2017年我回国太阳能光伏行业产业链及上下游细分市场分析(图)

作者:168太阳能光伏网 时间:2018-05-09 09:44 来源:未知
(1)太阳能光伏行业产业链

        光伏行业隶属于太阳能行业,其细分子行业中又分为光伏电池及组件行业、光伏专用设备制造行业和光伏配件行业。其中最重要的一个子行业就是光伏电池及组件行业,是光伏行业中的主体部分,该子行业所形成的产业链也叫作光伏原料产业链,也是狭义意义上统称的光伏产业链。
 
图:光伏产业链
        参考观研天下相关发布的《2018-2023年中国太阳能光伏行业市场发展动向调查与投资战略评估研究报告

        光伏产业链的上游是晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制作,产业链的中游是光伏电池和光伏电池组件的制作,产业链的下游是光伏应用,包括电站系统的集成和运营。经过多年的发展,中国光伏行业产业链完整,制造能力和市场需求全球第一。
图:光伏产业链
 
        (2)行业的上下游关系

        ①晶体硅料原料

        产业链最上游是太阳能晶硅制造,这个环节技术门槛高,具有一定垄断性。

        多晶硅生产的核心技术长期掌握在美、德、日、韩等外国企业手中,包括德国Wacker、韩国OCI、挪威REC、美国Hemlock、SunEdison、日本Tokuyama 等,形成寡头垄断的格局。我国多晶硅产业基本上是2005 年以来在我国光伏产业发展的推动下才逐步发展起来的,一路经过产能过剩、淘汰兼并,实现了落后产能的淘汰,行业集中度不断提高。根据统计,截至2016 年底,全球多晶硅产能45.5 万吨/年,国内多晶硅产能20.8 万吨/年,其中万吨级多晶硅企业达到7 家,分别为江苏中能(由协鑫集团控制)、特变电工、洛阳中硅、四川永祥(由通威股份控制)、大全新能源,亚洲硅业,赛维LDK,其产能为16.1 万吨/年,占国内多晶硅总产能的77.4%。

        近年来,在强劲光伏市场需求拉动下,国内多晶硅企业有序推进技术改进,高负荷保持生产,不断优化工艺技术水平,多数企业掌握冷氢化、万吨级生产线集成技术等,生产能力不断提高,综合能耗和还原电耗不断下降,生产成本快速下降,部分先进企业的生产成本已达全球领先水平,产品质量多数在太阳能级一级品水平,基本满足光伏市场需求。2016 年,全球多晶硅产量为37 万吨,同比增长8.82%,其中中国多晶硅产量为19.4 万吨,占全球多晶硅产量的比例首次超过一半达到52.43%,我国多晶硅原料依赖国外市场供应的局面大幅改善。未来,随着硅烷流化床法的运用与推广,多晶硅生产成本将进一步降低。
图:2011-2016年全球与中国多晶硅产量
 
        ②硅片

        硅片为多晶硅的下游工序,该环节为资本密集型,产品工艺与投入设备相关,可分为单晶硅片和多晶硅片。单晶硅片与多晶硅片在生产工艺方面存在明显差异,单晶硅片是在对多晶硅料进行拉棒形成硅棒后切割而成;多晶硅片是在对多晶硅料进行铸锭形成硅锭后切割而成。与多晶硅产品相比,单晶硅产品具有转换效率高、工作温度低、弱光性强等优点,但多晶硅产品凭借成本优势在过去几年中发展成为光伏应用市场的主流。然而,自2016 年2 月份起这一状况发生了改变。得益于单炉产出的提升,以及金钢线切工艺的引进,单晶产品成本实现了大规模的下降,压缩了多晶硅产品的成本优势。从下图中可以看出,多晶硅片价格仍维持每片0.82-0.83 美元左右,但单晶硅片已从每片1.16 美元大幅降至每片0.89美元,使单、多晶硅片每片价差从30 美分缩减至6 美分。考虑到单晶电池较高的转换效率,在发电成本上单晶电池已取得优势地位。同时,中国为了推动光伏行业的产品升级,推出了光伏“领跑者”计划,“领跑者”计划设立了组件转换效率准入门槛,明确支持高效率、高性价比产品的快速推广和应用。在单晶产品成本持续下降及领跑者计划的促进下,单晶产品的市场占有率持续提升。根据市场统计数据,2015 年全球单晶市场份额约为18%,2016 年大幅提升至24%左右,2017 年有望进一步提升至30%以上。目前单晶组件的产能受限于上游单晶硅片的供应量,然而单、多晶硅片在生产工艺、技术及设备方面均具有较大的差异性,硅片生产企业难以通过适当转换设备快速切换产品,从而导致市场上单晶硅片供不应求,其供给的增加只能依靠投资扩产。
图:多晶、单晶硅片现货价格对比(美元/片)
 
        我国是硅片制造大国。2016 年,全球硅片产量约69GW,我国硅片产量约63GW,国内产量占全球产量的91.30%。我国硅片环节产业集中度较高,前十家硅片企业产量占比77%,前五家占比达到58%。在全球硅片产量前十的企业中,我国共占8 家。其中,多晶硅片一线企业主要包括保利协鑫(由协鑫集团控制)、晶科能源、赛维LDK、宇峻等;单晶硅片企业主要为隆基股份、中环股份、卡姆丹克、晶龙集团和阳光能源五家企业。随着单晶产品市场占有率的提高,硅片生产企业纷纷进行单晶硅产能扩张。全球最大的多晶硅片制造商保利协鑫已于2015 年5 月在宁夏中卫投资建设10GW 单晶硅项目,其中1GW 项目已于2016年三季度投产。全球最大的单晶硅片制造商隆基股份单晶硅片产能从2015 年末的5GW,提升至2016 年末的7.5GW,未来拟投资建设的项目包括马来西亚古晋年产300MW 单晶硅棒、1GW 单晶硅片项目,以及银川隆基年产5GW 单晶硅棒和5GW 单晶硅片项目、保山隆基年产5GW 单晶硅棒项目,预计2017 年末单晶硅片产能将达到12GW 等。中环股份称,旗下子公司内蒙古中环光伏材料有限公司拟新增8GW 单晶硅材料、单晶硅片项目。
表:2015 年全球主要硅片企业产能及产量情况表(单位:GW)

        ③太阳能电池

        将硅片加工为太阳能电池,是实现光电转换最为核心的步骤。太阳能电池制造环节是资本和技术双密集型行业,要求企业及时跟进最新的电池制造技术以提升电池效率,太阳能电池的转换效率越高,生产成本越低,越有利于太阳能发电系统的应用。

        根据所用材料的不同,太阳能电池可分为三大类:第一类为晶体硅太阳能电池,包括单晶硅和多晶硅;第二类为薄膜太阳能电池,包括硅基薄膜、化合物类以及有机类;第三类为新型太阳能电池,包括叠层太阳能电池、多带隙太阳能电池以及热载流子太阳能电池等。由于化合物类、有机类薄膜太阳能电池存在原材料稀缺或者有毒以及转换效率低、稳定性差等,而第三代太阳能电池技术上尚未成熟,因此目前应用较多的太阳能电池主要包括单晶硅、多晶硅以及非晶硅薄膜太阳能电池。
图:太阳能电池分类
 
        从各类太阳能电池市场份额的变化来看,多晶硅的高性价比使其保持了良好的市场占有率,尤其在2014 年、2015 年占比提升十分显著,而单晶硅和薄膜太阳能电池的市场份额占比有所下降。但这一状况在2016 年2 月份发生了改变。

        受益于单晶硅产品成本的下降与国家“领跑者计划”的推动,单晶硅电池在国内的市场占有率持续提升。根据市场统计数据,2015 年全球单晶市场份额约为18%,2016 年大幅提升至24%左右,2017 年有望进一步提升至30%以上。
图:2006-2015 年全球单晶、多晶、薄膜太阳能电池市场份额变化
 
        光伏电池的转换效率为电池企业的核心竞争力。在“十二”五期间,我国光伏电池制造业技术进步不断加快,产品质量位居世界前列,商业化产品效率平均每年提升约0.3~0.4%。2015 年我国单晶硅和多晶硅太阳能电池转换效率11平均分别达到19.5%和18.3%。

        未来光电转换效率的提升主要依靠制备技术的更新换代。在过去十年中,丝网印刷全铝背场太阳能电池(Al-BSF)占据着光伏电池技术市场。根据预计,这种技术由于性能良好,生产成本较低,直到2020 年将保持其领先地位。

        然而,随着制备技术的进步,其他高效电池会对其带来竞争压力。目前,具备大规模生产应用基础的高效电池技术包括PERC(Passivated Emitter and RearContact,钝化发射极及背接触电池)、PERT( Passivated Emitter and RearTotally-Diffused Cell,钝化发射极背面全扩散电池)、HIT(Hetero-junction withIntrinsic Thin-layer,本征薄膜异质结电池)、IBC(Interdigitated Back Contact,指叉型背接触电池)等。目前,最成熟的高效电池技术为PERC 技术。PERC 电池仅需在现有全铝背场太阳能电池生产线上增加两道工艺,相较于其他高效太阳能电池,最容易在现有太阳能电池生产线基础上升级改造,潜在综合成本最低,较容易实现产业化。目前,晶科能源、阿特斯、天合光能、晶澳太阳能、乐叶及Solar World、韩华QCells 等都陆续增加PERC 产能。此外,HIT、IBC 等电池技术也代表了高效电池的发展方向。

        我国已经成功超越欧洲、日本,成为世界太阳能电池生产第一大国。2016年,我国太阳能电池产量超过49GW,同比增长19.5%以上,占世界太阳能电池产量的71.01%,生产技术不断进步,生产成本持续下降。
表:2015 年全球前主要太阳能电池供货企业出货量及其产能(单位:GW)
 
        ④组件

        组件生产较太阳能电池相比技术含量稍低。由于组件制造投资少、建设周期短、技术和资金门槛低、最接近市场等特点,组件生产吸引了大批企业进入,是光伏产业链中发展最快的环节之一。2016 年我国太阳能组件产量约为53GW,同比增幅达到15.7%以上,占全球太阳能组件产量约73.6%,连续10 年世界第一。我国组件生产技术不断进步,生产成本持续下降,自动化、数字化、网络化程度不断提升。为应对欧美的“双反”,多家企业开始在海外设厂,生产布局全球化趋势明显。日本、美国仍是我国主要出口区域,但新兴市场如印度、巴西、洪都拉斯、智利等规模也在快速扩大。新兴市场的兴起一定程度上优化了我国组件的出口结构,减少对欧美国家的依赖。

        我国组件企业在全球占绝对优势。作为光伏第一大国,我国光伏产品的质量被不断认可,我国光伏组件价格低于全球水平,国网能源研究院发布的《中国新能源发电分析报告2016》显示,2015 年中国晶硅组件平均价格为0.599 美元/瓦,世界光伏组件平均价格为0.611 美元/瓦。只有夏普(日本)、First Solar(美国)等少数企业在成本上可与中国公司竞争。2015 年全球光伏组件出货量排名前十的企业更是全部都是中国企业。
表:2015 年全球光伏组件企业出货量排名(单位:GW)
 
        ⑤应用系统

        光伏的终端应用主要为小型分布式电站和大型地面电站。光伏电站开发运营投资大,回款慢,企业核心竞争优势在于资金实力。近年来,我国光伏发电产业在《可再生能源法》及配套政策的支持下快速成长。目前,我国已建立了基础设施及工艺技术都相对成熟的光伏产品制造产业,光伏产业链多个环节的产品产能、产量均已越居全球首位,光伏产品成本不断下降,在国际市场上形成了较大的竞争优势,使得我国具备了大规模建设光伏电站的条件。

        我国是近年全球光伏装机的绝对龙头,已连续四年新增装机排名第一。2015年超越德国,成为全球累计装机第一的国家。目前,我国大型地面电站占据光伏装机总量的80%以上。在弃光限电以及上网电价下调的影响下,我国加快建设分布式光伏发电应用示范区,光伏产业投资逐渐向分布式项目转移,重点发展以大型工业园区、经济开发区、公共设施、居民住宅等为主要依托的屋顶分布式光伏发电系统。2016 年底,我国光伏发电新增装机容量34.54GW,同比增速128%,其中,分布式光伏装机容量10.32GW,同比增速204%,分布式光伏发展步伐明显加快。预计到2020 年,分布式光伏发累计电装机容量将达到70GW。

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(责任编辑:168太阳能光伏网) 光伏产业链 光伏行业产业链

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