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太阳能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、碲化镉太阳能电池以及铜铟镓硒太阳能电池等。
目前,以高纯度硅材料作为主要原材料的晶体硅太阳能电池是主流产品,其产业链可分为硅料、硅片、光伏电池片、光伏组件、光伏系统五个环节。其中,上游为高纯多晶硅的生产,中游为多晶铸锭/单晶拉棒、切片、光伏电池生产、光伏发电组件封装等环节,下游包括集中式光伏电站、分布式光伏电站等光伏发电系统。
晶体硅可分为单晶硅和多晶硅,两者都具有金刚石晶格,具有金属光泽、可导电,并且具有半导体性质。根据不同的硅原料,可制成不同类型的太阳能电池。单晶硅电池具有高电池转换高电池转换率和良好的稳定性,但其成本高,早在20年前,单晶硅电池就突破了20%以上光电转换效率的技术壁垒。多晶硅电池成本低,但其转换效率低于单晶硅太阳能电池。
光伏产业发展历程:政策支持及降本增效推进光伏产业螺旋式上升
我国太阳能光伏产业虽起步略晚,但发展迅速,在螺旋式上升中不断发展:
1.快速发展期(-年):中国光伏制造业利用国外的市场、技术、资本,迅速形成规模,年,我国出台了应对金融危机的一揽子政策,光伏产业获得战略性新兴产业的定位,催生了新一轮光伏产业投资热潮。
2.产业剧烈调整(-年):上一阶段的快速回升导致行业产能增长过快,但是欧洲补贴力度削减带来的市场增速放缓,导致光伏制造业陷入严重的阶段性过剩,产品价格大幅下滑,我国光伏制造业再次经历挫折,几乎陷入全行业亏损。
3.产业逐渐回暖(年-年):光伏产业支持政策密集出台,配套措施迅速落实。随着国内光伏技术的快速进步,从国产原、辅料到国产设备成为主流,一方面降低成本,另一方面提升发电效率,光伏发电成本已越来越接近于上网电价。
4.新政整改(年-年):国家相关部门用补贴政策助力光伏产业完成再一次复兴后,盲目扩产、消纳、补贴缺口等问题逐渐暴露。年政府出台新政,加快光伏发电补贴退坡,降低补贴强度,光伏新增装机量开始下降。
5.开启平价元年(年-至今):多晶向单晶转变、大硅片的扩产潮、PERC+异质结等新兴电池片技术的不断发展带来光伏产业成本的不断下降,开启光伏平价元年。
目前,我国光伏产业已发展成为可在国际竞争并具备领先优势的产业。从年全球光伏产品的供应格局来看,中国大陆生产的多晶硅、硅片、电池片、组件产能在全球的占比分别为69%、93.7%、77.7%和69.2%;在多晶硅、硅片、电池片、组件各环节产量排名世界前十的企业中,中国企业分别占有7、10、9、8个席位,形成了一批世界级的龙头企业,在全球光伏市场中具有全面的领先优势。
在光伏生产设备方面,目前,我国在硅料生产、硅片加工、电池片生产、组件生产、环保处理、净化工程,以及相关的光伏检测、模拟器等各类生产设备方面,绝大部分已经实现国产化供应,部分产品如湿法清洗设备、制绒设备、扩散炉、管式PECVD、印刷机、单晶炉、多晶铸锭炉、层压机、检测及自动化设备等已有不同程度的出口,并涌现出了一批高端核心设备制造商。年,国产设备已经成为企业扩产的主流选择,部分光伏生产设备在技术水平、产能水平、稳定性、配套服务等方面已经或开始超越进口设备。
降本增效是发展关键:补贴幅度不断下降,平价上网近在咫尺
根据BNEFBloomberg,在大部分国家,新建光伏电站或陆上风电场已是成本最低的电源,加之技术进步、规模经济的形成和竞争越发激烈,光伏项目的总成本和平准化度电成本不断下降,年上半年,固定式光伏发电系统的LCOE为0.05美元/kWh,年以来年均降幅达17.37%,与全球LCOE相比一直保持稳定的成本优势。同时,IRENA预计,在产业链各环节成本持续下降和组件效率不断提升的双重助推下,光伏的全球加权平均LCOE到年将降至0.美元/千瓦时,与年相比降幅达58%,继续保持成本优势。
从全球来看,光伏产品价格的快速下滑使光伏发电在越来越多的国家具备了成本竞争力,从而使全球光伏市场快速发展,光伏产品的产量不降反增,进而拉动了光伏设备投资的继续增长。年,全球光伏设备产业的销售收入增至50亿美元,同比增长了4.2%。同时,我国光伏设备的市场规模达到了亿元,同比增长了13.6%,占全球市场规模的71.4%,全国光伏设备相关企业的数量超过家,从业人员超过3万人,年光伏设备产业的产值超过亿元。
光伏设备主要集中在制作硅片、电池片及组件板块:在太阳能级多晶硅提取环节主要使用的是硅料提炼设备,在硅片制作环节主要运用各种硅片生产设备(生长、铸锭、开方、切割、清洗、检测等设备),在电池片制作环节主要使用电池生产设备(制绒、扩散、覆膜、蚀刻、测试、分选等设备),在组件环节主要运用组件专用材料生产设备,装机系统主要运用的是各类光伏系统支持部件生产设备。
从产业链各环节中寻找光伏设备的投资机遇,电池片技术迭代正在进行时
光伏产业链可分为硅料、硅片、光伏电池片、光伏组件、光伏系统五个环节,其中硅料环节改良西门子技术成熟,竞争格局相对稳固;硅片环节单晶已大规模替代多晶,大硅片的迭代有望继续带来设备更新需求;组件环节半片及叠瓦技术推动设备更新,但技术相对简单;电池片环节技术迭代正在进行时,将是未来光伏设备更新换代的最大成长动力和需求来源,其中电池片技术从传统技术路线铝背场电池(AI-BSF)发展为效率更高采用背钝化技术的PERC电池,并通过对PERC电池的进一步改善研发出一系列PERC+电池(搭载SE、双面技术,使用N型电池的PERT、TOPCon技术),目前新一代技术异质结效率较高,有望成为下一代主流技术。
光伏设备产业链受益于各环节技术迭代,主要分为两条主线:
HJT时代加速到来,有望利好相关设备厂商,建议重点
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