光伏行业梳理20120206

0金浦投资中台部门杨磊2012年2月光伏行业分析梳理1目录我国光伏行业投资价值分析光伏产业链我国光伏行业特点与市场概况光伏行业简介2光伏行业简介光伏行业发展历程光伏电池分类举例：多晶硅太阳能电池的制造过程光伏电池的发电原理目前技术路线仍以晶体硅为主3光伏行业发展历程20世纪80年代前：1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应；1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅光伏电池；1959年第一个光电转换效率为5％的多晶硅光伏电池问世；1969年世界上第一座光伏发电站在法国建成；1975年美国制作出非晶硅光伏电池；20世纪80年代：1980年代初，光伏电池开始规模化生产；1983年世界光伏组件产量达21.3MW（1MW＝106W），光伏产业显露雏形。20世纪90年代以后：1990年以后，德、美、日等国政府相继提出了光伏发电的“光伏屋顶计划”、“新阳光计划”等，在政府的政策法规和行动计划推动下，全球光伏产业高速发展。

第一阶段，1996年之前，美国光伏市场占全球市场份额达32.1%，年复合增长率达25%，当之无愧地成为世界光伏市场中心。

第二阶段，1996～2002年间，日本光伏市场保持了35%的年均增长，一跃成为光伏市场最大消费国，近年日本市场小幅回落，但销售的存量仍位居世界前列，2007年光伏电站存量达1GW（109W）左右。

第三阶段，2003至今，欧盟成为绝对的市场主力，这得益于德国和西班牙等国的光伏补贴政策，快速刺激了欧盟市场中心的形成，目前我国有近80%的光伏产品出口至欧盟地区。

4光伏电池的发电原理太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。能产生光伏效应的材料有很多种，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓等。其发电原理基本相同。晶体硅电池的发光原理

原理描述：当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传给了硅原子使电子发生跃迁，成为自由电子在P-N结两侧聚集形成电势差，当外部接通电路时，在该电压作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是光能转换成电能的过程。5光伏电池分类太阳能电池是利用半导体材料的光电效应,将太阳能转换成电能的装置。能产生光伏效应的材料有很多种，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓等。其发电原理基本相同。太阳能电池按技术分类及规模化生产转化效率

从技术成熟度、转化效率及材料来源几方面综合判断，未来5-10年太阳能发电技术占主流的仍为晶体硅（以对晶硅为主）和非晶硅薄膜技术。目前市场占有率：多晶硅约52%，单晶硅约38%，非晶薄膜约8%，其他化合物薄膜约2%。太阳能电池的转换效率是指电池将接收到的光能转换成电能的比率。6光伏电池分类

几种主要太阳能电池比较

7目前技术路线仍以晶体硅为主晶体硅与薄膜电池的比较资料来源：爱康科技招股书，中信建投2005年-2009年全球太阳能光伏电池结构由于晶硅电池生产工艺稳定、转换效率较高，是应用最多的太阳能电池。从2010年的市场表现来看，薄膜电池对传统的多晶硅太阳能电池市场仍未形成有效冲击，后者仍旧占据着整个光伏电池市场接近90%的市场份额。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转化为电能的一种技术。转换的关键元件是太阳能电池，从历年全球太阳能光伏电池结构来看，晶体硅电池一直占据主导地位。8举例：多晶硅太阳能电池的制造过程铸造/切片-芯片制造-封装

9光伏产业链晶体硅太阳能电池产业链主要环节晶体硅太阳能组件结构晶体硅太阳能产业链上下游企业分工10光伏产业链晶体硅太阳能电池产业链基本由五个环节组成，分别是高纯多晶硅原料生产、单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸、硅片切割、电池芯片制造、组件及系统封装与应用。晶体硅太阳能电池产业链主要环节

太阳能级高纯多晶硅原料生产由于资金密集、技术密集、高能耗以及回收周期长等原因，进入壁垒相对最高。产业链中游的太阳能电池芯片制造进入壁垒次之，该环节主要是技术密集，工艺和设备要求较高，芯片转换率的高低决定了企业的盈利能力。硅片切割环节由于厚度及破片率等要求较高，也有一定壁垒。相对来说，单晶硅拉制、多晶硅定向浇铸、组件及系统封装与应用的壁垒较低。从企业数量上看，我国目前从事光伏行业的企业数达到580多家，其中多晶硅企业约20家、硅片和电池企业各约70-80家，而光伏组件企业则超过400家。11晶体硅太阳能产业链情况晶体硅太阳能产业链上游原材料包括硅料、硅片、铝型材、EVA粒子等，中游包括电池片、封装EVA胶膜、玻璃、背板、接线盒、太阳能边框及其组合而成的太阳能电池组件、安装系统支架、逆变器等；下游为各类安装应用系统。晶体硅太阳能产业链上、中、下游企业分工资料来源：爱康科技招股书，华泰联合证券组件总成本=硅料成本+硅片加工成本+电池片加工成本+组件加工成本。12晶体硅太阳能产业链情况资料来源：爱康科技招股书晶体硅太阳能组件结构晶体硅组件由互相联接的电池片组、EVA胶膜、盖板玻璃、背板层压封装起来的，用硅胶密封、铝框固定，底部配上接线盒。电池片：太阳能光伏发电组件的重要核心部分，其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生光电转换反应。太阳能边框：进一步密封电池组件，增加组件强度，起到一定保护作用延长电池组件的使用寿命；作为组件与建筑或者支架连接载体。EVA胶膜：光伏组件封装主要材料，主要成分是由乙烯和醋酸乙烯共聚而成的一种聚合物。玻璃：用来封装电池片，可以提高其光的吸收性和光电的转换效率。背板：用来对层压件密封、绝缘、防水，起到保护作用。硅胶：密封作用，用来密封组件与太阳能边框、组件与接线盒交界处。接线盒：保护整个发电系统，起到电流中转站的作用，在组件背面引线处焊接一个接线盒，实现电池与其他设备或电池间的连接。以最具代表性的156*156多晶硅太阳能电池组件为例，其价格构成情况如右表所示：13我国光伏行业特点与市场概况我国光伏行业特点附一：我国太阳能光照小时分布附二：中国光伏发电成本预测中国的新能源利用现状14我国光伏行业特点资料来源：爱康科技招股书特点三：低水平竞争，产能利用率低特点二：两头在外，受海外市场影响大特点一：生产大国，消费小国特点四：空间巨大，等待时机多晶硅占据全球产能约60%，硅片产能约为70%，多晶硅电池产量近70%，组件产能约占到70%。2010年全球新增光伏装机达到16.7GW。而中国2010年新增光伏装机量占比不到全球的3%。90%以上的光伏组件用于出口。关键技术设备、主要市场需求、原料均来自国外。晶体硅太阳能电池生产线的高端设备仍需进口，薄膜太阳能电池主要生产设备同国外还有较大差距，部分太阳能电池用配套材料(重要辅材）大多依赖进口。我国太阳能电池约90%依赖出口，两头在外的局面制约了我国光伏产业的快速发展。大多数企业集中于壁垒较低的组件加工生产环节，各环节单兵作战且盲目扩产。2010年，国内多晶硅产能利用率仅为52.94%，硅片硅锭产能利用率为47.83%，晶体硅电池产能利用率40.48%，太阳能薄膜电池产能利用率则仅为20%。国内太阳能光伏市场潜力巨大，大规模启动须政策扶持及发电成本有效下降的双重配合。15中国的新能源利用现状

资料来源：国家能源局、EWEA,SEMI中国新能源利用现状对比欧洲发电装机总容量数据来看，截至2010年底，中国发电装机总容量已经超过欧洲，但非化石能源的比例基数较低，远低于欧洲的46%。在2010年新增发电设备容量中，非化石能源的比例达到35.8%，虽仍低于欧洲的41%，但已有显著进展。但光伏发电装机容量仍处于较低水平。16附一：我国太阳能光照小时分布

资料来源：

国信证券我国太阳能光照小时分布我国光照条件丰富，尤其是西北部地区。部分地区的年光照超过3000小时，有效光照发电小时数也在2000小时以上。而中东部地区有效光照利用小时普遍在1000-1500。平均来说，全国平均年有效光照发电约1320小时，西北地区平均约1560小时，东部沿海平均约1270小时，资源差地区平均约为1020小时。17附二：中国光伏发电成本预测

资料来源：SEMI中国光伏发电成本预测根据SEMI预测，在未来10年内，中国光伏发电成本将会不断下降。光照条件好的地区在2012年左右能够实现“一元一度电”。18我国光伏行业投资价值分析背景1：国内光伏市场发展滞后，2011年开始全面启动结论1：上游多晶硅产能扩张明显，成本为王结论2：硅片/电池/组件产能过剩，洗牌不可避免背景2：十二五国内光伏市场将高速增长结论3：设备升级仍可关注结论4：辅材机遇-再演进口替代结论5：未来潜在领域-BIPV19国内光伏市场发展相对滞后2010年中国新增光伏装机量占比不到全球3%资料来源：欧洲光伏产业协会（EPIA）《至2015年全球光伏市场展望》报告成本的快速降低和政策的大力扶持使得全球光伏行业在近几年实现跨越式发展，2010年全球累计光伏装机容量39.8GW，新增装机容量16.7GW，同比增长134%。2010年全球新增光伏装机达到16.7GW

从2004年德国政府推出太阳能发电补贴政策后，太阳能市场发展速度一直较快。09年受金融危机影响行业发展速度减缓。金融危机后光伏行产于09年三季度开始快速复苏，并在2010年恢复迅猛的发展势头。国内光伏行业发展一直处于比较滞后的状况，2010年国内新增光伏装机量仅为500MW，而全球2010年装机高达16.7GW，仅德国装机就将近8GW，最重要的原因还在于缺乏补贴政策扶持。

1996年底国内光伏发电装机容量仅为1兆瓦，2007年突破100兆瓦。2009年金太阳政策出台提振国内光伏行业，2010年底装机总量达到893兆瓦，同比增139.4%，占世界的份额从1996年末的0.2%上升到2.2%。202011年国内光伏市场有望全面启动风电在2006年国家扶持政策之后的装机出现“井喷”虽然目前国家对于光伏的扶持不会像当年风电行业那么激进，但是光照条件充足的部分地区未来几年装机总量超预期是大概率事件，有望带来光伏行业的繁荣。国内光伏上网标杆电价正式出台资料来源：发改委、华泰联合证券、国信证券国内光伏产业长期处于“为他人做嫁衣”的阶段，90%以上的光伏组件用于出口。随着今年光伏产品价格全线大幅下降以及光伏标杆上网电价政策出台，国内光伏市场有望全面启动。2006年1月《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》解决了风电上网电价的问题，也直接导致了风电行业装机量今后五年的爆发式增长。21十二五国内光伏市场将高速增长西北地区光伏市场率先启动欧洲光伏产业协会最新报告预测，温和情景下中国2015年累计光伏装机超过10GW，良好的政策驱动下有望超过18GW，复合增长率近70%。历史数据显示，EPIA的政策驱动情景预测结果更加接近实际。EPIA：2011-2015全球光伏市场新增装机容量情景预测资料来源：欧洲光伏产业协会（EPIA）《至2015年全球光伏市场展望》报告，高盛高华，国信证券

我国光照条件丰富，尤其是西北部地区。组件价格持续下降，以及优惠上网电价将带动西北地区光伏市场率先启动。而中东部地区有效光照利用小时普遍在1000-1500，目前上网电价仍然很难刺激其装机需求，还需等待国家后续政策。

高盛：假设光伏安装成本2.5美元/瓦,20%股权投资,1.15元每千瓦时上网电价，西部省份（1,600日照小时数）太阳能项目的内部股权收益率为8.9%，吸引力高于风电项目。22上游多晶硅生产技术不断改进冷氢法技改大势所趋资料来源：国海证券研究所改良西门子法因技术相对成熟，可以在相对较低的成本生产高纯度的多晶硅，是目前多晶硅生产的主流技术，在全球多晶硅产能的80%，在我国的多晶硅产能中份额超过90%。改良西门子法是多晶硅提纯的主流改良西门子法下多晶硅生产能耗70-250度/Kg,生产成本18-45美元/Kg,企业间差距很大，除生产规模之外，主要是各企业在改良西门子法的各个生产环节的采用的细分技术不同。改良西门子法的生产工艺包括“合成、提纯、还原、尾气回收”四个环节。其中在合成环节使用传统的热氢法技术还是使用冷氢化技术在多晶硅生产成本上就可以相差10美元/Kg

。2009年以前，冷氢法技术基本不对中国出售，2009年之后，保利协鑫等企业使用冷氢法进入市场，多晶硅生产成本已经降低至20美元/kg，拥有绝对优势。而使用热氢法的许多企业，多晶硅生产成本依然停留在30-40美元/Kg。23上游多晶硅产能扩张明显成本为王硅片成本曲线资料来源：中金公司研究部全球多晶硅产能在2011年4季度开始大幅放量，年末产能将达27.4万吨，同比增速为51%。明后年的计划产能增速仍维持较高水平。如果按照全球光伏装机量预测值（按1w需约6.5g多晶硅）和明后年规划产能计算，产能利用率将降至50%-60%。全球多晶硅产能在4Q11开始放量2012年供需局面完全转变高成本的过剩产能将转为无效产能。按20GW装机需求测算的硅片的均衡成本为0.46美元/瓦，而电池、组件两个环节的加工成本约0.5-0.6美元/瓦，按此计算明年组件价格大约在1-1.1美元/瓦。资料来源：长江证券，金浦公司整理

04年年底以来，多晶硅价格从70美元/千克涨到08年的475，之后直线下滑，近七年的底部为50美元/千克。2012年此底部有可能被击穿。（价格甚至可能跌落至25-35美元/千克。）目前全球前四大多晶硅生产厂商的生产成本都在30美元/公斤以下，保利协鑫2010年底的成本23.5美元/公斤，预计2011年可做到20美元，2012年可以做到18美元/公斤以下。24硅片/电池/组件产能过剩，洗牌不可避免中国太阳能电池组件重点企业的产能情况（MW）

资料来源：国海证券研究所光伏产业的“硅片-电池片-组件”环节，进入壁垒相对较低，其本质是一个加工制造行业。2010年出现的短期高利润必然吸引众多市场进入者，引发行业竞争加剧。因此，这些环节长期不可能维持2010年的30%的高利润率水平。晶硅光伏发电产业链各环节的市场情况资料来源：国海证券研究所

截止2011年6月上旬，硅片、电池片、组件产品价格已经使产品回归10%-15%毛利润率，致使成本较高的中小企业停产，部分潜在新进入者驻足观望。SolarZoom根据国内超过300个光伏电池厂商的扩产计划统计分析，2011和2012年总产能将分别达到51GW和66GW。其中，具有成本竞争力及市场领先地位的一线电池厂商在2011年和2012年的产能为24GW和34GW。电池、组件企业未来将走规模化，品牌化路线，虽然利润率下降，但销量提升，规模化、一体化和成本优势决定企业竞争力。25组件价格持续下降是必然趋势资料来源：中信建投2011年初主要光伏应用国家德国和意大利削减了光伏补贴，加上欧洲债务问题集中爆发，导致上半年装机量大幅萎缩。2011年晶硅光伏主要部件价格大幅降价2010年行业的飞速发展也促使国内相关产能迅速扩张。保守估计，目前国内从硅片到电池片再到组件，各环节产能均在40GW以上，而今年全球需求在20GW左右。严重的供过于求以及上半年需求的萎缩导致光伏产品价格在2011年上半年出现了大幅下跌。长期来看，大量资本投入、技术水平提升和规模效应使光伏组件价格持续下降成为必然。26设备升级仍可关注主件生产各环节主要设备 资料来源：国泰君安研究所晶硅光伏发电产业链各环节的市场情况资料来源：国海证券研究所国内光伏设备上市企业有精功科技（从铸锭炉起步，逐步延伸到剖锭炉、切片机等硅片生产线上其他关键设备）和京运通（单晶硅生长炉和多晶硅铸锭炉）装备是产业链的基础、尤其对于“硅片-电池片-组件”的加工制造环节，设备的折旧是成本的重要组成部分，也是决定生产效率的主要因素。设备需求虽然国内产能相对过剩，扩产进度可能放缓，但优势龙头企业的扩产依然会有条不紊，可关注光伏一梯队企业的设备供应商。成本是产业核心，某项技术成熟并达到成本优势所带来的设备更新换代趋势不可小觑。此外，辅材等生产环节的进口设备替代同样潜力很大。产能扩建更新换代27辅材再演进口替代重要辅材资料来源：亿晶光电，金浦投资整理辅材的需求量源自国内太阳能电池的产量，除受益全球光伏需求量的增加外，还受到国产电池份额的上升、进口替代等因素的影响。其需求增速将有可能远高于行业整体增速。多晶硅光伏组件生产成本构成目前在光伏辅材中，切割线、银浆、EVA胶、TPT背板膜依然全部或部分依赖进口。资料来源：亿晶光电，金浦投资整理28辅材再演进口替代资料来源：国海证券研究所，金浦公司整理按照光伏市场需求20GW粗略计算，EVA胶膜、盖板玻璃和背板的市场容量分别达到46亿、51亿和61亿元，而耗材银浆仅国内市场需求就超过100亿元。光伏辅材相关概念上市公司汇总使用减反射盖板玻璃后，组件的功率提升在1%-2%之间，经济效应显著。辅材的市场机会每MW的电池组件需要EVA膜约14000平方米，主要原料EVA树脂目前完全依赖进口。29辅材再演进口替代（续）资料来源：中信建投研究发展部，金浦公司整理辅材的市场机会(续)国内仅苏州固锝(苏州晶银)和海通集团(亿晶光电)分别有50-100吨银浆规划产能，目前仅月产3-5吨。目前国内有多家公司在积极建设PET产能，PET膜将逐步实现进口替代。氟树脂国内产能非常有限且性能不够。背板结构示意图背板电绝缘性能主要由PET基膜提供，而PET基膜两侧的材料提供防紫外辐射性能，这是因为长期的紫外线照射会导致PET基膜绝缘性能变差，从而引起组件短路，危害整个发电系统。所以，PET基膜和两侧材料是背板的核心。电池背板位于组件的背面的最外层，在户外环境下保护和支撑电池组件不受水汽侵蚀，阻隔氧气防止氧化，主要技术要求包括：机械强度、耐湿热老化性能、耐紫外辐射性能、电绝缘性能、与EVA粘结强度等，可以反射阳光，提高组件的转化效率，具有较高的红外发射效率，可以降低组件的温度。30辅材再演进口替代（续）资料来源：中信建投研究发展部，金浦公司整理目前光伏背板主要采用复合和涂布两种主流技术。复合技术就是将氟材料和PET基膜用粘结剂复合，是市场的主流技术。涂布技术是在PET基膜上直接涂布氟材料，可以节省氟材料和粘结剂以降低成本。背板制作工艺复合技术就是将氟材料和PET基膜用粘结剂复合，是市场的主流技术。复合技术的代表性产品是TPT、TPE复合膜。TPT采用杜邦的Tedlar膜与PET膜用粘结剂压合；TPE复合膜一面为PVF薄膜（Tedlar），另外一面为EVA，中间为PET厚膜。2010年TPT膜占据约40%的市场份额。由于Tedlar膜价格居高不下，导致TPT膜成本也比较高。注：Tedlar是杜邦公司的注册商标，学名聚氟乙烯，也叫PVF薄膜。涂布技术是在PET基膜上直接涂布氟材料，可以节省氟材料和粘结剂，成本降低近50%。由于光伏产品要进入一线厂商需要较长时间的测试，且对于供应商的生产规模、产品质量都有很严格的要求，采用涂布技术的背板目前主要应用在二三线厂商。苏州中来是采用涂布技术的代表性公司，与主流的复合型背板相比，成本降低近50%，价格降低1/3；目前背板毛利水平接近30%。公司主要客户包括江苏林洋、拓日新能、银星能源等。涂布技术的背板具有价格优势，目前仍处在推广阶段。目前复合和涂布两种背板技术基本处于并行状态。复合技术更加成熟，而涂布技术可能具备更高的性价比。短期内市场仍以复合技术为主导，未来行业发展趋势取决于技术发展、产品质量和成本变化。。31辅材再演进口替代（续）资料来源：中信建投研究发展部，金浦公司整理目前，全球前5名厂商为奥地利的IsovoltaicAG、意大利的Coveme、美国的Madico、德国的Krempel、日本的Toyal。依据Frost&Sullivan在2010年7月的报告显示，这五家企业市场占有率高达88%。全球前5名厂商出于垄断地位 国内背板产业还处于起步阶段，与国外依然有一定的差距。国内企业多分布在长三角地区，开发的背板类型主要有复合型和涂布型两大类。国内主要太阳能电池背板厂商情况

近几年，受背板市场巨大吸引力的刺激，新进入者不断涌现，包括几家大型的跨国公司，例如：3M、Mitsubishi、Honeywell（霍尼韦尔）等，还有一些区域类的公司，比如：Dunmore和Flexcon，以及国内的苏州中来、苏州赛伍等。32辅材再演进口替代（续）资料来源：中信建投研究发展部，金浦公司整理

当前，国内背板产业还处于起步阶段，与国外依然有一定的差距。国内企业多分布在长三角地区，开发的背板类型主要有复合型和涂布型两大类：以苏州赛伍、乐凯、汇通为代表的企业，主要采取以PVDF或ETFE等氟膜与PET膜，通过胶粘剂粘结复合而制备复合型背板，其氟膜基本依赖进口，背板制造成本较高。以