光伏和风电行业135页深度研究报告:龙头强者恒强

2021-07-08 19:53·未来智库(报告出品方/作者:东吴证券,曾朵红)

1 光伏:碳排放趋严,平价新周期需求向好

1.1全球碳排放趋严,新能源革命势不可挡

全球碳排放量仍在上升,单位GDP碳排放下降

碳排放量是指在生产、运输、使用及回收等过程所产生的平均温室气体排放量。全球来看,随着90年代初经济迅速发展,全球碳排放总量不断增加,到2020年全球碳排放量为31.5Gt, 较1990年上涨53.5%,同比降5.7%,实现近年来同比最大降幅,是碳排放政策趋严+疫情导致一次能源需 求下降的双重作用所致。

大国减排进程:欧洲最早,美国次之,中国落后

欧盟1996年碳排放达峰,欧盟是最早进入减排下行通道的国家,以1990年为基准,截止2020年已减排 31.7%,2020年欧盟提出2030年减排55%的目标,计划欧盟2050年实现碳中和。

美国2000年碳排放达峰,21世纪碳排放逐渐下行,但18年排放量略有抬头,拜登上台后推出2万亿美元新能源计划将促进美国2050年实现碳中和。

中国2030年碳排放达峰(计划),中国的碳排放还处于上升通道,但近期国家领导人将碳减排提升至国家战 略高度,计划2030年前碳排放达峰,2060年前实现碳中和。

全球各国纷纷响应减排,多国提出明确目标

在大国的倡议和带动下,全球各国均响应碳减排。加拿大、德国、日韩、南非等发达国家以2050年实现碳 中和为目标,中国目标2060年实现碳中和,是全球主要排放国里首个设定碳中和限期的发展中国家。强调 未来30年内的可再生能源发电占比目标,带动全球向“碳中和”方向发展。

电力行业承担主要的减排指标

降低电力行业碳排放是重要工作。在中国、欧盟等规划的减排路线图中,各行业减排指标中电力行业的减 排要求最高。降低电力碳排放不等于减少电力能源使用,而是要推动清洁能源发电,改善发电结构。

推进能源供给革命,光伏成为主力能源

电力行业减排目标的实现需要依赖低成本高效率的光伏风电的发展。从2010-20年来看,光伏是成本降幅 最大的可再生能源形式,全球光伏发电的度电成本已从2010年的0.37$/kWh快速下降至2020年的 0.048$/kWh,降幅高达87%,BP预计到2050年光伏的成本较2018年将下降65-70%。光伏资源禀赋优异、 成本快速下降带来全球平价,带来行业巨大增量空间,有望成长为主力能源。

1.2 国内:21年利好政策频出,22年需求高增

20年中国补贴政策结束,平价将至:中国上网电价政策经历了标杆电价、竞价、平价三个阶段,20年是竞 价项目收官之年,竞价项目规模26GW,同增14%,同时20年也是平价开启之年,平价项目33GW,同增 124%,首次超过竞价项目规模。平价将至,21年成为全面平价的第一年。

21年政策出台:户用大超市场预期,风光保障性并网90GW!

5月20日,国家能源局正式下发《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》。

90GW保障性规模+不设上限的市场化规模。90GW是无附加条件的保障性并网,由电网企业保障,超出部 分通过自建、合建、共享或并网购买等市场化并网。

21年户用补贴盘子5亿,我们预计新增装机18GW+。21年户用补贴3分/kwh,补贴盘子5亿元,户用直接 并网消纳,按照1000小时计算,规模达到16.7GW+,我们预计今年户用新增装机达18GW以上。

1.3 海外:海外平价已至,全面增长在即

全球多点开花,20年中国、欧盟、美国、越南是主要增量市场。根据IEA,20年全球新增装机139GW,其中海外装机 91GW,同增7%;分国家或地区看,20年装机新增量主要来源于中国(20年48.2GW)、欧盟( 20年 19.6GW)、美国( 20年19.2GW)、越南( 20年11.1GW),仅这四个国家的新增装机容量就超过80%。 其中中国装机48.2GW,同比增长60.1%;欧盟19.6GW,同比增长17.4%;美国19.2GW,同比增加43%。

海外招标量迅速增长印证海外需求高增

海外近期招标项目竞标电价比商业电价低15-86%: Globalpetrolprice统计了21年的海外光伏竞标电价, 普遍较当地商业电价低15-86%,其中21年4月份沙特阿拉伯600MW项目最低竞标电价仅0.0104美元/度, 折合不到人民币0.1元/度,仅为当地商业电价的15%,具备极强的成本竞争力。

1.4 新技术多点开花,加速平价大未来

大尺寸能降低各环节的非硅成本:生产端:大尺寸可以提高单位时间内的产量,从而摊薄部分成本;辅材: 大尺寸带来的大功率可以摊薄成本。

硅片环节:同一台单晶炉,大硅片可以减少拉晶次数及切片次数,降低能耗,从而降低单位面积的非硅成 本;电池环节:生产节拍保持不变,硅片面积变大,等效产能增加。组件环节:组件环节大尺寸增加的面 积是平方,而边框增加的长度是一次方;接线盒是按套计价,大尺寸可以摊薄单W成本。系统环节:支架 和汇流箱是按套数计算,大尺寸硅片可以充分发挥余量价值。从全产业链量化来看,182可降低生产成本 0.081元/W左右,210可降低生产成本0.095元/W左右。

电池新技术层出不穷——Topcon、HBC/IBC技术

Topcon技术简介:在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成了 钝化接触结构,该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化,超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅 层同时阻挡少子空穴复合提升了电池的开路电压和短路电流。目前Topcon工厂量产效率为22%-24%之间。

HBC/IBC技术简介:HBC电池利用IBC电池高短路电流与HJT电池高开路电压的优势,结合成交叉指式背 接触异质结(HBC) ,除了具备IBC的PN结和金属接触都处于太阳电池的背部的特性,同时还采用a-Si∶H 作为双面钝化层,具有优异的钝化效果,能够取得更高的开路电压。目前实验室效率能够达到26%以上。 然而,HBC电池在继承了两者优点的同时也保留了IBC和HJT电池各自生产工艺的难点。

2 光伏各环节龙头加速集中,上游材料景气高点

2.1 硅料:景气度高点,供需格局佳

21年有效供给在190GW(组件端)

供给收缩,20年-21年上半年新增产能有限。18年531后硅料厂商扩产意愿低,截止至21年行业新增扩产计划 仅通威10万吨、大全4万吨,亚硅3万吨,东方希望6万吨,新特3万吨,但基本都在21年末~22年上半年才投 产,叠加3个月爬坡时间,22年Q1后才会陆续实现有效供应。

21年有效供给57万吨,对应硅料总供给190GW:据硅业分会统计,21年国内产量47万吨,海外产量10万吨, 合计57万吨。在硅片1kg出158片数(片)68片,转换效率在23%、单瓦硅耗3.00g/W的情况下,测算硅料总 供给在190GW(实际生产中可能会有一定损耗)。我们测算22年硅料总产能128万吨,新增约61万吨。

五寡头格局,通威有望率先突围

20年硅料价格持续下跌,小厂商亏损严重逐渐退出竞争,行业形成保利 协鑫、通威、新特、大全新能源、东方希望五家寡头垄断格局。通威硅料扩产节奏领先同业,在2021年底 投产8万吨产能,同时与下游硅片巨头隆基签订长单保证销售,我们预计到21年通威率先突围。

2.2 硅片:21Q3起竞争日趋激烈,龙头盈利韧性强

2017年至今全球单晶市占率快速提升:(1)PERC及N型占比的提升,推高了单晶的应用占比;(2)金刚 线切割技术大幅降低单晶硅片切片成本;(3)龙头组件厂商均全线布局单晶组件产品。

受制硅料短缺,硅片跟涨硅料:18年531新政至20年3月末,硅片单晶硅片维持强势,价格未见下调,20年 疫情影响价格下降,20年7、8月硅料供给加速收缩,硅料大幅涨价,硅片跟涨硅料。21年硅料持续紧缺, 格局最好的硅片端可以留存利润持续跟涨。

硅片双龙头格局,新兴龙头加速追赶

20年双寡头占据69%市场份额,21年新兴龙头加速追赶。20年来看,隆基出货59GW,中环出货35GW, 双龙头市占率69%,格局稳固;21年看,一体化厂晶科、晶澳,新兴硅片龙头上机数控奋起直追,硅片企 业21年产量规划大,行业竞争激烈,不排除部分企业产量不达市场预期的可能。

2.3 电池:两头挤压尴尬局面,待新技术破局

国内PERC产能快速扩张,21年看结构性机会

2020年中国产能约185.7GW,同增22.8%,产量约134.8GW,同增22.2%,全球占比82.5%。

PERC电池扩产有两个时间节点:1)PERC路线明确后,19年单季度高盈利引发了一轮扩产大潮。2)20年 初大尺寸平台技术确立,PERC大尺寸迅速扩张;

展望21-22年看,行业存在结构性机会:普通尺寸产能过剩,大尺寸产能相对紧缺。

集中度迅速提升,专业化厂商显露头角

20年电池片格局较为分散,分为专业化和一体化两大阵营。2020年按产量排序,前6大厂商分别为通威股 份、隆基股份、爱旭股份、晶澳科技、天合光能、晶科科技,各家差距并不大,CR6集中度超过50%,还 有很大的提升空间。前6名中,通威股份、爱旭股份是专业电池厂,效率、成本领先;其余4家为一体化厂 商。我们预计21年行业集中度迅速提升,专业化厂商通威股份、一体化企业隆基占据行业前二位置

3.风电:平价新周期,成本加速下行

3.1 风起平价,向海而生

中国:平价新时代,风电景气持续

20年平价核准项目11.4GW,同比增长超150%。随着风电发电规模化发展和技术快速进步,在部分资源 优良、建设成本低、投资和市场条件好的地区已基本具备平价上网的条件。2020年已核准平价项目158项, 总装机容量达11.4GW,同比增长超150%。

我国大部分地区风电可实现平价上网。我国大部分地区风电具备平价上网条件,随着平价周期到来,风电 具有很大的增长潜力。

对标欧洲,后平价时代风电装机稳定增长

政策带动、技术进步叠加规模化发展的作用下,欧洲海上 风电2018-2020年间开发成本降幅超50%,率先于2018年迎来平价上网时代,平价后风电装机增长仍较快, 2019年欧洲风电同比增速达到31.6%。同时欧洲是全球风资源最好的国家之一,大部分地区处于6m/s以上 风速带,风力资源优越叠加技术领先铸就了欧洲海上风电在全球的主导地位。

全球海风:空间广阔,高增长在即

海上风电场不占用土地资源,风速更高,风电机组单机容量更大, 年利用小时数更高,随着技术进步以及成本下降,海上风电产业将进入快速发展时期。2020年全球海上风 电装机6.02GW,根据GWEC,2021-2025年全球海上风电新增装机CAGR达到31.5%。

风机大型化是海风降本的有效途径

风机大型化有效提升单机发电量,大幅降低安装、运维成本,是海风降本有效途径。2020年,欧洲海上风 电机组的平均单机容量已经达到8.2MW,自2014年以来,风电机组的单机容量年化增长率高达14%。据 统计,在发电量方面,单机功率为 10MW 的风机比 8MW 的风机提升近 30%。除了发电量的提升外,大 功率风机还可以有效降低成本,在同样的装机规模下,单机功率越高,所需安装的风机台数越少,可大幅 降低吊装成本与后期的运维成本。

3.2 风电各环节盈利修复,格局优化

风机:欧洲龙头引领行业,国内三足鼎立

行业格局较为稳固:全球来看,装机第一位通用电气GE,2020年市占率17%,金风科技、维斯塔斯以 16.54%、15.71%的市占率分列第二、第三,CR3达49%,风机市场寡头格局稳固。

中国市场集中度提升,国内三足鼎立:根据CWEA数据,中国市场风机制造企业CR5从2015年的58.3%提 升至2020年的64.17%,行业集中度较高且不断上升。金风坚定直驱路线,连续5年新增装机及累计装机均 位列行业第一,2020年金风科技国内市占率为21%。

叶片:全球多元竞争格局,较为分散

玩家多元,全球市场格局分散:全球来看,风机叶片市场玩家多元,较为分散。外资企业主要有GE、LM、 TPI、Enercon等,国内厂商包括中材科技、时代新材、中复连众等国有控股大厂以及上海艾郎、天顺叶片 等民营专业化叶片企业,此外,部分主机厂如明阳也自主生产叶片。

国内市场集中度提升,中材科技龙头强者恒强:经历2016年的行业低谷,落后产能的淘汰,行业集中度不 断提升,CR5从2013的59.6%提升至 2019年的68%(中材科技、中复连众、中航惠腾、明阳风电、时代 新材)。中材科技凭借技术优势和与下游客户的深度绑定,在国内叶片市场份额不断增长,位列行业第一。

风塔:行业分散,中国龙头加速集中,天顺风能后来居上

随着中国风电整机行业集中度提升,零部件厂商加速整合,国内 市场主要由天顺风能、泰胜风能、大金重工以及天能重工四家龙头占据,天顺风能重点布局高端市场,客 户主要覆盖Vestas、GE、西门子歌美飒、金风科技等全球风机巨头,市场份额迅速提升至国内第一,2014 年全球市占率4%,2020年全球市占率迅速提升至为6%,较2019年稍有下滑,主要原因在于20年国内风 电装机快速增长,公司受制产能瓶颈所致,我们预计随着公司塔筒产能的陆续释放,市占率进一步提升。

报告节选:

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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