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研报|光伏发电:技术迭代加快 海外光伏市场繁

作者:沙龙体育 发布时间:2020-02-25 19:56 点击数:

  近年来,我国出台多项政策支持新能源发电产业的发展,取得较好收效。据国家能源局2020年1月20日于其官网发布的2019年全国电力工业统计数据,截至2019年底,中国大陆太阳能发电(主要为光伏发电)累计并网装机容量达到204.68GW。然而,为了引导产业长期健康发展,官方亦明确对新能源产业的相关补贴将逐步退坡,近年来电价调整如表3所示。

  2019年4月28日国家发改委发布《关于完善光伏发电上网电价机制有关问题的通知》(发改价格〔2019〕761号),将集中式光伏电站标杆上网电价改为指导价,且2019年指导价较此前标杆价有所下调,并适当降低新增分布式光伏发电补贴标准。

  根据国家能源局官网2019年7月11日刊载的国家可再生能源信息管理中心《2019年光伏发电项目国家补贴竞价工作总体情况》一文,I、II、III类资源区的普通光伏电站和全额上网分布式(非户用)项目的平均补贴强度在0.0381~0.0846元/kWh之间,这三类资源区对应的算术平均补贴强度分别为0.06435元/kWh、0.04695元/kWh、0.07975元/kWh;自发自用、余电上网分布式项目平均补贴强度为0.0404元/kWh。我们根据该文相关信息,对各类资源区装机比例取值如下,普通电站:全额上网分布式:余电上网分布式=79.5%:2.5%:18.0%,计算资源区加权平均补贴强度,分别为0.06154元/kWh、0.03896元/kWh、0.06893元/kWh。相关数据提取与测算如表4所示。该文还提及,在22.79GW的竞价补贴统计样本中,I、II、III类资源区的项目装机比例分别为8.9%、12.2%、78.9%,我们据此测算,2019年非户用光伏竞价项目的平均补贴强度为0.0646元/kWh。

  2020年1月23日,国家能源局发布《关于2020年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知(征求意见稿)》,支持推进平价项目建设,强调电网关口作用,倡导理性投资,确定2020年度新建光伏发电项目补贴预算总额度为15亿元(其中户用项目5亿元)。2020年1月22日,财政部经济建设司官网发布了财政部、国家发改委、国家能源局《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》及解读,明确新能源发电补贴采用“以收定支”的原则,确保2020年新增项目补贴额度控制在50亿元以内。

  我们预计2020年中国大陆光伏市场将迎来复苏,新增并网30GW,较中电联版2019年统计数据(26.81GW)增长11.9%。

  总体来说,我国光伏行业仍将向“去补贴”的方向发展。2019年5月20日,国家发改委办公厅、国家能源局通过“发改办新能[2019]594号”文件公布了2019年第一批风电、光伏发电平价上网项目,由16个省区(含直辖市)能源主管部门报送,共计20.76GW。

  在实际项目建设中,三峡新能源格尔木领跑者500MW光伏发电项目和中核汇能甘肃玉门黒崖子50MW 平价风电示范项目分别在地面集中式光伏电站和风电领域成为首个实现“平价”上网的并网项目。

  据《中国能源报》(2019年11月4日第9版)报道,总投资约21亿元的三峡新能源格尔木领跑者500MW项目上网电价为0.316元/kWh,略低于当地煤电标杆电价(0.3247元/kWh),首次实现光伏电价低于当地燃煤发电标杆电价,于2018年12月29日并网发电,至报道日运行良好,已超额完成年度发电量任务。我们认为,发挥项目“规模效应”、应用先进技术、获得免费用地,是该项目合理控制成本、实现“平价”上网的主要因素。

  据前述报道,项目应用了彼时领先技术,如:全部采用310Wp以上PERC单晶组件,转换效率可达18.9%,在条件适宜地块还采用了双面发电组件,较传统方案提升单位容量发电量;逆变器采用1500V逆变系统,与传统1000V系统相比,将光伏组件串联能力提升约1.5倍,节约初始投资0.05-0.1元/Wp;部分采用固定可调支架和平单轴跟踪支架,与固定支架相比,可将日均发电量提高11.4%。

  另据微信公众号“能源杂志”2019年11月15日文章报道,格尔木500MW项目所在区域,都是政府无偿划拨的国家未利用荒地。而据《中国能源报》(2018年10月8日第10版)报道提及的案例,某光伏电站项目土地复合成本达到20元/平方米,可折算成0.5元/W。由此可见,用地免费也是格尔木500MW光伏项目实现“平价”上网的重要因素。

  考虑大多数光伏项目的具体情况,“平价上网”短期内在全国大面积普及仍有一定难度。但是,展望未来,我们认为,在补贴退坡预期的引导下,产业界优质企业将持续以“降本增效”为核心目标,发展新技术,优化资源配置,并积极开拓新市场,最终促进光伏产业进步。

  回顾2019年,光伏市场出现的重要变化有:国企借收购加快光伏运营资产布局;制造环节出口比例扩大。展望2020年及未来数年,我们预计,一方面,海外市场仍将成为光伏制造业的重要目标市场;另一方面,技术迭代将加快,促进光伏发电降本增效,推动平价上网尽快普及。

  2018年5.31新政实施以来,光伏行业竞争与市场洗牌加剧,光伏发电资产交易市场变得活跃。我们预计,2020年该市场将持续活跃,且国有资本将借机扩大在光伏发电领域的布局。

  据普华永道中国及德国莱茵TüV集团2019年3月21日联合发布的《2019中国光伏电站资产交易白皮书》,2018年5.31新政后不到半年时间内,我国光伏电站市场基于存量的收并购交易的数量、金额和容量超过了前三年的综合,该文统计共完成11起交易,交易容量1.295GW,交易金额接近90亿元,如图17所示。

  进入2019年以来,中国市场存量光伏发电资产交易持续活跃。同时,多家国企加速进场,与民企优势互补促进产业发展。一些存量项目存在补贴拖欠经年的现象,导致相关业主资金链紧张,从而出现一些业主尤其融资成本较高的民营企业转让光伏发电资产的需求。与此同时,而一些资金充裕、融资能力较强的央企或地方民营企业,出于国有资产增值保值等考虑,借机以合适价格购入光伏发电资产。

  据国际太阳能光伏网(2019年12月4日发布的来源于“光伏头条”的文章(作者:郝睿飞),2019年1-11月中国光伏电站资产交易规模为3.35GW,较其统计的2018全年交易规模1.39GW增加1.41倍。从当期交易统计来看,出售方多为民营背景企业,如协鑫新能源、江山控股、顺丰清洁能源等,而收购方则以国有控股企业居多,如中广核太阳能、国投电力等。

  2020年伊始,此类交易持续进行。据H股上市公司保利协鑫、协鑫新能源2020年1月21日联合公告,两家上市公司的间接附属公司将向华能一号基金及华能二号基金出售目标公司全部股权,该等目标公司拥有7座已营运的光伏电站,总装机约294MW,首批该等股权协议涉及6家目标公司,交易价格为8.505亿元。公告提到,协鑫新能源与中国华能集团正积极推进其他批次之出售事项。

  海外市场2019年成绩亮眼。从全球来看,2019年装机整体情况较好,海外市场需求旺盛,一定程度上弥补了国内需求疲软为国内光伏制造业带来的冲击。自2018年5.31新政之后,我国光伏产业链价格大幅下降,并传导至海外市场,一定程度上刺激海外市场需求上升,组件出口量亦较往年提升明显。据微信公众号“Solarzoom光储亿家”2020年1月17日文章统计,2019年中国大陆光伏组件出口66.26GW,同比增长43.5%,2017~2019年各月度的组件出口量统计如图19所示。

  未来数年海外市场有望持续增长。在各国对新能源的政策鼓励及系统成本持续下降的共同作用下,光伏需求预计未来会持续增长。EnergyTrend在2020年1月3日于其官网发文预测,2020年全球光伏新增装机将达到125GW,2020~2025年期间年复合增速预计约7%,2020年前五大市场预计为中国、美国、印度、日本和荷兰。EnergyTrend此前曾对2020年全球前20大组件需求市场及相应份额进行预估,如图20所示。

  据欧盟委员会官网信息,原版《可再生能源指令》(RED 2009/28/EC)要求欧盟范围内到2020年实现可再生能源在能源消费中占比达到至少20%,新版《可再生能源指令》(RED 2018/2001/EU)要求这一比例在2030年达到至少32%。SolarPower Europe在2019年12月10日于其官网发布信息,预计2019年欧盟地区将新增光伏装机16.7GW,同比增长104%;预计2020~2023年分别新增光伏装机21.0GW、21.9GW、24.3GW、26.8GW。

  美国对于光伏行业的政策扶持主要体现于联邦投资税收抵免(ITC)。综合美国SEIA (Solar Energy Industries Association) 官网等信息,ITC颁布于2006年,对投资可再生能源发电设备的纳税人予以一定额度的税负抵免。如投资建设光伏发电,最初可享受相当于设备成本30%的税负抵免额度。2015年美国国会同意延长ITC的适用年限,但2020、2021年的抵免额度参数分别降至26%、22%;2022年,户用抵免额度降至0,商用抵免额度参数永久性降至10%,如图21所示。在2021年底前开工建设的商业和公用事业规模项目,如在2023年底前投运,仍有资格享受 30%、26%或22%的ITC资格。

  在ITC政策变化预期等因素的影响下,美国光伏市场出现一定程度的“抢装”行情。据SEIA在2019年12月12日于其官网发布的报告,美国新增光伏装机预计将于2019、2020年分别达到约13GW、19GW(我们根据图22推测的数据),2021年预计达到20.1GW,将出现小幅回落,2022~2024年每年新增装机预计在18GW左右。

  此外,美国在光伏技术发展方面亦给予一定的资助引导。比如,美国能源部2019年11月6日通过其官网宣布遴选1.28亿美元新项目用于提升太阳能技术,以降低太阳能发电成本、促进制造,并使太阳能系统更能抵御网络攻击。

  此外,中东地区,拉丁美洲的墨西哥、巴西,以及南非、澳大利亚等国的光伏市场近年来发展亦较快,限于篇幅,不再逐一分析。

  前文分析了政策层面对光伏行业去补贴化的指引,以及产业界在平价上网方面的尝试与阶段性成果。

  我们以50MW的集中式电站为例,假设电站运营年限为25年,电站PR(performance ratio)值83%,资产负债率70%,假设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类资源区的发电小时数分别为1,500小时、1,250小时和1,100小时,以8%的收益率为基础进行测算,不同项目成本下的度电成本如表7所示。可见,如需实现全面平价上网,未来建设成本仍需继续压缩。

  硅料环节,扩产周期已过,价格将趋于稳定。2019年单晶用料价格基本持稳,多晶硅价格下行,在2019年年末阶段跌幅较大,如图23所示。在经历了3-4月份因国内多晶硅新增产能逐渐放量加码同时需求相对疲软的大幅降价之后,硅料价格始终处于低位,根据各多晶硅企业生产运行成本来看,价格基本触底,甚至达到一些企业承压极限。随着新增产能投放告一段落,我们预计未来价格将会企稳。根据中国有色金属工业协会硅业分会统计,截至2019年底,国内在产多晶硅企业已由年初的18家缩减至12家,除一家维持20%左右开工率外,其余均满产运行,根据各企业生产计划,预计2020年1月国内多晶硅产量在3.4~3.5万吨左右,与2019年12月产量基本持平,持续创新高,而海外方面韩国两家企业1~2月陆续停产检修,国内进口量将随之减少,整体来看2020年第一季度国内产能叠加海外进口量,总体硅料市场保持供需稳定,价格也将趋于稳定。多晶硅进口量及进口均价历史数据如图24所示。随着2020年光伏装机需求回暖,我们预计单晶硅料价格有望维持稳定,甚至可能存在一定回升概率,多晶硅料则或将因多晶需求缩减而继续稳定在价格低位。

  硅片环节,单晶龙头大幅扩产或引起价格波动。受益于2019年单晶市场份额的提升且各单晶硅片企业产能扩张不多,单晶硅片价格相对坚挺,如图25所示。此外,上游硅料价格下行,龙头企业技术升级非硅成本不断下降,单晶硅片成本下降,企业毛利乐观利润较高,盈利能力提升明显。因此各企业对未来光伏装机需求及单晶份额占比持乐观态度,纷纷大规模扩产,据索比光伏网预计,2019年单晶硅片产能为98.35GW,2020年则将迅速增长至186.85GW,如图26所示,其中隆基股份和中环股份两大龙头企业合计扩产超过50GW,此外2019年12月及2020年1月初,隆基股份又进一步公布30GW单晶硅棒和硅片扩产计划,其中10GW产能将会在2021年投放。我们担忧,在如此大规模的产能扩张背景下,2020年单晶硅片价格或将面临较大压力,呈现一定的波动,同时多晶市场份额或将受到进一步冲击。

  电池片环节,单晶PERC电池价格接近成本价,需新技术带来突破。2019年电池片价格下降明显,如图27所示,尤其是单晶PERC电池,目前PERC电池因其出色的性价比成为市场主流,市占率超过50%,但PERC生产线经过多年发展已发展成熟达到瓶颈,效率进一步提升动力不足,目前0.95元/W的价格已基本接近成本,基本处于薄利微利状态。

  组件产品同质化较严重,价格承受压力。组件环节位于产业链中下游,光伏电站平价上网的成本压力将首先传导至组件端,自5.31新政后组件价格一路下跌,单多晶价差逐渐缩小,如图28所示。我们预计,2020年组件价格仍将承受一定压力,相关制造商将逐力新技术,获得一定的竞争突围。

  尽管受制于自然属性,光伏的年利用小时数显著低于核电、水电、风电等清洁能源,但其安装灵活性较好,且无燃料辐射问题,应用前景广阔。在决策层和产业界积极推进平价上网的背景下,光伏产业链各环节都在积极进行技术革新以降本增效。我们认为,未来数年,光伏领域技术迭代将加快,助推单位成本下降,从而进一步加大应用普及。

  电池片环节是光伏产业链的关键环节,对终端光伏发电效率影响甚大,新技术的应用与发展,将助力光伏发电降本提效,尽早实现平价上网。

  回顾2019年,产业界在大尺寸硅片方面取得一定进步。中环股份2019年8月正式发布210mm大尺寸硅片产品,此后获得一些下游企业的积极回应。据公开报道,爱旭科技和东方日升都已着手布局210系高效电池片和组件的研制。据多家行业媒体报道,东方日升称,改用M12(210mm尺寸)硅片后,单线%。

  与此同时,HIT(异质结)、IBC(交叉背接触)等高效电池技术亦受到产业界较多关注。据公开科技资料,在各类新技术中,就目前生产及实验室效率来看,HIT效率优势较为突出,应用前景广阔,实验室效率已经达到26%的水平,量产也能实现23%以上,如图29所示,处于技术领先地位。此外,其制造流程相对简单,且易于向双面电池领域发展,未来工艺成熟后充分叠加大硅片及双面、叠瓦等组件技术,将大幅提高组件功率,摊薄光伏发电单瓦成本,但目前成本较高。我们预计,未来随着HIT技术进一步改进、制造成本下降,其或将逐步替代PERC电池,为电池片环节带来新的突破。

  在组件环节,高功率产品加快应用有望助推实现平价上网。组件环节在光伏产业链中对技术要求较低,行业聚集效应不明显,产品同质化严重,企业盈利能力受限,同时在价格方面接近下游承压严重,因此各企业致力于组件技术创新,通过高功率组件助力平价上网。

  据公开科技资料,组件新技术主要有半片、叠瓦等。半片技术指使用激光切割的方法,将标准规格的电池片切为相等的两个半片,进而将半片电池进行连接的技术方案,半片组件在封装效率、降低发热量,减少温升损失、减少遮挡损失、降低热斑效应危害等方面的性能较常规组件更优;叠瓦技术是将电池片切片后,再用专用的导电胶把电池片连成串,并采用叠片的连接方式,这样做到了前后两片电池无间隙,充分利用了组件上有限的受光面积,输出更高功率,同时有效降低组件内部损耗;双玻组件则是组件正反两面均使用玻璃背板,组件正反两表面均可吸收太阳能进行发电,可以充分利用地面反射光、散射光提升发电效率的技术。这些新技术都将提高组件功率,形成高功率组件直接影响光伏电站的度电成本。

  根据CPIA预测,叠瓦和半片电池片组件的市场占有率将于未来数年逐步提升,2021年合计占比将达到50%左右,2025年合计占比将超过65%,如图30所示。

  在光伏各细分领域中,光伏玻璃市场格局相对稳定、赛道优质,其受益双玻组件兴起,或迎量利齐升。光伏玻璃价格自2018年11月以来不断走高,如图31所示。据卓创资讯相关信息,光伏玻璃主要企业在2019年12月提升3.2mm光伏玻璃参考价至29元/平米,较当年11月28元/平米均价上涨3.6%。这是2019年内第3次上调价格,3.2mm镀膜片价格重回5.31政策影响前、2018年4月的水平。

  光伏玻璃过高的行业壁垒及规模优势使得其行业集中度不断提升,目前信义光能与福莱特的双寡头地位稳固,市场控制力强,这也决定了整个行业不会盲目扩产而导致产能过剩,光伏玻璃价格在未来两三年内都将保持坚挺。此外,超薄双玻组件因提升发电效率与更好的稳定性,受到一定市场认可,推广前景可观。据CPIA在《中国光伏产业发展路线)》中预计,双玻组件在当年新增市场中的渗透率将稳步提升,如图32所示。

  超薄双玻组件的兴起,也加大了对光伏玻璃的需求,尽管双玻组件用的光伏玻璃与传统单玻组件的3.2mm光伏玻璃相比变薄了不少,但每套组件对玻璃的需求量却翻了一倍,对光伏玻璃需求量贡献将增加49%。未来光伏装机回升叠加双玻组件渗透率提高,光伏玻璃龙头企业有望迎来量利齐升。

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