越大。

  未来,随着硅成本下降濒临极限,电池片技改变得尤为重要,也是行业未来主要发展趋势。2017年,PERC横空出世,使得电池片效率出现较大幅度提升改良,并且相比于传统生产方式,仅增加了氧化铝背钝化以及激光开槽两个步骤,成本提升较小。这种技术也快速普及。未来包括“PERC+”以及HIT等技术将持续挖掘电池片的效率极限,而较快掌握相关技术工艺的企业,将获得较高的市场地位和竞争优势。

  根据《2019年光伏发电项目建设工作方案》以及《国家发展改革委关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》,2019年光伏总补贴量为30亿元。其中7.5亿元用于户用分布式光伏补贴,折合装机规模3.5GW。而22.5亿元的竞价补贴项目,假设按照项目平均年发电时间1100小时以及0.06元/kWh的补贴强度测算,那么竞价项目装机量为34GW。而由于竞价项目在明年6月30日前完成并网,因此假设今年全年装机比例为80%。预计2019年平价上网项目为4.61GW,光伏扶贫项目为5GW。由此,2019年,预计我国全年光伏装机量约为40.31GW。

  受国内531新政影响,光伏组件价格大幅下降,自531后,价格整体下降在30%以上。目前看,随着我国相关鼓励光伏平价上网政策出台,海外普遍认为这种下跌趋势已经接近尾声,因此海外市场在成本大幅下降的刺激下,装机需求大幅提升。整体来看,预计2019年,海外新增光伏装机量达到78GW。未来两年,全球光伏新增装机规模增速均能够保持在15%以上。

  欧洲地区在MIP到期取消后,光伏组件成本更低,并且固定电价转向招标竞价,带来欧洲光伏抢装需求。预计2019年新增装机量将大幅提升至18GW左右。

  美国在ITC下调的大背景下,刺激本土光伏抢装需求,预计2018年新增装机量12GW。

  印度用电缺口仍大,目前光伏已经是印度最便宜发电方式,印度也制定了100GW光伏装机目标。预计2018年新增装机量增长至13GW。

  短期看,在多国政策扶持以及成本显著下降的大背景下,海外竞价频出低价,并且整体价格已经接近当地最低发电侧平价上网电价,平价上网项目大幅上升,海外将出现光伏装机量快速提升,全球光伏产业景气度高。根据上述预测,未来两年全球光伏新增装机规模增速均能够保持在15%以上。而光伏产业链从硅片开始,国产化率均相对较高,因此国内光伏行业相关公司将充分受益。

  中长期看,若能实现大范围发电侧平价上网,那么光伏本身市场前景将非常广阔。目前国内光伏发电占总发电量仅为个位数,而其环保清洁以及取之不尽用之不竭的优势,将成为其替代传统火电的主要原因。光伏产品降本增效仍是发电侧平价上网能否实现的关键点。硅成本下降空间有限,且传导系数小导致降本不明显。降低非硅成本成为重中之重。例如提升光伏产品转换效率、规模效应带来成本下降等。未来随着平价上网持续推进,光伏对政策的依赖度逐渐下降,产业也逐步向市场化迈进。

  从目前来看,单晶产品转换效率持续提升,并且在PERC等技术的普及下,将转换效率提升到前所未有的高度,单晶占比也持续提升。而多晶在效率提升方面相对较慢,因此下游份额也在缩窄。当然,多晶未来将继续优化工艺技术,在黑硅、铸锭准单晶等领域持续革新,未来或将有所突破。

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