思瀚產(chǎn)業(yè)研究院
光伏上游產(chǎn)業(yè)主要包括硅料、硅片的生產(chǎn)。多晶硅料是信息產(chǎn)業(yè)和太陽能電池產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原材料,由石英砂加工的冶金級硅精煉而來,用于制造基于晶體硅的電池組件。多晶硅材料可以先被鑄成硅錠,然后切割成片,加工成多晶硅硅片,也可以熔爐后植入單晶硅籽晶,拉伸為圓柱晶棒,再被切割成片,加工成為單晶硅硅片。
由于鑄錠效率比拉棒略高,多晶硅片對于單晶硅片存在一定成本優(yōu)勢。硅料環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)門檻較高,過去國外壟斷情況嚴重,隨著我國自主技術(shù)研發(fā)獲得成功,目前已經(jīng)擺脫進口依賴。21世紀初,全球多晶硅產(chǎn)業(yè)還主要是圍繞集成電路等傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件行業(yè),隨著光伏產(chǎn)業(yè)快速規(guī)?;l(fā)展,市場對硅料的需求猛增,太陽能級多晶硅價格從2004年的40美元/kg左右暴漲到2008年的近450美元/kg(1美元約合7.163人民幣)。
隨著2009年歐美經(jīng)濟危機和債務(wù)危機蔓延,以及多晶硅技術(shù)進步帶來成本降低、產(chǎn)能的陸續(xù)釋放,多晶硅價格從2011年的近100美元/kg降至2018年的13美元/kg。我國多晶硅產(chǎn)業(yè)2005年以來,在政策推動下起步,一路歷經(jīng)產(chǎn)能過剩、淘汰兼并,行業(yè)集中度不斷提高。
部分先進企業(yè)的生產(chǎn)成本已達全球領(lǐng)先水平,產(chǎn)品質(zhì)量多數(shù)在太陽能級一級品水平。2018年,全國多晶硅產(chǎn)能超過萬噸的企業(yè)有10家,產(chǎn)能利用率保持在較高水平,產(chǎn)量超過 25萬噸。2019年、2020年多晶硅產(chǎn)量達到34.2萬噸和39.2萬噸,2021年達50.5萬噸,同比增長28.8%。
其中,排名前五企業(yè)產(chǎn)量占國內(nèi)多晶硅總產(chǎn)量86.7%,其中5家企業(yè)產(chǎn)量超過5萬噸。2022年隨著多晶硅企業(yè)技改及新建產(chǎn)能的釋放,產(chǎn)量預(yù)計將超過70萬噸。2010年至2021年全國多晶硅產(chǎn)量及2022年預(yù)測產(chǎn)量如圖1所示(單位:萬噸)。
圖1
硅片是在多晶硅錠和單晶硅棒基礎(chǔ)上進一步經(jīng)過線切割機加工制成,是制造太陽能晶硅電池的基礎(chǔ)材料。在硅片產(chǎn)量方面,我國占有絕對優(yōu)勢,國內(nèi)產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的90%以上。硅片環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?yīng)強、產(chǎn)業(yè)集中度高,前十家硅片企業(yè)產(chǎn)量占比60%以上。2017年全球硅片有效產(chǎn)能約122.3GW,同比增長22.3%,產(chǎn)量達到105.2GW,同比增長40.6%。我國硅片產(chǎn)能105GW,同比增加28.2%,產(chǎn)量91.7GW,同比增加41.5%。2018年我國硅片產(chǎn)量約為109.2GW,同比增長19.1%。全球前十大生產(chǎn)企業(yè)均位居中國大陸,2019年、2020年全國硅片產(chǎn)量約為134.6GW和161.3GW,2021年約為227GW,同比增長40.6%。
其中,排名前五企業(yè)產(chǎn)量占國內(nèi)硅片總產(chǎn)量的84%,且產(chǎn)量均超過10GW。隨著頭部企業(yè)加速擴張,預(yù)計2022年全國硅片產(chǎn)量將超過293GW。2010年至2021年全國硅片產(chǎn)量及2022年預(yù)測產(chǎn)量如圖2所示(單位:GW)。
圖2
將硅片加工成為太陽能電池片,是制成光伏組件的中間工序。電池片的光電轉(zhuǎn)換效率直接影響整個光伏系統(tǒng)的效益,光電轉(zhuǎn)換效率的提升主要依靠技術(shù)更新?lián)Q代。2018年,我國電池片產(chǎn)量約為87.2GW,同比增長21.1%。電池片產(chǎn)量超過2GW的企業(yè)有12家,其產(chǎn)量占總產(chǎn)量的53.4%,集中度進一步提高。
2020年全國電池片產(chǎn)量約為134.8GW,2021年約為198GW,同比增長46.9%。其中,排名前五企業(yè)產(chǎn)量占國內(nèi)電池片總產(chǎn)量的53.9%,前六家企業(yè)產(chǎn)量超過10GW。預(yù)計2022年全國電池片產(chǎn)量將超過261GW。2010年至2021年全國電池片產(chǎn)量及2022年預(yù)測產(chǎn)量如圖3所示(單位:GW)。
圖3
進入21世紀的十幾年來,世界晶硅太陽能電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,取得了一系列新成果、新突破。技術(shù)進步已成為降低太陽能光伏發(fā)電成本、促進晶硅太陽能電池行業(yè)和市場發(fā)展的重要因素。
光伏組件是基于電池整合的具有封裝及內(nèi)部聯(lián)結(jié)的,能單獨提供直流電輸出的裝置。光伏組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件。作為光伏行業(yè)的終端產(chǎn)品,組件生產(chǎn)與市場結(jié)合緊密,產(chǎn)品更新?lián)Q代較快,要求有很強的市場應(yīng)變機制,對設(shè)計開發(fā)能力要求較高。
得益于全球光伏需求增長的推動,國內(nèi)企業(yè)在近年來持續(xù)加大組件環(huán)節(jié)的投資和技術(shù)革新,近十年來生產(chǎn)成本持續(xù)下降,自動化、數(shù)字化程度不斷提升。2017年,全球組件產(chǎn)能達到147.9GW以上,同比增加20.2%;產(chǎn)量105.5GW,同比增長35.4%。2018年,全國組件產(chǎn)量達到85.7GW,主要受“531”政策影響,有所下降。
組件產(chǎn)量超過2GW的企業(yè)有11家,其產(chǎn)量占總產(chǎn)量的62.3%,集中度進一步提高。2019年、2020年組件產(chǎn)量達到98.6GW和124.6GW,2021年達到182GW,同比增長46.1%,以晶硅組件為主。
其中,排名前五企業(yè)總產(chǎn)量占國內(nèi)組件總產(chǎn)量的63.4%,各自的產(chǎn)量均超過10GW。預(yù)計 2022年組件產(chǎn)量將超過233GW。2010年至2021年全國太陽能組件產(chǎn)量及2022年預(yù)測產(chǎn)量如圖4所示(單位:GW)。
圖4
光伏下游行業(yè)主要包括大型地面集中式電站、工商業(yè)和戶用光伏系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)。大型地面集中式業(yè)務(wù)偏重資產(chǎn),企業(yè)核心競爭優(yōu)勢在于資金實力,傳統(tǒng)上是以大型發(fā)電公司為代表的國有企業(yè)為主投資運營。
近年來,隨著分布式電站鼓勵政策不斷出臺,家庭戶用光伏、工商業(yè)小型分布式光伏電站得到了快速發(fā)展。我國是全球最大的光伏市場,已連續(xù)五年新增裝機排名第一。
2018年全國新增光伏并網(wǎng)裝機容量達到44GW,累計光伏裝機并網(wǎng)容量超過174GW,新增及累計裝機容量均為全球首位。2018年,我國全年光伏發(fā)電量約為1800億千瓦時,約占全國全年總發(fā)電量的2.6%。2019年、2020年光伏新增裝機容量約為30.1GW和48.2GW。
2021年,全國新增光伏并網(wǎng)裝機容量約為54.88GW,同比上升13.9%,累計光伏并網(wǎng)裝機容量達到308GW,新增和累計裝機容量均為全球首位,全年光伏發(fā)電量為3259億千瓦時,同比增長25.1%,約占全國全年總發(fā)電量的4.0%。預(yù)計2022年光伏新增裝機量超過75GW,累計裝機有望達到約383GW。2010年至2021年全國太陽能光伏發(fā)電裝機累計容量及2022年預(yù)測累計容量如圖5所示(單位:GW)。
圖5