“雙碳”目標 目前最全的光伏太陽能產業鏈上市公司梳理
說明:文章內容來自公開信息,浙商證券研報近期A股中光伏、鋰電池、新能源車等強勢板塊回調明顯,經過了去年迄今的跨年大牛市、業績股價雙輪驅動后進入階段性休整期。從更長遠的發展來看,“2030碳達峰、2060碳中和”兩個目標助推整個清潔能源行業的長期發展,相關公司的這波行情也僅僅是行業進入10年以上景氣周期的初始表現,近期股價的調整未必是壞事,回歸理性反而有利于長遠發展。趁當前調整的時間段,我把整個光伏產業鏈及上市公司給大家梳理一遍(應該是目前最全的產業鏈、上市公司)。碳中和全球多國確立“碳中和”目標,清潔能源的推廣與使用已成為全球共識。截至2021年4月,全球共120多個國家宣布“碳中和”目標。我國2030年“碳達峰”、2060年“碳中和”。意味著到本世紀中葉,非化石能源將成為能源消費的主力,電力絕大部分來自清潔能源。
根據國家能源局統計數據,2019年我國化石能源消費量占一次能源消費量的比重為84.7%,清潔能源占比僅15.3%。作為世界上最大的發展中國家,經濟體量大且增速快,未來能源需求旺盛。根據”碳達峰”目標,2030年非化石能源將達到一次能源消費比重的25%,從目前情況來看清潔能源占比缺口巨大。以光伏為代表的新能源將成為能源消費結構的中堅力量。光伏成本優勢凸顯光伏產業鏈各環節技術不斷升級換代,光電轉換效率迅速提升,“提質降本”顯著。過去10 年,由于改良西門子法不斷進步、大尺寸硅片發展、電池技術更新、切割工藝進步,光伏產品生產成本不斷下降、光電轉換效率大幅提升,二者共同作用下度電成本顯著下降,光伏正在邁入“平價時代”。根據國際可再生能源署(IRENA)發布的《可再生能源發電成本2019》,2010-2020年全球太陽能容量從40GW增加到760GW,增長了19倍,成本下降了85%光伏產業鏈,遠高于風電成本降幅。國內情況來看,光伏發電“平價上網”項目迅速增長,2020年全國有19省超過33GW光伏發電量納入平價項目,較2019年的14.8GW有大幅度增長。
7種可再生能源橫向對比,光伏降本優勢突出。
過去十年,光伏發電量和滲透率增長迅猛,新增裝機量年年攀升。從總量來看,全球光伏發電量占發電總量的比例從2013年的1%上升到2019年的3%,新增光伏裝機2010年至2020年10年間增長超過3倍;中國光伏發電量在2010-2020年更是實現了從無到有、再到世界領先的飛躍,新增光伏裝機10年間增長將近20倍。
浙商證券預計2030年中國光伏新增裝機需求達416-537GW,CAGR達24%-26%;全球新增裝機需求達1246-,CAGR達25%-27%。光伏裝機需求未來十年迎來十倍增長,擁有巨大的市場空間。
投資機會一、主產業鏈:硅料、硅片、電池片、組件1、硅料:供需緊張、行業集中度高;關注顆粒硅獲重大進展硅料位于光伏價值鏈頂端,是光伏產業鏈的起點,這一環節主要是將工業硅提純為太陽能級多晶硅料,技術壁壘較高。硅料的成本和供給量直接決定著光伏產業鏈后續環節產品的成本和供給,在整個產業鏈中具有較強話語權。全球硅料產能集中于中國,中國企業已掌握核心技術。2015年中國多晶硅產量已達到全球總產量的一半,徹底改變了受制于人的局面。2020年中國多晶硅產能約42萬噸,產量39.2萬噸,分別占全球的75%和76%,已成為世界多晶硅的主要生產國。
全球能源結構轉型達成共識,CPIA預測,2021年全球光伏新增裝機需求將達到150-170GW,硅料需求為約54-61.2萬噸,而2021年全球主要多晶硅企業產量預計約為58.2萬噸,供需處于緊平衡狀態。多晶硅環節行業壁壘極高,難以有新進入者,同時現有小企業競爭力差逐步被淘汰,未來行業集中度有望進一步提升,伴隨光伏行業下游需求旺盛,硅料龍頭企業前景持續向好。
硅料生產技術方面,目前主要有兩種:改良西門子法、硅烷流化床法。改良西門子法:產品純度高、技術成熟,但是能耗高、前期投資高,成本降低潛力有限,產成品為棒狀硅、塊狀硅,目前產能占全球單晶硅產能的95%。硅烷流化床法:耗能低、前期投資相對較少、生產流程短,降成本空間大,但產品雜質多、品質不穩定,產成品為顆粒硅。未來隨著顆粒硅氫氣、金屬雜質、含碳量等方面進一步優化,疊加下游使用顆粒硅的工藝提升,質量不穩定、雜質含量較高、安全性較低等問題將得到徹底解決,顆粒硅有望成為下一代主流硅料。目前顆粒硅市占率不足3%,供給端和需求端都在加速布局,顆粒硅主推廠商保利協鑫(03800)規劃新產能,硅片龍頭隆基()、中環()、上機()等加快試用進程。預計隨著技術不斷成熟,市場認可度會逐步提升,未來產能有望加速釋放。目前生產顆粒硅的企業主要有:保利協鑫(03800)、陜西天宏等。
2、硅片:產業鏈地位強勢環節,向單晶+大尺寸趨勢發展單晶硅片占據硅片市場主流,晶體品質、機械和電學性能均優于多晶硅片,截至2020年底,單晶硅片的市占率超過90%,已實現對多晶硅片的全面替代。硅片位于光伏產業鏈地位最強環節,行業壁壘較高,在過去整個光伏主產業鏈中毛利率水平處于最高。由于行業集中度高,硅片環節能夠將硅料價格上漲帶來的成本壓力傳導至下游電池片環節,因此在硅料價格迅速上漲的背景下,硅片價格也隨之上漲,依然保持著良好盈利能力。硅片產能集中國內,龍頭企業均為中國企業。中國目前占據了世界硅片生產的絕對領先地位,截至2020年底,全球硅片總產能約為247.4GW,產量約為167.7GW,中國硅片產能約為240GW,產量161.3GW,占全球比例分別為97%和96%,全球硅片產量前十的企業均為中國企業。競爭格局看,硅片生產環節行業集中度高,形成隆基股份()、中環股份()“雙寡頭”格局。2020年,全球生產規模前十的硅片企業總產能約占全球全年總產能的91.7%,其中前五家龍頭企業的產能、產量均超過全球的80%。
硅片大尺寸化可以攤薄非硅成本和人工成本、提升組件輸出功率,有效降低全產業鏈成本。目前隆基、中環等硅片龍頭企業均大力推行大尺寸硅片,預期未來將迎來大尺寸硅片換代潮。在大尺寸和薄型化發展的趨勢下,部分現有生產線和相關設備無法兼容,未來可能迎來硅片產線和設備的升級更新熱潮,利好長晶爐、切片機等光伏設備。3、電池片:技術變革,HJT有望成為下一代主流技術電池片是光伏發電系統的核心結構,是光伏產業鏈中游的起點。相比于行業壁壘高的硅料、硅片環節,電池片環節行業集中度較低,競爭激烈。2019年,全國電池片總產量約為135GW,行業CR5集中度達53.2%,較2019年提升15.3%。電池片具有較強的技術驅動屬性,未來行業競爭的焦點在于技術路線的選擇,占據技術高點的企業將贏得競爭先機,現有電池片技術路線主要有BSF、PERC、、HJT、IBC等,提升光電轉化效率、降低成本是電池片技術的發展趨勢。
目前PERC是光伏電池片的主流技術,光電轉換效率較上一代BSF技術顯著提升,性價比優勢明顯,截至2020年市占率達到86.4%,但PERC技術的光電轉換效率目前已逼近極限,未來優化空間不大。N型電池成為電池片未來的發展方向,、HJT、IBC均屬于N型電池的細分技術路線。N型電池的光電轉換效率均顯著高于PERC技術,其中HJT電池工序簡單、光電轉換效率有望超28%、生產成本較低,綜合優勢顯著,發展潛力巨大,最有望成為下一代主流技術路線。HJT電池的主要優勢:雙面率高、光電轉換效率高;光衰減低+溫度系數低、穩定性強;工藝流程更加簡化、提效降本空間更大。海外來看,梅耶博格、REC等電池廠商加速布局HJT電池量產線,僅就宣布了超8GW的新建項目計劃。國內方面,華晟、金剛玻璃()、明陽智能()等新進入局異質結GW級別量產線;通威股份()、東方日升()等開始GW級別異質結電池產線。2021年7月6日,通威太陽能金堂基地項目首片下線,標志著通威太陽能在高效太陽能電池研發布局上已取得了突破性進展,是目前全球異質結電池量產規模最大的一個項目(不包含為投產項目)。4、組件:行業集中度提升帶來競爭格局優化,龍頭地位提升據CPIA數據,2017年光伏組件環節CR5市占率達38%,2020年已提升至55%(CR5分別為隆基、晶科、天合光能、晶澳、阿特斯),產能超過5GW以上的企業達6家,龍頭集中趨勢明顯、競爭格局明顯優化。由于位于產業價值鏈底端,今年以來組件受光伏上游原材料大幅漲價影響,利潤受損嚴重。預計在硅料價格拐點臨近和光伏終端需求持續旺盛的雙重影響下,未來組件盈利能力有望得到改善。二、逆變器、支架、輔材1、逆變器:空間廣闊、組串式漸成主流、國產替代明顯逆變器,是將光伏組件產生的直流電轉換為交流電的核心設備,2015-2020年全球逆變器出貨量從60GW增長到185GW,CAGR達25.26%。隨著未來光伏裝機需求的持續增加,疊加存量逆變器替換需求,未來全球逆變器市場空間廣闊。
逆變器主要分為集中式逆變器、組串式逆變器、集散式逆變器、微型逆變器四種,其中集中式逆變器和組串式逆變器占據絕大部分市場。集中式逆變器主要適用于大型地面光伏電站,組串式逆變器適用于分布式光伏系統,同時也能用于大型電站。近年來分布式發電系統滲透率不斷提升光伏產業鏈,推動組串式逆變器出貨量占比逐年增加。2018年組串式逆變器出貨量首次超過集中式逆變器,市場占比達60%。近期國家能源局推出整縣分布式光伏試點政策,預計未來組串式逆變器占有率將穩步提升,占據市場主流。2013年國內品牌逆變器市場占有率不足30%,到2020年全球逆變器出貨排名前十的廠商中有6家為中國廠商,市場占有率接近60%,國產替代進程迅速。國內逆變器價格優勢明顯,產品更新換代速度快,伴隨國外品牌西門子、施耐德等退出逆變器市場,未來國內品牌擁有廣闊的海內外市場空間。
逆變器行業集中度較高,CR3為45%左右,CR10為75%左右。行業前四企業地位穩定,第5至第10的第二梯隊企業競爭激烈。預計未來儲能逆變器需求規模巨大,重點發展儲能的企業或將在未來贏得競爭優勢。2、跟蹤支架:滲透率提升空間廣闊、國內廠商潛力巨大跟蹤支架隨著太陽角度的變化調整光伏組件的朝向,可顯著提升發電效率。以內蒙古庫布奇光伏電站為例,雙面PREC組件+跟蹤支架相比于多晶組件+固定支架全年發電量增益達25%。大功率和雙面組件快速發展疊加跟蹤支架技術進步帶來的成本下降,跟蹤支架替代固定支架的經濟性日益凸顯。2020年中國跟蹤支架市場滲透率僅為18.7%,遠低于美國70%的滲透率,離世界平均水平30%也有一定差距。未來滲透率提升空間廣闊。根據CPIA和IHS 預測,2024年中國市場跟蹤支架滲透率將達到25%左右,全球跟蹤支架新增裝機將超過150GW,滲透率達到50%左右。跟蹤支架技術壁壘較高,行業集中度較高,按出貨量統計2020年CR5達70%。由于跟蹤支架發源于美國,目前行業第一梯隊的企業為美國廠商和Array ,市占率分別達到29%和17%。國內跟蹤支架龍頭為中信博(),2016年以來連續五年出貨量位于全球前5,2020年全球市占率為8%,亞太地區市占率為35%,位居第一。
3、輔材:玻璃大尺寸、薄型化、雙面化趨勢明顯,需求旺盛,競爭呈“兩超多強”。光伏玻璃壁壘較高,行業集中度高,2020年CR5達82%,CR2高達56%,形成“兩超多強”競爭格局。第一梯隊企業為信義光能(00968)、福萊特(),二者行業龍頭地位穩固。
4輔材:膠膜技術路線穩定,白色EVA和POE滲透率提升,競爭格局呈“一超兩強”。膠膜技術路線穩定,行業發生顛覆性改變的可能小;位于非硅產業鏈,不受硅產業鏈上游環節供需狀況的影響,直接穩定受益于光伏裝機需求的增長。光伏膠膜行業資金要求高,行業集中度長期較高,2020年CR3接近78%。福斯特()行業龍頭地位穩定,2020年膠膜產量8.74億平,市場占比超54%;斯威克、海優新材()為第二梯隊,市場占比約12%左右,形成了“一超兩強”的行業競爭格局,享受光伏行業高景氣度的長期紅利。三、光伏設備:大尺寸帶來迭代需求,異質結引領技術革命1、單晶爐:“行業增長+占比提升+大尺寸迭代”帶來需求爆發單晶硅生長爐是在真空狀態和惰性氣體保護下,通過石墨電阻加熱器將多晶硅原料加熱熔化,然后用直拉法生長單晶的設備,簡稱“單晶爐”。高純度多晶硅料在單晶爐中熔化后生長成的具有基本完整點陣結構的單晶硅,可用于制造半導體器件和太陽能電池等。單晶爐制造具有一定的技術壁壘、人才壁壘和品牌服務壁壘。行業增長、占比提升、大尺寸迭代三重邏輯推動單晶爐需求增長。單晶產品相較多晶產品具有晶格缺陷更低,材料純度更高,電學性能和機械性能更加優異等特點,從而具有更大的轉換效率提升空間。目前單晶硅片占比已超過90%,成為主流硅片,單晶設備的需求隨之增長。按照下游廠商規劃,預計2020-2021年新增產能78GW、89GW,對光伏單晶爐(10MW/臺)的需求分別為7800 臺、8900臺。浙商證券測算單晶爐的市場空間約217億元。疊加配套設備,設備投資額有望達282億元左右。2、切片機:新增+換代需求旺盛,國內企業“三足鼎立”金剛線切片機是光伏專用設備,用于對經磨削加工后的單晶硅棒或多晶硅錠的切片,在單晶硅切割方面已成為行業主流。目前上機、中環引領210mm大硅片生產,隆基則大力推廣182mm硅片,相應的光伏金剛線切片機有望迎來新一輪更新換代需求。目前中國市場上光伏金剛線切片機主要為上機()、大連連城(隆基股份關聯方企業,新三板上市)、青島高測3家寡頭競爭。2015-2018年上機切片機累計銷售額近15億元,約占國產切片設備市場45%。國外切片設備廠商(瑞士梅耶博格、日本小松NTC等)已基本退出切片機中國市場。
3、異質結設備:下游擴產加速、國產化是關鍵,2025市場空間有望超400億晶體硅異質結太陽電池(HJT),綜合了晶體硅電池與薄膜電池的優勢,具有工藝流程簡化、轉換效率高、工藝溫度低、穩定性高、衰減率低、雙面發電等優點,技術具有顛覆性,降本提效空間更大,有望成為下一代主流電池片。據不完全統計,目前HJT國內規劃產能超70GW,預計2021年新增產能投放將到達10-15GW,2022年行業將進入快速爆發階段、擴產規模有望達30GW以上。
異質結生產設備的初始投資一直是發展道路上的最大阻力,尤其是PECVD 鍍膜設備,設備國產化將成為HJT行業發展的關鍵突破口。目前已在HJT PECVD設備領域布局的主要廠商包括:邁為股份()、捷佳偉創()、金辰股份()、理想新能源、鈞石等。
全球電池片產量從150GW增長至449GW,CAGR=24%,產能利用率為70%,產能從220GW增長至642GW;未來5年HJT在行業滲透率從2%提升至55%;設備投資額從5億,以15~20%的年降幅下降至2.5億元。浙商證券測算得出2025年HJT設備市場空間有望達412億元,2020-2025年CAGR=80%,其中PECVD設備規模達206億元,市場將迎來爆發式增長。投資機會總結1、光伏主產業鏈:1)硅料:上機數控()、保利協鑫能源(03800)、通威股份()、大全能源()等。2)硅片:上機數控()、隆基股份()、中環股份()等。3)電池片:通威股份()、愛旭股份()。4)組件:天合光能()、正泰電器()、隆基股份()、晶澳科技()等。2、光伏輔材:1)逆變器:陽光電源()、錦浪科技()、固德威()等。2)跟蹤支架:天合光能()、中信博()等。3)玻璃:福萊特()、信義光能(00968)等。4)膠膜:海優新材()、福特斯()等。3、光伏設備:金辰股份()、邁為股份()、捷佳偉創()、上機數控()、晶盛機電()、金博股份()等。風險提示新冠疫情對光伏行業海外需求。如果未來新冠疫情影響超預期,則可能會影響全球光伏行業需求,光伏行業2/3的需求在海外。光伏行業產品或技術替代的風險。若未來下游相關產業發生重大技術革新和產品升級換代,下游市場對公司現有產品需求發生不利變化,而公司在研發、人才方面投入不足,技術和產品升級跟不上行業或者競爭對手步伐,公司的競爭力將會下降,對公司經營業績帶來不利影響。光伏行業發展低于預期。顆粒硅推進目前尚存在技術難點和進入壁壘,一旦顆粒硅發展不及預期,相關需求也會受到影響。
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