光伏用湿法添加剂行业市场突围战略研究

光伏用湿法添加剂行业市场突围战略研究

光伏行业胶膜集中度高光伏胶膜用于粘接玻璃/背板与电池片。光伏胶膜主要用于光伏组件的封装环节，是光伏组件的关键材料。光伏胶膜在一定条件下会发生熔融粘结与交联固化，将玻璃/背板与电池片粘结起来，并起到保护电池片的作用。太阳光通过玻璃、胶膜照射到电池片上产生电流，因此胶膜需要具备高透光率。同时为保证光伏组件的工作年限达20年以上，对胶膜耐候性、粘结强度、耐老化等性能要求较高。光伏胶膜生产工艺步骤包括混料混拌、熔融挤出、压延、压花、切割、收卷。光伏胶膜的生产以EVA/POE树脂为主要原材料，辅材包括交联剂、增粘助剂、抗老化剂等。根据福斯特数据，在EVA胶膜生产成本中，树脂成本占比超过81%，其他辅材成本占比9%，制造费用占比8%。胶膜生产第一步是混料混拌，即将树脂颗粒以及相应助剂按比例配好，加入混拌机，在密闭回转状态下混拌一段时间。熔融挤出就是将混拌好的上述材料进一步混合、熔融，并从挤出口挤入压延机。压延指利用压辊压力将上述挤入物压制成薄片。压花指通过花辊和压辊将上述薄片表面压出一定形状的花纹。然后按产品的不同宽度要求进行切割，待切割好后，按照一定长度收卷得到成品。根据树脂原材料的不同，可以将胶膜分为EVA胶膜、POE胶膜和EPE胶膜。EVA胶膜以EVA树脂为主要原材料，分为透明EVA胶膜和白色EVA胶膜，白色EVA胶膜在透明EVA胶膜原材料的基础上混入了白色填充物，例如钛白粉。POE胶膜以POE树脂为主要原材料。EPE胶膜又称共挤型POE胶膜，将EVA与POE共挤压膜，结合了两者的优点。市场化的EPE胶膜共有三层，两边的EVA层、POE层以及中间的共聚物树脂抗极化层。由于成本等原因，目前主要商业化应用的胶膜是透明EVA胶膜，2020年市占率达61．40%。白色EVA胶膜市场占比17%，POE胶膜市场占比14%。行业壁垒较高，市场集中度高。光伏胶膜行业具有较高的壁垒，包括技术壁垒、客户壁垒以及资金壁垒。光伏组件的运营寿命较长，达20年以上，因此对胶膜的透光率、收缩率、延伸率、剥离强度、交联度、耐老化等方面有严格要求，这也造成了胶膜配方、改性技术、生产工艺方面的高技术门槛。对于国内光伏组件厂商，海外市场占据相当大的比重，而国际认证是光伏组件产品进入相关进口国的通行证（如：TUV认证、UL认证、JET认证），该认证有严格的标准和复杂的认证程序，组件厂商不会轻易更换上游供应商，造成了上游胶膜行业具有较高的客户壁垒。胶膜行业对生产设备，生产技术等要求高，其购买与维护成本高昂，具有一定的资金壁垒。经过多年的发展，国产胶膜市占率不断提高，胶膜产能不断从海外向国内转移。根据CPIA的数据，2020年福斯特市占率达到了55%，斯威克和海优新材分别占比13%和11%。各大企业不断扩产。为抢占市场和满足日益提高的光伏性能要求，各大龙头公司纷纷开启扩产之路。POE胶膜因其优异的性能，能够适用于双玻组件，成为了各大企业扩产的重要选择。以福斯特为例，公司原计划于2021年在浙江杭州投产2亿平的POE胶膜，并有7．5亿平的EVA胶膜+POE胶膜分别计划于2022/2023年投产。光伏添加剂行业发展概况能源和环境问题是各国经济可持续发展的突出问题。随着传统能源如煤炭、石油和天然气的大规模开采利用，生态环境保护的压力与日俱增，而社会经济的不断发展使得全球能源需求持续增长，进一步突出了能源和环境问题。在此背景下，发展太阳能、风能及水力发电等各种可再生能源已成为世界各国的战略共识，其中太阳能因具有成本低廉、清洁环保、受地域限制少等诸多优点，逐渐成为新能源领域重点发展的产业之一。光伏发电是指利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转变为电能的技术。光伏行业是以光伏发电技术为核心，围绕硅材料的应用开发形成的光电转换产业链，包括上游的高纯多晶硅原材料生产、中游的太阳能电池和组件生产、下游的集中式/分布式光伏发电站建设等。行业光伏添加剂产品主要应用于太阳能电池片的生产环节，位于光伏产业链的中游，是太阳能电池片生产工艺中清洗制绒、刻蚀抛光环节的重要辅助材料。优质的光伏添加剂在提高太阳能电池片光电转换效率、加快电池片制备速率以及减少制备过程中化学品消耗等方面具有重要意义，是电池片制造环节降本增效的重要材料之一。光伏行业中游产业近年来在市场需求和政策支持的双重推动下，光伏企业抓住发展机遇，积极提升产能规模，中国光伏组件产能持续提高。2018-2021年中国光伏组件产能呈现大幅度增长趋势，2021年光伏组件产能已达到350GW，同比增长59．1%，相较2018年增长了220GW，照该形势估计，2022年我国光伏组件产能将达到397GW。随着国内外光伏新增装机容量增加，国内外对中国光伏组件的需求扩大直接拉动了中国光伏组件产量的增加。2017-2021年中国光伏组件产量保持较大幅度增长趋势。并且光伏组件产量的增速在2018-2021年逐年加快。2021年中国光伏组件产量达到182GW，同比增长46．1%，相较2017年增加了106GW。近两年天合光能的营业情况也出现较大变动，其中光伏组件营业收入由2020年的220．53亿元上升至2021年的343．95亿元，同比增长56%。光伏组件营业成本由2020年的187．68亿元上升至2021年的301．21亿元，同比增长60．5%。2021年天合光能的光伏组件营业收入比营业成本高出近43亿元。光伏发电成本不断下降，平价时代到来光伏行业发展前景广阔。与化石能源相比，太阳能具有储量丰富、利用过程清洁等诸多优点。在全球呼吁控制碳排放的今天，太阳能具有广阔的发展前景。据CPIA估计，到2025年，乐观情况下，全球光伏新增装机规模达330GW，CAGR为20．5%，保守情况下光伏新增装机规模达270GW，CAGR为15．7%；乐观情况下，我国光伏新增装机规模为110GW，CAGR为17．9%，保守情况下光伏新增装机规模为90GW，CAGR为13．3%。相较于其他发电方式，光伏发电成本下降明显。多年来，随着光伏行业技术的进步，相较于其他发电方式，光伏发电成本下降明显。2009-2020年间，我国光伏发电成本累计下降89．7%。全球光伏地面电站加权平均度电成本也不断下行，从2010年的0．378美元/kWh下降至2019年0．068美元/kWh，累计降幅达82．0%。平价项目快速增长，2020年规模已超竞价项目。随着光伏发电效率的快速提升和成本的稳步下降，平价项目快速增长。2020年8月5日，国家发改委、国家能源局发布2020年平价光伏、风电项目名单，其中光伏项目33．05GW。9月30日，国家能源局综合司公布光伏竞价转平价上网项目，涉及装机规模8GW。全年平价项目共计41．05GW，大幅超过竞价项目，或意味着光伏平价时代到来。产能扩张与技术迭代交替发生，技术迭代可能带来新的材料需求。光伏行业发展的历史是不断降本增效的历史。当一代技术在光伏行业开始应用时，各大企业会纷纷扩产，抢占市场，从而会影响产品价格，间接影响电站收益。当产能扩张无法满足降本增效需求时，新一轮的技术变革会开启，推动行业继续降本提效，进而带来产业链相关环节的格局变化，也会带来新的材料需求。多晶硅制备工艺分为改良西门子法和硅烷流化床法。当前制备多晶硅的工艺包括改良西门子法和硅烷流化床法，产品形态分别为块/棒状硅和颗粒硅。改良西门子法工艺成熟，是目前制备多晶硅的主流工艺。据CPIA发布的《中国光伏产业发展路线图》（2020年版），2020年采用此方法生产出的棒状硅约占全国总产量的97．2%。颗粒硅虽然相比棒状硅有诸多优势，但技术壁垒较高，目前国内仅有保利协鑫掌握硅烷流化床工艺，预计未来仍以改良西门子法为主。改良西门子法工艺成熟，已实现闭路循环。改良西门子法核心是三氯氢硅与高纯氢气在钟罩式还原炉内发生化学气相沉积反应还原生成多晶硅，该工艺还包括硅粉和氯化氢合成三氯氢硅、二氯二氢硅与四氯化硅反歧化、四氯化硅冷氢化以及还原尾气回收。二氯二氢硅和四氯化硅是还原反应的副产物，反歧化和冷氢化反应实现了副产物的重复利用，实现了闭路循环。硅烷硫化床法产品性能优良，目前仅保利协鑫实现规模化生产。硅烷流化床法产品形态为颗粒硅，其具有纯度高、耗能低、投资少以及利于连续直拉单晶等诸多优点。流化床法工艺的核心是将硅烷气体在流化床反应器中直接热分解为颗粒状的多晶硅产品。其与改良西门子法不同的是三氯氢硅先经过歧化反应生成硅烷气，再将硅烷气通入流化床中，硅烷气受热分解并在多晶硅晶种上沉积，不断生长形成颗粒硅从流化床底部排出。目前国内仅保利协鑫取得技术突破，实现商业化生产，行业整体仍未实现大规模应用。多晶硅价格不断上升，产能持续扩张。2020年5月以来，受益于海外产能关停和下游需求回暖，多晶硅价格一路走高，致密料自60元/kg上涨至236元/kg，涨幅达293%。由于光伏发电的广阔发展前景，多晶硅需求将不断提升，通威股份、保利协鑫、新疆大全等一线多晶硅企业也开启了扩产之路，若现有扩产计划全部如期达产，2022年我国多晶硅产能有望达到95万吨，较2020年增长126%。三氯氢硅新增产能较少，中短期供需仍偏紧。多晶硅需求的持续增长带动原材料三氯氢硅需求的增长，形成供需错配，三氯氢硅价格一路上扬，由去年11月的4000元/吨上涨至12000元/吨，涨幅达200%。但随着技术的进步，改良西门子法三氯氢硅单耗会有所下降，且硅烷流化床法三氯氢硅单耗大幅小于改良西门子法，叠加三氯氢硅扩产周期较长，扩产收益具有不确定性，导致厂家谨慎选择扩产计划，三氯氢硅未来两年新增产能较少。预测，2021/2022年三氯氢硅总需求分别为44．8/51．0万吨，供需缺口分别为4．5/6．3万吨，中短期供需偏紧料将持续。燃料成本占比高，行业开工率维持低位。工业硅生产成本包括原材料成本、人工成本和燃料动力成本，其中燃料动力成本占较大，达30%，是名副其实的能耗大户。受限电政策影响，行业开工率无法大幅提升，只能维持在50%-60%之间。光伏行业需求持续增长我国是光伏玻璃生产大国，每年大量出口。据百川资讯统计，截止2021年9月，我国光伏玻璃有效产能约1290万吨，占世界产能85%以上，海外产能主要集中在信义、福莱特、Interfloat和Borosil四家公司，占比较小。2019/2020年，我国分别净出口光伏玻璃198．32/203．37万吨，出口量较大。预计2021年净出口量小幅上涨，达214万吨。需求将持续增长，多家企业公布扩产计划。受产能逐渐释放及需求放缓影响，光伏玻璃价格在2021年二季度经历了持续下跌，从40元/平米跌至22元/平米，跌幅达45%。2021年9月份以来，受下游需求提速拉动，光伏玻璃价格开始回暖。随着光伏度电成本的下降及碳中和政策的逐步推行，中长期看，光伏装机需求是高确定性大幅增长的，这也会带动光伏玻璃的需求。预测，2025年光伏玻璃需求将达到2177万吨，CAGR为17．50%。为满足不断增长的需求，多家企业公布了扩产计划。光伏行业总体需求持续上升从单玻组件到双玻组件，推动POE/EPE胶膜需求提升。相对于单玻组件，双玻组件具有耐候性好、阻隔性能好、完美匹配双面电池等优点。根据CPIA的数据，2020年行业双玻组件的渗透率为29．7%，其预测双玻组件渗透率至2025年有望上升至60%。双玻组件渗透率的大幅提高将拉动光伏玻璃和POE/EPE胶膜的需求。EVA胶膜强度低，水蒸汽透过率和吸水率较大，耐候性较差，用于双玻组件上需要进行封边，这会影响双玻组件在BIPV中的应用。而POE/EPE胶膜可以解决这个问题，其具有更低的水蒸汽透过率，内聚力更大，可使生产的双玻组件不需要封边。总体需求持续上升。随着技术的不断发展，每GW光伏组件所用胶膜需求会小幅下降，但光伏行业的快速发展还是会带来光伏胶膜需求的大幅提升。根据中国光伏行业对未来五年全球新增装机的预测，光伏组件安装量和生产量的容配比按照1:1．2来计算，预测2025年乐观情况下胶膜需求36．0亿平，CAGR为18．7%，保守情况下胶膜需求为29．4亿平，CAGR为14．0%。需求结构将发生变化。目前POE树脂全部来自于进口，国内还未有POE量产装置。但部分国内企业POE已进入中试阶段，国产POE有望在2025年左右形成大规模生产能力，POE的高昂价格料也会有所下降。预计POE胶膜在2021-2024年市占率将小幅提升，在2025年市占率将有突破式提升。EVA树脂由乙烯和醋酸乙烯酯共聚而成，下游应用包括光伏、发泡、电缆等。EVA为乙烯系列聚合物，由乙烯与醋酸乙烯酯（VA）共聚而成，VA的含量不同会导致性能的不同，VA含量在10%-20%为弹性材料，超过30%时为塑性材料。根据前瞻产业研究院数据，EVA树脂生产成本主要来自于原材料，占比达69%，制造费用占比达30%。EVA下游消费包括光伏胶膜、发泡料、电缆料、热熔胶、涂覆料、农膜等，据卓创资讯数据，2020年光伏EVA主要用在光伏胶膜、发泡料和电缆料，分别占比34%、29%与17%。光伏级EVA大量依赖进口，程度将不断提高。我国EVA树脂生产工艺主要有巴塞尔管式、巴塞尔釜式和艾克森美孚釜式等，受限于技术水平，国内只有部分企业可以产出光伏级EVA树脂，产品大量依赖进口。2020年，我国国产光伏级EVA约15万吨，进口约40万吨，进口依赖度为73%。随着技术攻关，国内企业有望突破光伏级EVA生产壁垒，程度将不断提高。据预测，2023年光伏级EVA进口依赖度有望下降至57%。价格持续上升，预计光伏级EVA中短期供需仍偏紧。受益于下游光伏胶膜需求的不断提升，EVA树脂价格也不断上涨，从2020年7月10200元/吨涨至22000元/吨，涨幅达115．7%。虽然近两年有部分新增光伏EVA产能，但产品性能需要经过较长时间验证，且产能爬坡需要时间，叠加光伏胶膜需求不断上升，中短期光伏级EVA供需预计仍偏紧。假设2021/2022年全球光伏新增装机量分别为160/210GW，光伏组件安装量和生产量的容配比按照1：1．2来计算，预计光伏级EVA2021年/2022年需求为65．0/83．3万吨，供应缺口分别为2．3/-0．1万吨。POE性能优越，用途广泛。聚烯烃弹性体（POE）是由乙烯与α-烯烃（如1-丁烯、1-己烯或1-辛烯）无规则共聚得到的弹性体。由于其分子链中既有聚乙烯结晶链段，常温下可起到物理交联点的作用，又存在乙烯与α-烯烃无规则共聚链段形成的无定型区，因此，POE在常温下无需硫化即可呈现出橡胶的高弹性，在高于聚乙烯链段熔融温度时又可以发生塑性流动。POE具有优异的刚韧平衡性能，良好的低温韧性、流变性能及力学性能，目前已广泛应用于汽车部件、聚合物改性、发泡、电线电缆、光伏胶膜及热熔胶等诸多领域。POE主要技术难点在于茂金属催化，国内多家企业布局研发。受益于下游需求的快速增长，尤其是光伏胶膜需求，POE价格一路上涨，从2020年11月13600元/吨涨至22000元/吨，涨幅达61．8%。POE生产具有较高的技术壁垒，尤其是开发高活性、耐高温、共聚能力强的适用于均相高温溶液聚合的高性能茂金属催化剂。目前国内企业尚未完全突破POE的工业化生产，但在国家政策大力支持下，各科研机构、企业正在抓紧研发，部分企业取得了一定的进展。万华POE项目已完成中试，除万华化学外，天津石化、惠生新材料及京博石化等均有建设POE装置的计划。光伏行业产品价格相对稳定电池片价格保持相对稳定。电池片和组件处于整个光伏产业链微笑曲线的最低点。不同于硅料供需偏紧，也不同于硅片厂商因高集中度具有的强议价能力，电池片产能较为分散，受到上游原材料价格上涨和下游运营商控价的双重影响。年初以来，受益于终端需求的复苏，上游硅片价格经历了较大的上涨，单晶210mm硅片从5．48元/片上涨至8．00元/片，涨幅达46．0%，而单晶210mm电池片价格并未受到多大影响，维持在1．05元/W左右。硅片电池片一体化企业实现盈利。从利润角度进行分析，由于上游硅片价格的过快上涨，叠加电池片受下游控价制约，电池片环节基本亏损。根据测算，G1/