2021-2023年,全球光伏行业经历了爆发式增长,根据CPIA数据,中国2023年光伏新增装机容量超预期,达到217GW,同比增长148%;全球光伏新增装机容量为390GW,同比增长70%,GW级装机国家数量明显增加。
光伏行业具有明显的周期性特征。在光伏行业高速发展的同时,产能过剩压力加大,供给侧竞争加剧。从需求侧看,光伏装机今年起或将进入平稳增长阶段。从供给侧看,过去三年行业资本开支高峰带来新增产能大幅释放,行业结构性产能过剩明显,高端产能不足,低端产能逐步出清。
面对光伏行业新一轮周期,降本、增效仍将是行业发展的核心驱动和永恒主题,降本、增效带来度电成本持续降低,刺激全球光伏经济性需求,从而驱动周期轮转向上发展。在此变局时代,光伏企业降本增效的战略选择挑战与机遇并存:
技术迭代路线抉择:当前光伏行业快步进入N型时代,TOPCon已确立主流地位,HJT电池技术、XBC平台技术紧追不舍,钙钛矿电池也在研发之中。率先实现进一步降本增效并扩充先进产能的企业有望抓住技术轮转的红利期,重塑行业竞争格局。
“一体化”与“专业化”抉择:在当前结构性产能过剩、原料价格持续下行的背景下,一体化战略可能成为双刃剑,给企业带来一定负面影响,行业有望逐步加强新技术投入和专业化发展。
出海战略抉择:全球市场机会广阔、部分国家贸易保护政策加码,共同推动着我国光伏企业进入“出海2.0”时代,也对企业的全球化视野、战略格局等方面提出了更高的要求。
长风破浪会有时,目前光伏行业正在面临行业新周期和全球资本市场环境变化等多重挑战,但在“双碳”目标的指引下,凭借在清洁能源转型中的核心优势,光伏行业仍具备广阔的发展前景。
以史为鉴,光伏行业周期轮转迭代
自2000年光伏行业商业化起步至今,中国光伏行业经历了周期轮转、技术迭代与产业兴衰,部分早期产业巨头已黯然出局。
资料来源:Wind,公开信息整理
注:溢价=光伏指数/沪深300指数,并以基期作为溢价基准;光伏行业指数自2010年开始统计
以史为鉴,光伏行业的发展路径是通过精益生产、技术变革等降本、增效措施,不断降低度电成本,催生下游装机需求,叠加各国的扶持政策因素影响,从而逐步替代传统能源。虽然过程中受贸易政策限制、结构性产能不匹配等因素扰动,但行业发展目标驱动着光伏产业不断寻找新的技术路线,并最终通过技术跃迁与降本增效打开市场空间,实现周期轮转。
资料来源:组件价格来自Wind,数据自2011年统计;电池片转换效率来自CPIA
需求侧:2024年光伏装机进入平稳增长阶段
2021-2023年,全球光伏行业装机需求高速增长,根据CPIA数据,全球新增装机量由170GW增至390GW,对应年均复合增长率达51%;中国光伏新增装机量持续位居全球第一,由55GW增至217GW,对应年均复合增长率达99%,2023年更是超预期实现同比翻倍以上增长。主要因为:(1)光伏全产业链成本快速下降,且全球各国纷纷加码可再生能源支持政策,刺激光伏装机需求释放;(2)国内第一批风光大基地项目要求在2023年底前集中并网,同时“整县推进”等政策推动分布式光伏持续发展;(3)2022年俄乌冲突引发欧洲能源危机,加快欧盟清洁能源转型。但根据相关预测数据,2024年全球的光伏新增装机量增速将会放缓。
资料来源:中国历史数据及预测来自CPIA,海外历史数据及预测来自BNEF、IEA
国内:电网消纳问题影响装机增速,光储平价激发经济性需求
2024年,我国光伏市场预计将继续维持高位新增装机量,但整体增速放缓。
海外:欧美政策影响喜忧参半,中东、巴西等新兴市场需求放量
海外部分国家尤其是欧洲国家能源供应存在对外依赖、电价较高等问题,转型清洁能源需求迫切,各国政府出台补贴政策,刺激光伏装机需求。2024年,海外光伏市场预计将保持20%左右增速的新增装机量。
资料来源:Global Petrol Prices,为2023年电价数据
供给侧:产能结构性过剩,洗牌加速中
名义产能远超需求,行业竞争大幅加剧
2023年,各环节供应链产能加速投放。根据CPIA数据,截至2023年末我国硅料、硅片、电池、组件产能达到188万吨(按每吨产出4GW组件计算,对应752GW)、892GW、844GW和861GW,即使考虑名义产能的统计中含有部分无效、落后产能,主产业链的产能供给仍远超2024年行业预计总需求的481GW。
受产能过剩的影响,2023年二季度以来光伏行业竞争愈发激烈,光伏产业链价格出现显著下降。2023年四季度起,光伏产业链部分环节已开始出现经营亏损,仅少数具备成本、技术和市场优势的龙头保持盈利。其中,部分企业由于产能利用率低、边际成本高,预计将逐步被淘汰出局。
资料来源:InfoLink Consulting
高效产品受市场追捧,结构性产能过剩明显
尽管名义产能严重过剩,但目前以N型、大尺寸为代表的高效产品受到市场追捧,说明光伏行业处在落后产能过剩、优质产能不足的结构性过剩局面。根据TrendForce数据统计,2023年8月以来N型组件在国内光伏组件招投标中迅速起量,占比已稳定保持在70%左右。
资料来源:TrendForce
随着下游市场的需求从P型快速切换到N型产品,PERC电池的需求进一步萎缩,以P型产能为主的电池企业亏损压力增大。根据InfoLink数据,当前506GW PERC存量产能存在加速出清的趋势,部分行业头部电池企业已在2023年年报中对P型电池相关资产计提减值,亦有企业对存量的PERC产线进行升级改造。然而,减值带来的业绩负面影响,以及产线升级的可行性、性价比等,都是拥有PERC产能的企业目前面临的难题。
资料来源:InfoLink Consulting
面对光伏行业新一轮周期,降本、增效仍将是核心驱动和永恒主题。降本、增效带来光伏发电平准化度电成本(LCOE)持续降低,实现光伏度电成本平价甚至低于火电,使得全球各国逐步由政策性转向经济性推动光伏发电装机。根据CPIA数据,2023年我国光伏度电成本已低于火电0.30元/度的度电成本;降本、增效也是头部厂商巩固自身盈利能力、塑造自身核心竞争力,从而穿越周期的制胜利器。
光伏技术迭代持续升级,降本增效催生新机遇
电池是光伏产业链中决定技术迭代升级的关键,也是决定光伏产品转换效率和制造成本的核心因素。当前,P型单晶PERC电池逐步达到量产性能极限;N型电池中TOPCon电池已确立主流地位,且其增效和降本尚有空间,2024年转换效率有望突破26%,成本有望进一步贴近PERC;N型HJT电池具备发电增益优势,亟待非硅成本下降、设备降本及进一步提效,从而实现规模化量产;XBC作为平台型技术,可与PERC、TOPCon、HJT电池等结合,并实现晶硅电池极限效率;钙钛矿电池及晶硅-钙钛矿叠层电池等有望成为晶硅电池性能指标达到极限后的路线选择。
资料来源:公开信息整理
注:成本系当前量产成本,钙钛矿尚未实现量产,取中试线成本
过去三年光伏行业高速发展、资本大量投入,使得当前光伏行业各类技术路线百花齐放,路线选择竞争激烈,技术迭代速度明显加快。
不同技术路线选择带来的机遇与挑战并存,正确的技术选择能够带来成本效益和市场优势,而错误的选择则可能导致投资损失、市场份额下降等后果,拖累公司业绩。头部厂商一般能通过多元化布局、一体化布局以及强大的资金实力等战略战术,提升抵抗技术路线选择失误风险的能力。
TOPCon技术成熟度高,在N型化过程中率先发力
(1)TOPCon是本轮技术变革中率先突围的路线
N型TOPCon电池2023年平均转换效率已达到25%,明显高于PERC电池平均转换效率的23.4%。TOPCon电池与PERC电池的核心差异在于隧穿氧化层(SiOx)和多晶层(poly)共同构成的背面钝化接触,钝化层成膜的致密度、均匀性对电池良率和转换效率都有着显著的影响。得益于LPCVD和PE-poly技术的不断迭代,TOPCon电池生产成本快速下降,截至2023年底,行业龙头企业的TOPCon与PERC一体化生产成本已基本持平,TOPCon技术在降本、增效的道路上成效显著。
TOPCon技术在商业化上进展迅速,根据CPIA统计,2023年新投产的量产产线以TOPCon为主,市场份额占比达到23%。随着TOPCon的产能释放、工艺进一步优化,预计2024年TOPCon电池的渗透率有望持续提升至60%以上,行业主流地位已经明确。
资料来源:CPIA
(2)新工艺仍不断涌现,TOPCon降本增效持续推进
2024年,TOPCon电池有望在设备、材料、工艺等多方面通过持续创新实现降本增效,进而带动TOPCon技术进一步突破。
(3)最佳技术路线尚未定型,PECVD和LPCVD齐头并进
TOPCon电池背面钝化接触的薄膜沉积路线之争主要在LPCVD和PECVD。2022年及之前市场上的TOPCon产能主要以LPCVD路线为主,但LPCVD存在石英耗材成本高、生产速率慢、产生绕镀(绕镀指在硅片背面进行沉积镀膜的过程中,硅片侧面及正面也出现附着的现象)等问题尚需解决。2022年下半年,随着PECVD路线在效率和良率上的不断突破,叠加隧穿层、poly层、掺杂层于一体的PE-poly设备受到下游广泛关注,但PECVD路线存在成膜厚度均匀性差、纯度低的质量问题,并且其高度集成化的设备对企业的生产管理能力提出了较高要求。
长期来看,LPCVD与PECVD两种方案各具优劣,目前PECVD存在绕镀程度低、PE-poly集成度和生产效率高的优势,而LPCVD路线正试图从单槽单插升级到单槽双插从而实现产能翻倍,预估LPCVD和PECVD的路线之争将长期存在。此外,TOPCon薄膜沉积还包括PE-ALD/POPAID两种路线,目前两者相对小众。
HJT较TOPCon具备性能优势,降本后有望成为N型时代后起之秀
(1)HJT技术效率更高,但发展受制于高成本
HJT电池拥有极限转换率更高、双面率高、低温度系数、低衰减等优势,相较TOPCon能带来更高的发电增益;同时,HJT工序少、适配厚度更薄的硅片,在极限状态下降本空间更大。
但从目前情况来看,尽管HJT硅片成本低,但其金属化、靶材、设备等非硅成本高,HJT单瓦成本和初始投资均不具备优势。截至2023年末,HJT非硅成本比TOPCon高0.09元/W;HJT单GW设备投资额为3.51亿元,TOPCon为1.55亿元。此外,HJT微晶、电镀铜等提效技术尚未全面导入,且在降本过程中效率有所损失,HJT在量产效率和功率上未能与TOPCon拉开差距。结合两者来看,HJT效率带来的溢价并不能覆盖其更高的成本,规模化扩产受阻。
资料来源:CPIA,华泰证券研究所,华泰联合证券整理
(2)快速显著的降本增效是HJT追赶TOPCon技术的关键
2023年,HJT硅片薄片化优势扩大,0BB+银包铜技术逐步导入,靶材含铟量下降30%左右,设备单GW投资成本下降0.1亿元,HJT单瓦成本同比下降0.06元/W,与TOPCon成本差距缩小至0.07元/W。提效方面,双面微晶已在领先企业产线中实现量产,转光膜也实现了大规模的应用。2023年,HJT平均量产转换效率由2022年的24.6%提升至25.2%。
但要实现规模化的扩产并与TOPCon齐头并进,HJT还需从设备降本、电镀铜、硅片薄片化等方面持续突破。此外,若HJT降本增效进度不及预期,大量投产的TOPCon将对资本、人才等要素产生吸附效应,面对日益激烈的市场竞争环境,HJT发展空间或将受到进一步挤压。
注:深色为硅片成本,浅色为非硅成本
资料来源:CPIA,华泰证券研究所,华泰联合证券整理
(3)出海——HJT显著降本前实现盈利的策略
生产端上看,欧美地区光伏产业链发展不完善,尤其硅料、硅片环节产能存在短缺(2022年欧洲硅片产能仅2GW左右,2023年三季度美国硅料产能仅6GW)且电费昂贵,导致欧美地区硅片、组件成本高企。在此背景下,HJT的硅片成本优势将被放大,同时HJT生产过程中碳排放更低的优势也将在征收碳税的地区彰显。
产品端上看,HJT组件功率更高(标准面积下HJT组件功率记录为755W,TOPCon为720W),有效降低单瓦成本,在屋顶、人工成本更高的欧美地区具有很强的竞争优势。此外,欧美地区高效率、高功率组件稀缺,极度依赖进口,产品售价更高且敏感度更低,HJT在这些市场更有机会获取合理溢价从而覆盖其成本劣势,最终实现盈利。
资料来源:InfoLink Consulting
龙头引领平台型技术XBC发展,设备、良率及成本是产业化突破点
平台型技术XBC(叉指式背接触太阳能电池)将PN结及金属栅线全部转移至电池背面,并成交叉间隔排列,完全消除了电池正面栅线带来的遮蔽损耗,最大限度地利用入射光,有效提高电池效率和发电量,同时使电池正面呈现全黑特征。XBC叠加硅片类型及钝化方案不同,形成多种分支路线,率先量产布局的隆基绿能HPBC基于P型PERC升级,爱旭股份ABC基于N型TOPCon升级,此外可基于HJT技术升级为HBC电池,含钙钛矿叠层的XBC电池也正在研究中。
XBC具有高功率、高效率以及高美观性的性能优势,在分布式光伏尤其是价格敏感度较低的海外高端户用市场率先放量。以爱旭股份为例,2024年以来,ABC组件已签署的在手订单在8.5GW以上,客户涵盖多家海外知名分销商。
资料来源:隆基绿能、爱旭股份、公开信息查询
当前XBC仍处于产业化初期,依靠工艺优化、设备进步、良率提升来带动整体成本下降,是决定XBC放量节奏、市场份额和盈利能力的关键。2024年将是XBC电池能否突围的关键年份,预计与TOPCon结合的TBC电池后续大规模量产可能性更高,存在成为TOPCon之后下一代主流技术的机会。
钙钛矿电池降本增效潜力大,材料稳定性和大面积制备是核心痛点
钙钛矿电池利用钙钛矿结构材料作为吸光材料,属于第三代高效薄膜电池。与晶硅电池相比,钙钛矿具备理论效率更高、理论成本更低的优势,降本增效潜力较大。
近年来,国内陆续涌现出协鑫光电、纤纳光电、极电光能等一批钙钛矿新兴企业,在产线建设和技术研发方面取得积极进展,部分企业已建成百兆瓦级中试线,正在建设或规划吉瓦级产线,转换效率也持续突破。此外,传统晶硅电池组件龙头企业主要在钙钛矿/晶硅叠层电池方向进行研发布局。叠层电池由于极限效率更高、产业链简短,或可成为率先商业化的钙钛矿光伏发电技术。
目前,钙钛矿实现商业化大规模应用仍然面临两大痛点:材料稳定性差和大面积制备效率低。钙钛矿材料在潮湿和光照等环境下容易发生分解,电池整体材料结构也存在不稳定性,导致电池寿命缩短,需从材料改性、结构优化、强化封装工艺等方面加强。
此外,钙钛矿电池随制作尺寸的放大,成膜质量变差,转换效率明显下降,且激光划线后容易产生电阻损耗、热损伤等,需从镀膜和激光工艺优化、提高设备精度等方面解决。
由于当前钙钛矿电池材料体系尚未定型,电池稳定性和使用寿命仍待实证检验,组件面积和量产效率尚未达到商业化应用的水平,钙钛矿电池的产业化落地仍需一定时日。
“一体化”或成双刃剑,新技术有望利好“专业化”发展
过去几年,硅料由于供不应求导致价格持续上涨,光伏主产业链的成本压力最终传导至组件环节。在硅料价格高企的背景下,龙头企业特别是组件龙头企业积极布局垂直一体化战略,以在产业链的利润分配上取得优势,并平抑产业链价格波动对终端组件盈利能力造成的影响。同时,在N型新技术孵化阶段,对成熟PERC产能进行一体化布局带来的降本收益也显得更加有效快捷。为了进一步降本,在原有一体化模式的基础上,部分头部企业已经开始布局“工厂一体化”,即在一个工厂实现光伏多环节全产业链生产。
资料来源:各公司公开信息
2023年以来,光伏行业结构性产能过剩、原料价格持续下跌,且外部融资环境不佳,一体化战略可能成为双刃剑。由于不同环节对企业资源禀赋的要求存在差异,比如硅料、硅片需要工艺管控经验、规模化能力,电池片强调企业技术能力,组件则要求销售渠道和品牌效应。在当前光伏产业链各环节盈利水平均承压的情况下,一体化或可能放大亏损、侵蚀利润,同时对企业经营管理能力提出更高要求,给企业带来负面影响。
资料来源:InfoLink Consulting、硅业分会、卓创资讯
未来几年,光伏行业有望迎来新一轮技术迭代红利,通过新技术的研发实现降本增效的收益预计将提升,行业可能倾向逐步加强专业化发展。一方面,已经投入较大资金进行一体化布局的头部企业需要根据自身新技术布局考虑加大专业化投入,追求新的优质高效产能率先落地,巩固市场地位。另一方面,掌握新技术的新兴企业深耕专业化发展,或将是实现弯道超车的有效途径。
贸易保护主义加剧,中国光伏进入出海2.0时代
面对巨大的海外市场,大部分中国光伏企业积极参与出口贸易,中国光伏产品已成为我国出口“新三样”之一。2011年起,中国光伏产品遭遇欧美“双反”等贸易保护政策,光伏企业通过前往东南亚建设产能的模式,降低“双反”政策的影响,开启中国光伏产能出海1.0时代。
资料来源:各公司年度报告,为2022年数据
近年来欧美贸易保护政策层层加码,2023年8月美国商务部针对东南亚四国光伏产品反规避调查终裁落锤,以及美国的《通胀削减法案》和欧盟的《净零工业法案》等政策的出台,均显示出欧美对中国光伏贸易限制以及其将光伏产业链本土化的决心。另一方面,中东等新兴市场明确发展光伏发电的目标并出台各类补助政策,吸引中国企业投建产能。各国政策的出台以及全球广阔的市场机会,推动着我国光伏企业进入产能出海2.0时代,即布局多区域、系统性产能建设。
经历十几年的锤炼,我国光伏企业的国际化视野、应对复杂国际贸易形势的能力不断成熟。头部企业已于美国规划或建设合计超20GW组件产能,各公司在中东地区的产能布局也不断推进。然而,产能出海面临着资金成本高企、当地合规风险、地缘政治风险等诸多难题,亟需更专业化和体系化的规划。此外,海外光伏企业近年来同样宣布大规模扩产计划,若后续海外企业产能建设加快,将给中国光伏企业未来海外产能消化带来不确定性。
资料来源:公开信息整理
当前光伏行业正在面临行业新周期和全球资本市场环境变化等多重挑战,但在“双碳”目标指引下,凭借在清洁能源转型中的核心优势,光伏行业未来仍将具备广阔的发展前景。
华泰联合证券始终坚持以投资者为本的理念,以服务实体经济为宗旨,紧紧围绕国家“双碳”目标助力绿色金融发展,在新能源及光伏行业拥有丰富的项目执行经验和深入的行业洞察,实现了光伏全产业链的完整布局,为天合光能、晶科能源、阿特斯、通威股份、钧达股份、爱旭股份等企业持续提供全方位、全业务链的资本市场服务。华泰联合证券持续助力新能源及光伏企业登陆资本市场,协助其实现跨越式发展,为早日实现碳达峰碳中和目标贡献金融力量。
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