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能源環(huán)境新聞

行研報(bào)告 | 光伏行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈研究(上篇)

星之球科技 來源:零度資本2021-07-22 我要評論(0 )   

在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場需求驅(qū)動的雙重作用下,全國光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計(jì),2019年中國光伏新增裝機(jī)30.11GW,占當(dāng)年全球光伏新增裝機(jī)26%;年發(fā)電...

在產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)和市場需求驅(qū)動的雙重作用下,全國光伏產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。

根據(jù)國家能源局的統(tǒng)計(jì),2019年中國光伏新增裝機(jī)30.11GW,占當(dāng)年全球光伏新增裝機(jī)26%;年發(fā)電量2243億kWh,占所有發(fā)電方式供應(yīng)電力的3%;截止2019年底,累計(jì)裝機(jī)204.3GW,占全球累計(jì)光伏裝機(jī)的33%,占所有發(fā)電方式累計(jì)裝機(jī)的10%。2020年,光伏新增裝機(jī)48.2GW 創(chuàng)近三年新高。

(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降和新興市場拉動等有利因素的推動下,全球光伏市場仍將保持增長。短期內(nèi),我國在未建成競價(jià)項(xiàng)目、特高壓項(xiàng)目,加上新增競價(jià)項(xiàng)目、平價(jià)項(xiàng)目等拉動下,預(yù)計(jì)國內(nèi)新增光伏市場將恢復(fù)性增長。根據(jù)CPIA的數(shù)據(jù),2025年之前全球保持130-200GW的新增裝機(jī)量,我國將保持35-80GW的年新增裝機(jī)量。

2011-2019年全球光伏年度新增裝機(jī)規(guī)模及2020-2025年新增規(guī)模預(yù)測(GW)( 來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

2011-2019年國內(nèi)光伏年度新增裝機(jī)規(guī)模及2020-2025年新增規(guī)模預(yù)測(GW)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

根據(jù)國家發(fā)改能源所的預(yù)測,到2050年光伏將成為國內(nèi)第一大電源,總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到5000GW,占全國總裝機(jī)的59%,全年發(fā)電量約為6萬億千瓦時(shí),占當(dāng)年全社會用電量的39%。

一、我國光伏行業(yè)的四大發(fā)展階段

光伏發(fā)電最先在電價(jià)較高的歐美國家興起并發(fā)展,我國的爆發(fā)式發(fā)展起于2010年完善的光伏補(bǔ)貼政策發(fā)布之后,目前正從標(biāo)桿電價(jià)時(shí)代向平價(jià)時(shí)代過渡。

我國光伏新增裝機(jī)容量(GW)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

第一階段:2009年之前

中國光伏行業(yè)主要為電池和組件的加工出口,每年自身新增裝機(jī)規(guī)模小,在全國全部發(fā)電源裝機(jī)中占比更是小于1%。

第二階段:2010-2012年

由于金太陽示范工程政策的刺激,國內(nèi)光伏發(fā)電行業(yè)開始步入市場化的進(jìn)程,提升速度飛快,2012年新增裝機(jī)容量就較2010年增加了7倍。

第三階段:2013-2017年

由于光伏標(biāo)桿電價(jià)補(bǔ)貼政策的支持,國內(nèi)光伏每年新增裝機(jī)容量大幅度提升,年均增速超過40%。中國每年光伏新增裝機(jī)2013年起連續(xù)保持全球第一;光伏累計(jì)裝機(jī)在全部發(fā)電源裝機(jī)中占比從2013年的1.26%升至2017年的7.33%;光伏發(fā)電量在全部發(fā)電源中占比從2013年的0.16%提升到2017年的1.49%。

第四階段:2018年-至今

2018年531新政(限規(guī)模、限指標(biāo)、降補(bǔ)貼)后,光伏市場新增裝機(jī)迅速萎縮,光伏補(bǔ)貼逐漸退出市場,平價(jià)上網(wǎng)已經(jīng)成為市場趨勢。


二、 光伏產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成

光伏主原料鏈上游包括原料高純度多晶硅材料的生產(chǎn),單晶硅和多晶硅的制造,硅片的生產(chǎn);中游包括光伏電池,光伏組件環(huán)節(jié);下游是光伏發(fā)電的應(yīng)用端,包括光伏電站和分布式發(fā)電。

光伏主原料鏈 (來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

光伏行業(yè)屬于產(chǎn)業(yè)集中度較高的行業(yè),主原料鏈中產(chǎn)量產(chǎn)能位前列的企業(yè)上市公司較多,且多覆蓋上、中、下游多個環(huán)節(jié)。

光伏主原料鏈企業(yè)(業(yè)務(wù)鏈條)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

光伏主原料鏈企業(yè)(2018-2019年收入)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

光伏主原料鏈企業(yè)(2019年毛利率、凈利率) (來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

光伏子產(chǎn)業(yè)鏈涉及諸多輔料、系統(tǒng)部件、設(shè)備等,其中輔料和系統(tǒng)部件中成本較高的包括金剛線、銀漿、鋁漿、玻璃、背板、膠膜、逆變器等,設(shè)備種類繁多且處于不斷革新。

光伏子產(chǎn)業(yè)鏈(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

三、 光伏主原料鏈發(fā)展情況

上游-多晶硅料

多晶硅分為冶金級、太陽能級、電子級。太陽能級原生多晶硅料要求純度在 6 個“9”以上,電子級要求更高8個9以上(超高純9-11個9)。依據(jù)硅料的結(jié)構(gòu)、表面致密程度和表面質(zhì)量可將太陽能級多晶硅料分為致密料、菜花料、珊瑚料和顆粒料等。

多晶硅料按純度分類(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

一般企業(yè)如果沒有技術(shù)積累,很難生產(chǎn)出滿足質(zhì)量要求的多晶硅產(chǎn)品。影響硅料生產(chǎn)品質(zhì)的主要因素包括三方面:一是原料的純度和質(zhì)量、二是設(shè)備潔凈度(比如油污、粉塵等的摻入會影響硅料晶型)、三是工藝方法(反應(yīng)物的配比、溫度控制等)。

2009-2015年期間多晶硅行業(yè)競爭以技術(shù)為主導(dǎo),而隨著技術(shù)進(jìn)步與公開、裝備大型化、單位投資大幅降低,成本因素尤其是能耗成本成為當(dāng)前行業(yè)的重要影響因素。

目前國內(nèi)領(lǐng)先的多晶硅生產(chǎn)企業(yè),成本、技術(shù)等方面已達(dá)到或接近國際領(lǐng)先水平。

(1)生產(chǎn)技術(shù)工藝

當(dāng)前多晶硅生產(chǎn)的工藝主要有改良西門子法(Siemens)、硅烷流化床法(FBR),產(chǎn)品形態(tài)分別對應(yīng)棒狀硅和顆粒硅。

改良西門子法為目前的主流方法,2019年在我國占 97%的市場份額。目前改良西門子法多晶硅生產(chǎn)的能耗、物耗和成本雖處在下降通道中,但下降幅度變小。根據(jù) ITRPV 的預(yù)計(jì),因硅烷流化床法在成本控制上的潛力,未來將逐步取代改良西門子法的份額。

改良西門子法生產(chǎn)工藝流程:主要包括三氯氫硅(TCS)合成、三氯氫硅提純、三氯氫硅還原三步(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

某代表企業(yè)采用改良西門子法的能源消耗情況(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

硅烷流化床法在原理上有很大的降低成本的潛力,它的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率比較高,有利于減少循環(huán)次數(shù);該方法是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程,而改良西門子法是一個非連續(xù)的生產(chǎn)過程,前者能夠降低能耗(流化床電耗僅為西門子法的10%-20%)。

目前硅烷流化床法在生產(chǎn)穩(wěn)定性、一致性、規(guī)?;爱a(chǎn)品質(zhì)量上尚存在一定問題,目前僅有少數(shù)企業(yè)如REC、保利協(xié)鑫已建立硅烷流化床法生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

硅烷流化床法生產(chǎn)工藝流程:一是制成三氯氫硅(以四氯化硅、氫氣、冶金硅和氯化氫為原料),二是將三氯氫硅制成硅烷,三是將硅烷氣體放入流化床反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行分解,得到多晶硅(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

(2)生產(chǎn)成本構(gòu)成

從硅料環(huán)節(jié)成本構(gòu)成看,電費(fèi)占比位于成本構(gòu)成中第一位,例如國外產(chǎn)能成本高于國內(nèi)的核心就在于電費(fèi)。

降低電力成本的方式,包括兩類,一是在電價(jià)較低的地區(qū)建廠(新疆、內(nèi)蒙古等),也是過去幾年成本下降的核心路徑,二是通過降低單位產(chǎn)出的電耗(還原爐大型化,提升單爐產(chǎn)量)。

2019年硅料環(huán)節(jié)成本結(jié)構(gòu)圖(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

(3)全球及我國產(chǎn)能及產(chǎn)量

全球和國內(nèi)多晶硅產(chǎn)量逐年提升,大型廠商產(chǎn)能利用率較高,根據(jù)CPIA預(yù)測,2020年我國多晶硅產(chǎn)量將提升至39萬噸。

2019年全球多晶硅有效產(chǎn)能為67.5萬噸,同比增長7.5%;全球多晶硅產(chǎn)量50.8萬噸,同比增長13.9%,我國產(chǎn)量占比67%。其中,太陽能級塊狀硅約為45.8萬噸在多晶硅總產(chǎn)量中的占比為90.1%。

全球歷年多晶硅產(chǎn)量及構(gòu)成(萬噸)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

我國歷年多晶硅產(chǎn)量變化(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

2019年我國多晶硅制造產(chǎn)能利用率(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

(4)主要廠商和競爭格局

多晶硅產(chǎn)業(yè)的規(guī)模相對集中,2019年全球前10家企業(yè)產(chǎn)量累計(jì)占比達(dá)83.5%,我國有7家企業(yè)進(jìn)入前10。國內(nèi)一線大廠積極擴(kuò)張,海外產(chǎn)能和國內(nèi)高成本產(chǎn)能陸續(xù)退出。

全球前10多晶硅企業(yè)產(chǎn)能及產(chǎn)量(按2019年產(chǎn)量排名)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

我國前20多晶硅企業(yè)產(chǎn)能及產(chǎn)量(按2019年產(chǎn)量排名)(來源:中國光伏行業(yè)協(xié)會)

到2019年底中國多晶硅產(chǎn)能主要集中在新疆、內(nèi)蒙、江蘇、四川等地區(qū),產(chǎn)能集中度達(dá)到88.7%,隨著國內(nèi)多晶硅骨干企業(yè)產(chǎn)能逐漸向資源優(yōu)勢地區(qū)轉(zhuǎn)移,新疆、內(nèi)蒙、四川地區(qū)多晶硅產(chǎn)能的規(guī)模優(yōu)勢將更加凸顯,預(yù)期未來三大地區(qū)的產(chǎn)能超過國內(nèi)多晶硅總產(chǎn)能的80%,多晶硅產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)向資源優(yōu)勢地區(qū)集中。(未完待續(xù))


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