光伏硅片行业下游电池片行业分析

光伏硅片行业下游电池片行业分析光伏硅片行业下游电池片行业近年来，以通威股份、爱旭股份为首的专业化电池片厂商不断扩大产能规模，2021年通威股份电池片产量位列全球第一、产能位列全球第二，爱旭股份电池片产能产量均位列全球第三，专业化电池片厂商市场领先地位稳固。与此同时，一体化厂商也加速电池片扩产，将电池片作为配套环节以增强主业的盈利能力和风险防控能力。据集邦新能源（EnergyTrend）数据统计，预计2022年末全球电池片产能将达到520GW，相当于同时点硅片产能的128．00%，电池片对硅片的需求缺口较为明显。从现有电池片和组件的产能配比来看，截至2021年末，全球已建成电池片产能423．5GW，组件产能465．2GW，电池片产能占组件产能的91．04%；再结合一体化企业对电池片和组件的产能规划，根据solarzoom的统计，2022年一体化龙头企业规划中的电池片产能约195GW，组件产能约237GW，电池片拟新增产能不足组件拟新增产能的83%，一体化厂商对第三方电池片的产能需求呈现扩大趋势，专业化电池片厂商发展潜力巨大。随着专业化电池片厂商产能规模的持续扩张，预计专业化硅片厂商的市场需求将得到充分保障。电池片制备技术变革带来的电池光电转换效率提升是光伏发电成本下降的重要路径之一。在相同的光照条件下，电池的光电转换效率越高，发电量就越多，对应光伏发电的单瓦成本就越低，越有利于太阳能发电系统的推广应用。因此，提升光电转换效率是电池片行业技术研发的重点方向。发射极及背面钝化（PERC）电池技术具有高转化效率、制程相对简单、设备和工艺成熟等优势，已成为目前主流的高效技术路线，但2021年单晶PERC电池量产平均转换效率达到23．1%，已接近24%的量产效率极限；其他高效电池技术包括隧穿氧化层钝化接触（TOPCon）电池技术、交指式背接触（IBC）电池技术、异质结（HJT）电池技术等N型高效电池技术，具有更大的效率提升潜力，量产转换效率有望达到26%。诸多高效电池技术经过近年来的持续验证，从2021年起逐步进入大规模量产的导入期，电池行业现有厂商及新进入企业均积极布局高效电池产能。据集邦新能源（EnergyTrend）数据统计，预计2022年末N型电池片产能将达到57．8GW。因此，高效电池技术的发展和应用将有效拉动对上游高效硅片的需求。光伏度电成本持续下降，平价上网逐渐落地随着光伏产业技术水平持续快速进步，光伏发电成本步入快速下降通道，根据国际可再生能源署（IRENA）发布的《2020年可再生能源发电成本报告》，全球晶硅光伏发电项目加权平均发电成本由2010年的约0．381美元/度下降至2020年的约0．057美元/度，下降幅度达85%，为发电成本下降最快的能源之一。根据IRENA预计，2022年全球太阳能光伏发电的平均成本将进一步降至0．040美元，同比下降30%，届时将比燃煤发电成本低20%以上。根据当前的技术发展和成本变动趋势，行业普遍预期未来数年内，光伏发电将大范围达到或接近常规能源发电成本，成为一种具有成本竞争力的、可靠的和可持续的电力来源，届时全球能源供给将步入太阳能时代，从而极大带动中上游产业的健康持续发展。行业整体发展格局和市场化程度在光伏行业发展早期，欧美等发达国家光伏产业起步较早，且基础工业较为发达，因此产业链完整且技术较为领先，在高端设备领域具有优势，但在光伏产品制造领域不具有成本优势。进而产业链中低附加值的中间加工环节逐步向中国等新兴国家转移，中国光伏市场一度形成了两头在外的被动发展格局。但凭借良好的产业配套优势、人力资源优势及成本优势等，通过自主创新与引进消化吸收再创新相结合，我国光伏产业逐步形成了具有我国自主特色的技术、市场体系。近年来，我国光伏产业迅速发展壮大，目前已形成了从高纯硅材料、硅锭、硅片、电池片、组件到系统集成的完整产业链，并连续多年全产业链规模位居世界第一，光伏电池制造技术达到世界领先水平，主要光伏生产设备及配套材料已基本实现国产化，太阳能光伏产业已成为我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业。太阳能光伏产业目前主要以民营投资主体为主，行业市场化程度较高。光伏产业链概况推动碳中和已成为全球的共识，包括中国、美国、欧盟、英国、日本、加拿大在内的超过120个国家和地区提出了碳中和目标。在光伏装机需求快速增长的带动下，预计2021—2025年，中国多晶硅产业对工业硅需求增长率将超过30%，对工业硅的需求增长将起主导作用。本文主要从光伏角度切入，从原料构成、重点环节、发展历史，以及光伏发电成本下降、光伏装机容量快速发展、产业链分布及趋势等角度介绍光伏产业。光伏发电是太阳能发电的重要分支，主要是指利用太阳能电池直接将太阳光能转化为电能，而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换。按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类：一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池等。晶硅光伏电池起步早、效率高、成本低，是目前光伏市场的主流。晶硅光伏产业发展历史从光伏产业链的发展来看，光伏发电大规模商业应用要从2004年德国率先推出可再生能源法案补贴开始，光伏发电行业呈现强劲发展的态势，众多光伏厂商进行产能扩张，全球光伏发电装机容量快速增长。2011年之后，欧洲各国调整政府补贴政策，降低政府补贴，光伏行业快速出现供过于求，价格大幅下跌，众多知名光伏组件厂商因此停工甚至倒闭。自2013年以来，我国发布《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，此后一直引领着新的太阳能光伏装机增长。根据IEA的统计数据，截至2021年年底，全球已安装843GW以上的太阳能光伏系统，中国带动了大约70%亚洲市场和40%全球市场装机量。近年来传统能源价格高企，光伏发电的成本优势增加，叠加碳中和对清洁能源的需求增加，因而光伏发电的投资快速增长。根据IEA的统计数据，光伏发电在化石能源价格普遍上涨的情况下，成本优势凸显，尤其是在欧洲地区。光伏发电是可再生能源的重要发展方向。随着产业技术进步和迭代，比如太阳级硅材料能耗下降，光伏电池效率提高，基片继续减薄，原材料用量减少，光伏发电系统的能量回收期缩短，光伏发电的优势逐步显现。根据IRENA报告，2010年至2021年，新投产的公用事业规模太阳能光伏项目的全球加权平均LCOE（LevelizedCostofEnergy），即平准化度电成本，用于比较和评估可再生能源发电的综合经济效益，下降了88%。最新数据显示，2021年投产的新公用事业规模太阳能光伏项目的全球平均LCOE同比下降13%，从0．055美元/千瓦时降至0．048美元/千瓦时。太阳能光伏发电的快速发展，一方面受益于化石能源价格的大幅上涨，太阳能光伏发电相对其他能源的成本优势凸显；另一方面由于自身行业技术进步引导成本快速下降，成本优势带动投资增加。根据IEA的统计数据，超过50%的可再生能源方面的投资均投入了光伏太阳能发电行业，太阳能光伏是2022年全球电力行业的最主要投资。随着成本优势带动光伏产业链投资大幅增加，光伏产业链装机容量快速发展。从中国市场来看，据中国光伏产业联盟（CPIA）数据，2022年1—10月我国新增光伏装机同比增长98．7%，达到58．24GW．从更远期的全球市场来看，未来太阳能光伏装机容量将位居电力市场累计装机量第一。根据IEA的最新报告，2022—2027年，可再生能源发电量将增长近2400GW，比去年报告中的预测高近30%，这也是IEA有史以来最大的一次向上修正。预计未来5年可再生能源将占全球电力扩张的90%以上，到2025年年初将超过煤炭成为全球最大的电力来源。而太阳能光伏发电的装机容量将在2023—2027年依次超过水电、天然气和煤炭，并在2027年超过2350GW，占比达到第一。中国光伏行业发展现状从最初的可再生能源节能降耗，到智能化、数字化规模应用，再到如今智慧能源行业不断突破、打造建构绿色供应链体系，光伏行业正迎来新的发展和变革。二十年前，中国光伏产业一穷二白，原材料、市场、技术全部源自于国外。而如今，中国光伏已是制造世界第一、装机世界第一、发电量世界第一。2021年，中国光伏产业链的多晶硅、硅片、电池、组件四大环节的产量在全球占比皆超过70%，已然主导了世界光伏产业格局。近年来，中国光伏行业也在频繁突破世界纪录，这固然是技术研发的巨大进步，但此种进步几乎都局限于细分技术路线中，如N型TOPCon、HJT、IBC、单晶PERC电池等。工业硅位于硅基材料产业链的顶端，是硅能源产业链发展的核心原料。工业硅，又名金属硅、结晶硅，是由硅石经碳质还原剂在矿热炉中还原所得。我国是全球最大的工业硅生产与消费国。2021年，我国工业硅产能499万吨，产量321万吨，分别占全球工业硅产能和产量的79%和78%;工业硅消费量313．2万吨（含出口），其中国内消费量235．8万吨，占全球消费总量的56%。按照2021年均价计算，我国工业硅市场规模约644亿元。在能源转型以及双碳目标的影响下，预计2025年我国工业硅的需求量将达到480万吨，市场规模将近千亿元。在光伏产业相关政策的不断完善和大力支持下，中国光伏产业发展迅速，已呈现区域化、集群化，临近企业之间形成产业链互补和经济合作，产业竞争力实现了整体提高。随着国家政策对光伏产业支持力度的不断加大，产业市场规模仍将保持高幅度增长趋势。数据显示，2021年我国光伏发电新增并网容量5488万千瓦，其中集中式光伏电站2560．07万千瓦，分布式光伏2927．9千瓦。截至2021年底，我国光伏发电累计并网容量30598．7万千瓦，其中集中式光伏电站19847．94万千瓦，分布式光伏10750．8万千瓦。2021年全国光伏行业立足碳达峰碳中和，把握行业发展机遇，克服全球疫情反复、经济形势严峻、国际贸易壁垒等不利影响，持续深化供给侧结构性改革，加快推进产业智能创新升级，行业运行整体向好，实现十四五良好开局。随着全球加快应对气候变化，光伏市场需求持续增加，数据显示，我国光伏行业在2021年继续高歌猛进，制造端产值突破7500亿元，光伏产品出口额创历史新高，超过280亿美元。2021年，我国光伏新增装机创历史新高，达到54．88GW。晶硅光伏组件原料构成从光伏产业链的原料构成来看，主要的原料包括硅料、白银、光伏玻璃、铝、铜等。从重量的角度来看，玻璃的占比最高，在68%—72%，铝的占比也高达12%—14%，而硅料的占比仅为3%—4%，与铜差不多。但从价值的角度来看，由于硅料和白银的价值较高，因此占比重较高，硅料的占比高达35%—45%，白银的占比则达到9%—23%，玻璃占比为11%—15%，铝和铜的占比分别为9%—12%和5%—12%。由于2021年大宗商品价格的波动率较高，因此基于价值的评估的波动范围较大。硅作为占比最大的原材料，对晶硅光伏产业链的发展起着至关重要的影响。光伏产业链从原料到终端应用，主要的核心环节包括工业硅、多晶硅、硅片、电池片、组件、光伏电站。据调研了解，整个光伏产业按照传统工业划分，不同的环节分属不同的行业。一般来说，上游包括工业硅、多晶硅、硅片的生产，比如硅石生产工业硅属于熔炼行业，由工业硅生成多晶硅属于化工行业，而切片则属于电子产品制造行业。中游包括光伏电池、光伏组件以及逆变器环节，属于电子和装配行业，最后建成分布式或集中式电站则是建筑行业。此外，光伏产业链未来一体化发展将成为趋势，一方面，从中下游来看由于拉晶到切片环节以及电池片到组件环节的一致性要求高，为了保证质量，一般会同步建设；另一方面，从中上游来看，为了保障原料稳定供应和产品质量，多晶硅企业也多在布局上游工厂。光伏产业链分布在全球经济大变局的时代，未来随着光伏产业的发展，市场对光伏产业原材料的需求将快速增长，目前我国在光伏产业链中的主导地位，有利于我国光伏产业的稳定发展。从光伏产业链产能分布的角度来看，我国在全球光伏产业链的各个环节中都占有绝对优势。根据IEA的统计数据，中国光伏产业链各环节产能均占全球比例的75%以上，晶圆占比超90%。2021年，中国生产了约80%的多晶硅太阳能光伏组件，剩余市场份额则主要在德国、马来西亚和美国。未来5年，我国可再生能源累计发电量预计将翻番，主要增量来源于光伏发电和风力发电。据CPIA数据，我国30个省市自治区已明确十四五期间风光装机规划，其中26个省市自治区光伏新增装机规模超406．55GW，未来4年新增355．5GW．目前我国在光伏产业链中的主导地位，有利于保障光伏产业原料供应和价格稳定，有利于保持我国光伏产业发展优势，有利于国家在能源转型的过程中有更好的能源安全保障。目前海外光伏产业的发展对我国出口产品依赖度较高，欧美依然积极发展本土产业和在东南亚布局新的光伏产业链以减少中国在光伏市场的影响力，保障供应链的稳定。整体生产成本是影响光伏市场布局的重要因素，从IEA数据可以看出，东南亚和印度市场的组件生产成本相对较低，因而目前发展得较快。预计随着北