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光伏设备行业深度报告:光伏,未来10年10倍大赛道

返回列表 来源: 今日头条-未来智库 发布日期: 2021.10.17 浏览次数:

全球多国确立“碳中和”目标,助推光伏行业长期发展。2021 年距巴黎气候大 会过去将近 6 年,全球多国为践行减排承诺,促进绿色发展,相继提出“碳中 和”目标,清洁能源的推广与使用已成为全球共识。截至 2021 年 4 月,全球共 有 120 多个国家宣布 “碳中和”目标。

中国 2030 年“碳达峰”,2060 年“碳中和”。中国政府一直高度重视全球气 候变化问题,积极承担大国责任,出台措施大力发展清洁能源。2020 年下半年 以来,中国多次在各类会议上提及“碳达峰”“碳中和”等概念,显示了中国 政府节能减排,实现碳中和的决心。

目前世界能源消费仍以化石能源为主,清洁能源占比小。能源结构转型是“碳 中和”的必然要求。实现“碳中和”意味着以化石能源为主的能源格局走向终结,未来将迎来清洁能源时代。目前全球各主要经济体和碳排放大国均已提出 碳中和目标,其中大部分国家预计在 2050 年左右实现碳中和,意味着到本世纪 中叶非化石能源将成为能源消费的主力,电力绝大部分甚至全部来自于清洁能 源。

根据《BP 世界能源统计年鉴》,2018 年世界一次能源消费仍以煤炭、石油、天 然气等化石能源为主。在一次能源消费总量中,化石能源占比高达 84.7%,而 包括太阳能在内的其他可再生能源仅占能源消费总量的 4.05%,化石能源消费 量是太阳能、风能等清洁能源消费量的 20 倍以上。全球能源消费结构亟待优 化,清洁能源拥有广阔发展空间。



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国内能源消费结构也呈现类似特点。根据国家能源局统计数据,2019 年中国化 石能源消费量占一次能源消费量的比重为 84.7%,而清洁能源占比仅 15.3%。中 国作为世界上最大的发展中国家,经济体量大且增速快,一次能源消费量基数 大且增速大于世界总体水平,未来能源消费需求旺盛。而根据”碳达峰”目标,2030 年非化石能源将达到一次能源消费比重的 25%,从目前情况来看清洁 能源占比缺口巨大

“碳中和”成为全球共识,以化石能源为主的全球能源消费结构亟待转型,能 源格局重塑大势已定,清洁能源未来将会取代化石能源成为全球能源消费的主 体。未来以光伏为代表的新能源将成为能源消费结构的中坚力量,拥有长期发 展空间。

1.2. “平价时代”临近、综合优势显著,光伏有望成为“碳中和”主 力

光伏产业链各环节技术不断升级换代,光电转换效率迅速提升,“提质降本” 显著。光伏发展初期由于技术限制,投入成本高且光电转换效率低,导致度电 成本过高,发展受限。过去 10 年间,由于改良西门子法不断进步、大尺寸硅片 发展、电池技术更新、切割工艺进步,光伏产品生产成本不断下降、光电转换 效率大幅提升,在二者共同作用下度电成本显著下降,光伏正在迈入“平价时 代”。

根据国际可再生能源署(IRENA)发布的《可再生能源发电成本 2019》,2010- 2020 年全球太阳能容量从 40GW 增加到 760GW,增长了 19 倍,成本下降了 85%,远高于风电成本降幅;从国内情况来看,光伏发电“平价上网”项目迅速 增长,2020 年全国有 19 省超过 33GW 光伏发电量纳入平价项目,较 2019 年的 14.8GW 有大幅度增长。



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全球减碳共识下,清洁能源发展空间广阔,而光伏在各类清洁能源中综合优势 明显,有望成为“碳中和”主力。过去制约光伏发电大范围推广的主要因素是 度电成本过高,伴随着光伏发电“平价上网”的逐步实现,过去 10 年光伏度电 成本从 2010 年的 2.47 元/度、下降至 2020 年的 0.37 元/度,下降幅度高达 85%,成本制约因素逐步消失。光伏具有能量密度大、安全系数高、生态友好等 特点,在综合考虑成本、安全性、生态影响、发电效率等因素后,相较于水 电、核电等非化石能源,光伏比较优势明显,将成为未来清洁能源发展的中坚 力量,未来几年光伏及光伏设备行业有望获得“井喷式”发展。

1.3. 2020-2030 年:光伏需求 10 年 10 倍大赛道,需重视投资机会

度电成本不断下降、综合优势明显,加之全球能源政策利好,光伏发电量和渗 透率在过去十年间增长迅猛,新增装机量年年攀升。从总量来看,全球光伏发 电量占发电总量的比例从 2013 年的 1%上升到 2019 年的 3%,新增光伏装机 2010 年至 2020 年 10 年间增长超过 3 倍;中国光伏发电量在 2010-2020 年更是 实现了从无到有再到世界领先的飞跃,新增光伏装机 2010 年至 2020 年 10 年间 增长将近 20 倍。



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从结构来看,分布式光伏系统“异军突起”。 长期以来光伏发电项目以集中式 为主,虽然分布式光伏占比有提升趋势,但集中式光伏系统一直以来占据主导 地位。2021 年一季度装机量首次超过集中式系统,叠加 7 月份国家能源局整县 分布式光伏试点政策出台,未来分布式光伏有可能迎来一轮发展热潮。

伴随未来光伏价格和成本的持续下降,光伏装机需求有望持续加速增长。大家 测算了 2030 年中国和全球光伏新增装机需求,预计 2030 年中国光伏新增装机 需求达 416-537GW,CAGR 达 24%-26%;全球新增装机需求达 1246-1491GW, CAGR 达 25%-27%。光伏装机需求未来十年迎来十倍增长,拥有巨大的市场空 间,需重视光伏赛道带来的巨大增长机会。

2. 主产业链:聚焦格局好的硅料、硅片;组件地位提升

2.1. 硅料:供需紧张,行业集中度高;关注颗粒硅获重大进展

光伏主产业链盈利能力自上游向下游依次递减,硅料位于光伏价值链顶端。光 伏主产业链总体可以分为硅料环节、硅片环节、电池片环节和光伏组件环节, 其中,硅料制备环节是光伏产业链的起点,这一环节主要是将工业硅提纯为太 阳能级多晶硅料,技术壁垒较高。硅料的成本和供给量直接决定着光伏产业链 后续环节产品的成本和供给情况,在整个光伏产业链中具有较强话语权。



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全球硅料产能集中于中国,中国企业已掌握核心技术。2015 年中国多晶硅产量 已达到全球总产量的一半,彻底改变了过去太阳能级硅材料受制于人的局面。 2020 年中国多晶硅产能约 42 万吨,产量 39.2 万吨,分别占全球的 75%和 76%,已成为世界多晶硅的主要生产国。

光伏新增装机需求量大,上游多晶硅需求旺盛,预期将处于紧平衡状态。全球 能源结构转型达成共识,光伏成本显著下降、比较优势明显,未来光伏装机需 求巨大。根据 CPIA 的预测,2021 年全球光伏新增装机需求将达到 150-170GW, 在假设单瓦硅耗为 3g,容配比为 1.2 的情况下,2021 年硅料需求为约 54-61.2 万吨,而 2021 年全球主要多晶硅企业产量预计约为 58.2 万吨,供需处于紧平 衡状态。

硅片扩产快于硅料扩产,硅料价格持续高企,龙头企业大部分产能被硅片企业 长单锁定。硅料环节技术壁垒高、扩产周期长,叠加去年年底光伏抢装潮影 响,硅料库存低,供给有限。而需求端硅片环节大幅扩产,据不完全统计,预 计 2021 年行业前 6 名硅片厂家总产能将达到 314GW 以上,远超硅料产能可供给 范围。

供需失衡推动硅料价格持续上涨,据 PVInforlink 报价统计,自 2020 年 12 月 至 2021 年 6 月,硅料价格累计涨幅超 150%,硅料行业单万吨净利润高达 10-15 亿元,大幅挤压下游各环节盈利水平。预期硅料技术取得重大突破(如颗粒硅)、供给改善前,硅料盈利仍将保持较大空间。同时供给紧缺推动了长单爆 发,据北极星太阳能光伏网统计,截至 2020 年底,硅料 5 大巨头已签出 86.73 万吨硅料,折合到 2021 年约 22.6-23.7 万吨,占比高达 2021 年硅料总产能的 40%。



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多晶硅制备环节资金密集、高载能、扩产周期长,行业集中度高。截至 2020 年,中国多晶硅环节 CR5 高达 87.5%,5 万吨级以上产能企业有 5 家,合计产能 超过全球总产能的 40%。多晶硅环节行业壁垒极高,难以有新进入者,同时现 有小企业竞争力差,逐步被淘+汰,未来行业集中度有望进一步提升,伴随光 伏行业下游环节需求旺盛,硅料龙头企业发展前景持续向好。

颗粒硅在质量、成本、应用方面优势渐显,有望成为下一代硅料技术。目前多 晶硅生产主要有两种技术:改良西门子法和硅烷流化床法。 1)改良西门子法:产品纯度高、技术成熟,但是能耗高、前期投资高,成本降 低潜力有限,产成品为棒状硅、块状硅,目前产能占全球单晶硅产能的 95%。 2)硅烷流化床法:耗能低、前期投资相对较少、生产流程短,降成本空间大, 但产品杂质多、品质不稳定,产成品为颗粒硅。

在成本端,颗粒硅投资强度、电耗、人工成本更低;在使用端,颗粒硅填充性 更好、利于连续直拉拉晶;在品质端,颗粒硅没有破碎时的杂质风险。未来随 着颗粒硅氢气、金属杂质、含碳量等方面进一步优化,叠加下游使用颗粒硅的 工艺提升,颗粒硅质量不稳定、杂质含量较高、安全性较低等问题将得到彻底 解决,有望成为下一代主流硅料。

目前颗粒硅市占率不足 3%,预计未来有望加速渗透。供给端和需求端都在加速 布局,颗粒硅主推厂商保利协鑫规划新产能,硅片龙头隆基、中环、上机等加 快试用进程。大家预计,随着颗粒硅技术的不断成熟,市场认可度会逐步提 升,未来产能有望加速释放。目前生产颗粒硅的企业主要有:保利协鑫、陕西 天宏等。



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晶澳万吨级采购标志大规模产业化,目前保利协鑫颗粒硅已实现万吨级量产突 破,行业规划产能达 50 万吨;隆基、中环、上机、晶澳等均有不同比例掺杂 使用颗粒硅,进展顺利。

2.2. 硅片:处产业链地位强势环节,行业向单晶+大尺寸趋势发展

单晶硅片占据硅片市场主流,实现对多晶硅片的全面替代。多晶硅料经过加 热、融化、拉晶或长晶等一系列步骤可以制成单晶硅棒或者多晶硅锭,再经过 开方、切片即得到单晶硅片或多晶硅片。单晶硅片晶体品质、机械和电学性能 均优于多晶硅片,随着单晶硅片技术的不断成熟和 PERC 电池技术的广泛应用, 单晶硅片的市场占比不断提升,截至 2020 年底,单晶硅片的市场占有率超过 90%,已实现对多晶硅片的全面替代。



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硅片位于光伏产业链地位最强环节。行业壁垒较高,在过去整个光伏主产业链 中毛利率水平处于最高。由于行业集中度高,硅片环节能够将硅料价格上涨带 来的成本压力顺利传导至下游电池片环节,因此在硅料价格迅速上涨的背景 下,硅片价格也随之上涨,依然保持着良好盈利能力。

硅片产能集中国内,龙头企业均为中国企业。中国目前占据了世界硅片生产的 绝对领先地位,截至 2020 年底,全球硅片总产能约为 247.4GW,产量约为 167.7GW,中国硅片产能约为 240GW,产量 161.3GW,占全球比例分别为 97%和 96%,全球硅片产量前十的企业均为中国企业。

从竞争格局看,硅片生产环节行业集中度高,形成隆基股份和中环股份“双寡 头”格局。2020 年,全球生产规模前十的硅片企业总产能达到 227GW,约占全 球全年总产能的 91.7%,其中前五家龙头企业产能、产量均超过 10GW,其产能 合计和产量合计均超过全球的 80%。

“降本提效”驱动下,硅片大尺寸化、薄型化趋势明显。目前市场上的硅片主 要有 M2(边距 156.75mm)、G1(边距 158.75mm)、M6(边距 166mm)、M10 (边距 182mm)和 G12(边距 210mm)等尺寸,主流尺寸为 M6 和 G1。硅片大尺 寸化可以摊薄非硅成本和人工成本、提升组件输出功率,有效降低全产业链成 本。目前隆基、中环等硅片龙头企业均大力推行大尺寸硅片,预期未来将迎来 大尺寸硅片换代潮。

在大尺寸硅片迅速发展的同时,硅片厚度也在不断下降。目前单晶硅片量产厚 度在 170-180μm,较行业早期进步明显,部分 N 型电池企业已经能够实现 140- 150μm 单晶硅片的生产,未来降本空间可观。



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在硅片大尺寸和薄型化发展的趋势下,部分现有生产线和相关设备无法兼容, 难以满足大尺寸硅片的大规模生产需求,未来可能迎来硅片产线和设备的升级 更新热潮,此外硅片扩产也将带来大量设备需求。更新需求累加增量需求,预 计将为光伏设备端带来一轮红利,利好长晶炉、切片机等光伏设备。

2.3. 电池片:关注行业技术变革,HJT 有望成为下一代主流技

术 电池片环节行业集中度较低,竞争激烈。电池片是光伏发电系统的核心结构, 是光伏产业链中游的起点。电池片环节主要是对硅片进行元素的掺杂扩散、丝 网印刷等环节,得到单晶硅电池。相比于行业壁垒高的硅料、硅片环节,电池 片环节行业集中度较低,竞争激烈。2019 年,全国电池片总产量约为 135GW, 行业 CR5 集中度达 53.2%,较 2019 年提升 15.3%。

电池片环节行业集中度较低,竞争激烈,盈利能力低于上游的硅料、硅片环 节。以电池片典型企业爱旭股份为例,2020 年爱旭股份光伏电池片业务毛利率 14.5%。在今年硅料、硅片大幅涨价的背景下,电池片环节利润空间被进一步被 压缩。

电池片具有较强的技术驱动属性,未来行业竞争的焦点在于技术路线的选择。 电池片行业相较于硅料、硅片行业竞争性更强,占据技术高点的企业将赢得竞 争先机,现有电池片技术路线主要有 BSF、PERC、TOPCon、HJT、IBC 等,提升 光电转化效率、降低制造成本是电池片技术的发展趋势。

当前电池片主流技术效率提升空间有限,新技术路线亟待发展。目前 PERC 是光伏电池片的主流技术,光电转换效率较上一代 BSF 技术显著提升,性价比优势 明显,截至 2020 年,市占率达到 86.4%,但 PERC 技术的光电转换效率目前已 发展至逼近极限的水平,未来优化空间不大。


N 型电池成为电池片未来的发展方向。TOPCon、HJT、IBC 均属于 N 型电池的细 分技术路线,N 型电池的光电转换效率均显著高于 PERC 技术,其中 HJT 电池工 序简单、光电转换效率有望超 28%、生产成本较低,综合优势显著,发展潜力 巨大,最有望成为下一代主流技术路线,而较早布局 HJT 技术的电池片厂商将 获得竞争优势。

2.4. 光伏组件:行业集中度提升带来竞争格局优化,龙头地位提升

光伏组件市场集中度较低,市场由分散向头部企业集中趋势明显。据 CPIA 数 据,2017 年光伏组件环节 CR5 市占率达 38%,而 2020 年已提升至 55%(CR5 分 别为隆基、晶科、天合光能、晶澳、阿特斯),产能超过 5GW 以上的企业达 6 家, 龙头集中趋势明显、竞争格局明显优化。

由于位于产业价值链底端,今年以来组件受光伏上游原材料大幅涨价影响,利 润受损严重。但在硅料价格拐点临近和光伏终端需求持续旺盛的双重影响下, 大家预计未来组件盈利能力将增强,在光伏 4 大主要环节中战略地位将大幅提 升。

光伏组件的技术发展趋势主要为双面组件和半片封装。双面组件是指背面可以 吸取环境反射太阳光线的组件,可以提高发电功率,降低单位发电成本,截至 2020 年,双面组件的比例达到了 30%左右;半片封装是指沿着垂直于电池主栅 线的方向将电池片切成尺寸相同的两个半片电池片,可以有效提升光电转换效 率、降低 CTM,截至 2020 年,半片封装的市占率已经达到了 71%,同比增长 50%,是目前市场的主流封装方式。


2.5. 光伏主产业链总结:竞争格局和供需状况决定价值分配

综合来看,光伏主产业链各环节的价值分配主要由两大因素决定,竞争格局和 供需状况。各个生产环节的行业特征决定了各个环节的行业集中度和竞争格 局,竞争格局从总体上影响了各环节的盈利能力;而供需变动使得各个环节的 盈利能力呈现出短期的波动。 因此,光伏主产业链投资机会中长期看竞争格 局,中短期看供需状况。

3. 逆变器、支架及辅材:受益光伏行业高成长性

3.1. 逆变器:市场空间广阔,组串式渐成主流,国产替代明显

“碳中和”和“平价上网”驱动下光伏需求旺盛,逆变器市场空间广阔。逆变 器是将光伏组件产生的直流电转换为交流电的核心设备,2015-2020 年全球逆 变器出货量从 60GW 增长到 185GW,CAGR 达 25.26%。伴随着未来光伏装机需求 的持续增加,逆变器需求量也将同步增加,叠加光伏装机存量的逆变器替换需 求,未来全球逆变器市场空间广阔。

分布式光伏系统迅速发展,组串式逆变器逐渐成为市场主流。逆变器主要分为 集中式逆变器、组串式逆变器、集散式逆变器和微型逆变器四种,其中集中式 逆变器和组串式逆变器占据绝大部分市场。集中式逆变器主要适用于大型地面 光伏电站,组串式逆变器适用于分布式光伏系统同时也能用于大型电站。

随着光伏发电逐步实现“平价”,中小业主投资意愿增强,近年来分布式发电 系统渗透率不断提升,推动组串式逆变器出货量占比逐年增加。2018 年组串式 逆变器出货量首次超过集中式逆变器,市场占比达 60%。近期国家能源局推出整县分布式光伏试点政策,预计未来组串式逆变器占有率将稳步提升,占据市 场主流。


国产替代趋势明显,国内品牌海内外市场空间广阔。2013 年国内品牌逆变器市 场占有率不足 30%,到 2020 年全球逆变器出货排名前十的厂商中有 6 家为中国 厂商,市场占有率接近 60%,国产替代进程迅速。同时国内逆变器价格显著低 于国外产品,价格优势明显,且产品更新换代速度快于国外企业,伴随部分国 外品牌如西门子、施耐德等退出逆变器市场,未来国内品牌拥有广阔的海内外 市场空间。

行业头部企业地位稳定,第二梯队竞争激烈,储能或成未来增长极。逆变器行 业集中度较高,CR3 为 45%左右,CR10 为 75%左右。行业前四企业地位稳定,第 四至第十的第二梯队企业竞争激烈,排名变化频繁。伴随储能逐步成为行业共 识,预计未来储能逆变器需求规模巨大,重点发展储能的企业或将在未来赢得 竞争优势。

3.2. 跟踪支架:经济性凸显,渗透率提升空间广阔,国内厂商潜力巨 大

跟踪支架可有效减少太阳能损耗,发电量增益明显。太阳照射角度会随昼夜交 替和四季变换发生变化,传统固定支架角度固定,会导致部分发电量损失,而 跟踪支架可以随着太阳角度的变化调整光伏组件的朝向,可以显著提升发电效 率。以内蒙古库布奇光伏电站为例,双面 PREC 组件+跟踪支架相比于多晶组件+ 固定支架全年发电量增益达 25%。


大功率和双面组件快速发展,跟踪支架经济性日益凸显。跟踪支架在提升发电 效率的同时,制造和运营维护成本也显著高于固定支架。以国内跟踪支架龙头 中信博为例,2019 年固定支架成本为 23.61 万元/MW,而跟踪支架成本高达 50.47 万元/MW,是跟踪支架成本的两倍多。目前光伏发展的关键在于降低度电 成本,判断跟踪支架是否经济的关键在于发电量的增益能否覆盖成本的提升。

跟踪支架更适合于双面组件和大功率组件。配置跟踪支架的双面组件能从多个 角度更加充分的利用太阳能,而大功率组件又可以进一步摊薄跟踪支架带来的 额外成本,跟踪支架和双面及大功率组件的结合能起到“1+1>2”的效果。

2020 年双面组件的市场占比已达到 29.7%,182/210mm 大尺寸组件市场占比也 在迅速提升。大功率和双面组件快速发展叠加跟踪支架技术进步带来的成本下 降,跟踪支架替代固定支架的经济性日益凸显。

目前跟踪支架市场占比较低,未来渗透率提升空间广阔。2020 年中国跟踪支架 市场渗透率仅为 18.7%,远低于美国 70%的渗透率,离世界平均水平 30%也有一 定差距。对标美国目前市场渗透率,在跟踪支架经济性和光伏“降本提效”的 驱动下,未来国内及世界其他地区渗透率提升空间广阔。 根据 CPIA 和 IHS Markit 的预测,2024 年中国市场跟踪支架渗透率将达到 25% 左右,全球跟踪支架新增装机将超过 150GW,渗透率达到 50%左右。

跟踪支架行业集中度高,美国厂商暂具优势,国内厂商潜力巨大。跟踪支架技 术壁垒较高,行业集中度较高,按出货量统计 2020 年 CR5 达 70%。由于跟踪支 架的推广和使用发源于美国,目前行业第一梯队的企业为美国厂商 NEXTracker 和 Array Technologies,市占率分别达到 29%和 17%。国内跟踪支架龙头为中 信博,2016 年以来连续五年出货量位于全球前 5,2020 年全球市占率为 8%,亚 太地区市占率为 35%,位居第一。


目前美国市场跟踪支架竞争格局较稳定,NEXTracker 和 Array Technologies 占据绝大部分市场份额,但美国目前跟踪支架渗透率已超过 70%,提升空间有 限,未来跟踪支架的发展空间主要在国内和世界其他地区。而据 IHS Markit 统 计,美国之外的跟踪支架市场份额较为分散,竞争格局尚不稳定。广阔的市场 空间叠加尚不稳定的行业格局,国内跟踪支架厂商存在巨大发展潜力,机遇与 挑战并存。

3.3. 玻璃:大尺寸、薄型化、双面化趋势明显,需求旺盛,竞争呈 “两超多强”

大尺寸硅片、大尺寸组件迅速发展,推动玻璃大尺寸化。大尺寸组件可以有效 降低 BOS 成本和 LCOE 成本,伴随大尺寸组件市场占比不断提升,对组件封装玻 璃的需求也呈现大尺寸趋势。目前市场主流的大尺寸硅片为 182/210mm 两种规 格,对应组件宽度为 1133-1303mm,而传统晶硅电池所用超白压延玻璃产线难 以满足大尺寸生产需求,玻璃厂商大尺寸产线亟待建设投产,未来大尺寸玻璃需 求将持续增长。


双面组件快速发展,推动玻璃薄型化。双面组件正反两面使用玻璃封装,组件 背面也能吸取环境反射的太阳光线,相较于反面采用背板封装的单面组件,可 以显著提升发电效率。近年来在光伏“降本提效”的驱动下,双面组件占有率 迅速提升,2020 年达 29.7%,预计 2023 年将达到 50%。单面组件封装玻璃的主 流厚度为 3.2mm,而双面组件多采用 2.5/2mm 的玻璃进行封装,伴随双面组件 市占率的不断提升,未来薄型化的玻璃市场空间广阔。

光伏装机需求旺盛、双面组件发展推动玻璃需求增长。一方面,随着光伏度电 成本的下降和“碳中和”政策的推行,光伏装机需求量迅速增长,根据大家的 测算,2030 年全球新增装机需求为 1246-1491GW,CAGR 达 25%-27%,巨大的光 伏装机需求推动了玻璃的需求;另一方面,双面组件渗透率不断提升,相较于 单面组件,双面组件的单位玻璃需求量更大。两方面的因素共同决定未来玻璃 需求增长。

在预计未来玻璃需求量巨大的基础上,大家进一步对 2025 年光伏玻璃需求量进 行了测算,关键假设: 1)2025 年光伏装机需求达到 368GW; 2)大尺寸组件成为主流,210mm 占比 50%,182mm 占比 45%,166mm 及以下 5%; 3)双面组件占比不断提升,2025 年达到 70%,其中 2mm 玻璃双面组件占比 80%; 4)玻璃密度 2.5 吨/m?,容配比 1:1.2; 5)组件 CTM 损失 2%,标准功率额定功率转换率 75%。 根据以上假设测算的结果显示,2025 年光伏玻璃年需求将达到 2520 万吨,对 应日熔量需求为 69041t/d,而截至 2020 年底玻璃产能约为 29540t/d,CAGR 达 18.5%,未来玻璃扩产需求仍有较大空间。

行业集中度高,“两超多强”竞争格局明显。光伏玻璃壁垒较高,行业集中度 高,2020 年 CR5 达 82%,CR2 高达 56%,形成“两超多强”竞争格局。行业第一 梯队企业为信义光能和福莱特,二者行业龙头地位稳固。

3.4. 胶膜:技术路线稳定,白色 EVA 和 POE 渗透率提升,竞争格局 呈“一超两强”

胶膜技术路线稳定,受益于光伏行业的高景气度,未来需求旺盛。胶膜是光伏 组件环节不可或缺的辅材,受益于光伏行业的高成长性,胶膜需求确定性强。同时,胶膜技术路线较为稳定,行业发生颠覆性改变的可能小;位于非硅产业 链,不受硅产业链上游环节供需状况的影响,直接稳定受益于光伏装机需求的 增长。 ? 假设光伏 2021-2023 新增装机需求分别为 151/189/238GW,平均容配比 1.2, 按每 GW 组件消耗 0.1 亿平米光伏胶膜计算,2021-2023 年光伏胶膜需求将 分别达到 18.1/22.7/28.6 亿平米。

光伏提效背景下,白色 EVA 胶膜和 POE 胶膜(含共挤型 POE 胶膜)渗透率不 断提升。光伏胶膜可以分为 EVA 胶膜、白色 EVA 胶膜、POE 胶膜和共挤型 POE 胶膜四种,其中 EVA 胶膜成本低、透光性好,白色 EVA 胶膜反射率高、可提升 组件发电效率,POE 胶膜可极大提升抗 PID 性能,共挤型 POE 胶膜则兼具 EVA 和 POE 胶膜优点。

目前,EVA 胶膜的市场空间正逐渐被性能更好的白色 EVA 胶膜和 POE 胶膜(含 共挤型 POE 胶膜)挤占,未来胶膜的发展方向以白色 EVA 胶膜,尤其是 POE 胶 膜为主。


行业集中度高,形成了“一超两强”的竞争格局。光伏胶膜行业资金要求高, 行业集中度长期较高,2020 年 CR3 接近 78%。福斯特行业龙头地位稳定,2020 年胶膜产量 8.74 亿平,市场占比超过 54%;斯威克和海优新材为行业第二梯 队企业,市场占比约 12%左右,形成了“一超两强”的行业竞争格局,享受光 伏行业高景气度的长期红利。

4. 光伏设备:大尺寸带来迭代需求,异质结引领技术革命

4.1. 单晶炉:“行业增长+占比提升+大尺寸迭代”带来需求爆发

单晶硅生长炉是在真空状态和惰性气体保护下,通过石墨电阻加热器将多晶硅原 料加热熔化,然后用直拉法生长单晶的设备,简称“单晶炉”。高纯度多晶硅料 在单晶炉中熔化后生长成的具有基本完整点阵结构的单晶硅,可用于制造半导体 器件和太阳能电池等。单晶炉制造具有一定的技术壁垒、人才壁垒和品牌服务壁 垒。

“行业增长+占比提升+大尺寸迭代”三重逻辑推动单晶炉需求增长。光伏装机 需求带动硅片需求迅速增长;单晶硅片高速发展,逐渐成为主流;大尺寸硅片“降 本提效”显著,市场占比不断提升,与小尺寸长晶设备不兼容。三方面的因素共 同推动单晶炉需求增长。

根据中国光伏行业协会统计,2020 年中国硅片产量为 161.3GW,同比增长 19.7%; 预计 2021 年全国硅片产量将达到 181GW。硅片行业集中度高,前十大硅片生产 企业均位居中国大陆,即中国硅片市场在一定程度可代表全球市场。硅片生产离 不开长晶设备,硅片的扩产将带动长晶炉的需求增长。

单晶产品相较多晶产品具有晶格缺陷更低,材料纯度更高,电学性能和机械性能 更加优异等特点,从而具有更大的转换效率提升空间。目前单晶硅片占比已超过 90%,成为主流硅片,单晶设备的需求随之增长。

大尺寸时代为单晶炉设备带来增量空间。M2 硅片外径为 210mm,M6 硅片外径为 223mm,传统的主流单晶炉热屏内径在 270mm 左右,拉制 M6 硅棒完全可行,且无 须重大改造。而 M12 的硅片直径是 295mm,无法兼容现有的单晶炉。因此受益于 单晶硅片的产能扩张和大尺寸化趋势,行业对设备的采购需求有很大增量空间。 目前产业链内单晶炉龙头企业均在积极布局大尺寸硅片设备扩产。如果未来 210 的市场需求较好,渗透率加快,将带来更多无法兼容 210 硅片的旧产能的更新需 求,设备采购需求将进一步提升。

2020-2021 年单晶炉市场空间达 217 亿元:按照下游厂商规划,预计 2020-2021 年新增产能 78GW、89GW,对光伏单晶炉(10MW/台)的需求分别为 7800 台、8900 台。若考虑在未来硅片价格下行周期中,可能影响到二线硅片厂商的投产力度和 进度。大家分别建立 3 种场景进行分析:乐观预测为下游扩产超预期;中性预测 为下游按计划扩产;悲观预测为下游扩产不及预期。若以 2020-2021 年内单晶扩 产约 170GW 体量进行测算(中性测算:隆基 75W、中环 37GW、晶科 19GW、晶澳 19GW、上机近 20GW 等),单晶炉的市场空间约 217 亿元。叠加配套设备,设备 投资额有望达 282 亿元左右。

4.2. 切片机:新增+换代需求旺盛,国内企业“三足鼎立”

目前 210 硅片产业化的关键制约因素之一为切片良率。210 切片机更新需求大。

金刚线切片机是光伏专用设备,用于对经磨削加工后的单晶硅棒或多晶硅锭的切 片。要通过密集的线网将 700mm 长的硅锭切成 2,500 片 0.1mm 左右厚的硅片, 且需保证良率在 90%以上。其技术难点在于,当极细的钢线在高速运转下切割硅 锭时,要确保线网张力一致性、控制多电机同步运行以降低断线率;减少硅片TTV、 崩边以提高硅片合格率。


金刚线切片机在单晶硅切割方面已成为行业主流。金刚线切割技术大规模应用于 单晶硅片的切割始于 2010 年,具有薄片化切割、减小切口损失、降低硅料损耗、 提高加工效率、提高出片率、降低污水及 COD 排放等优势,可以大幅降低硅片生 产企业成本,提高硅片品质。该技术在切片环节所占份额近年来逐渐上涨,预计 2025 年后将基本取代传统砂浆线切割。

受益于大尺寸硅片,2021 年光伏切片机需求将接近 20 亿元。目前上机、中环引 领 210mm 大硅片生产,隆基则大力推广 182mm 硅片。相应的光伏金刚线切片机有 望迎来新一轮更新换代需求。大家测算 2021 年光伏切片机需求超过 18 亿元,接 近 20 亿元。(1)新增需求:预计在 8 亿元以上;(2)更换需求:预计超过 10 亿元。

新增需求:假设 2021 年全球光伏新增装机 160GW,较 2020 年的 130GW 新增 30GW 左 右。目前上机数控 2019 年新款切片机年切片产能为 65MW,每台价格大家按照 180 万元(参考企业公告)测算,则带动光伏切片机需求 8 亿元以上。

更换需求:2020 年单晶硅片有效产能在 120GW 左右。如果里面有 30%左右需要更换 为大尺寸硅片产能,则更换需求为 36GW,有望带动光伏切片机需求 10 亿元以上。

金刚线切片机呈寡头垄断式市场,由三家国内企业主导。受益于目前中国市场上 光伏金刚线切片机主要为上机、大连连城(隆基股份关联方企业,新三板上市)、 青岛高测(科创板上市)3 家寡头竞争。2015-2018 年上机切片机累计销售额近 15 亿元,约占国产切片设备市场 45%。国外切片设备厂商(瑞士梅耶博格、日本 小松 NTC 等)已基本退出切片机中国市场。


4.3. 异质结设备:下游扩产加速,设备国产化是关键,2025 市场空 间有望超 400 亿

晶体硅异质结太阳电池(HJT)是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池 与薄膜电池的优势,具有工艺流程简化、转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减 率低、双面发电等优点,技术具有颠覆性,降本提效空间更大,有望成为下一代主流 电池片。

经济性凸显,HJT 电池扩产加速。异质结电池在设备国产化,硅片薄型化,无主栅、 多主栅技术应用,“银包铜技术”应用等趋势下成本不断下降。据爱康科技在互动平 台表示(2020 年 10 月 14 日), 目前异质结电池成本电池端预计较 perc 高约 0.2 元 /W,反馈到组件端预计成本高出 0.16 元/瓦。而市场端异质结溢价在 0.4 元左右, 经济性较 perc 已较为明显。

经济性推动 HJT 电池产能扩张,据不完全统计,目前 HJT 国内规划产能超 70GW,预 计 2021 年新增产能投放将到达 10-15GW,2022 年行业将进入快速爆发阶段、扩产 规模有望达 30GW 以上。


异质结生产设备的初始投资一直是发展道路上的最大阻力,尤其是 PECVD 镀膜设备, 设备国产化将成为 HJT 行业发展的关键突破口。目前已在 HJT PECVD 设备领域布局 的主要厂商包括:迈为股份、捷佳伟创、金辰股份、理想新能源、钧石等

目前行业总体竞争格局尚未清晰,只有最后能把设备效率+成本做到极致的厂商才能 胜出,并占领市场绝大数份额。 大家认为,若 HJT 国产设备投资额降至 3.5~4 个亿以内,转换效率提升至 24.5%以 上(比 PERC 最高 23.5%至少+1%的转换效率提升),经济性将得到市场快速认可,行 业将大爆发。

5. 风险提示

新冠疫情对光伏行业海外需求。如果未来新冠疫情影响超预期,则可能会影响全 球光伏行业需求,光伏行业 2/3 的需求在海外。

光伏行业产品或技术替代的风险。若未来下游相关产业发生重大技术革新和产品 升级换代,下游市场对企业现有产品需求发生不利变化,而企业在研发、人才方 面投入不足,技术和产品升级跟不上行业或者竞争对手步伐,企业的竞争力将会 下降,对企业经营业绩带来不利影响。

光伏行业发展低于预期。颗粒硅推进目前尚存在技术难点和进入壁垒,一旦颗粒 硅发展不及预期,相关需求也会受到影响。

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