光伏产业分析报告.docx

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光伏产业分析报告

光伏产业分析报告

光伏，是指利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。

目前光伏技术路线大体可分为二类，即晶硅与薄膜，其中晶硅又分为单晶与多晶路线。

晶硅光伏产业链基本上是由五个环节构成，分别为晶体硅原料生产、硅片切割、电池片制造、组件及系统封装与应用集成。

下图为光伏产业链基本结构。

图：

光伏晶硅产业链的基本结构

一、多晶硅环节

（一）行业介绍

多晶硅是光伏产业的关键原材料，位于产业链上游环节，其生产工艺即是硅的提纯工艺。

按照纯度的不同，多晶硅可分为电子级和太阳能级。

目前硅的纯度主要用N级来表述，太阳能级多晶硅的纯度主要在6N-11N间（99.9999%-99.999999999%），电子级多晶硅主要在9N以上。

电子级多晶硅的主要制备方法是改良西门子法和硅烷法；太阳能级多晶硅的制备方法主要有西门子法、改良西门子法、硅烷法、冶金法等。

多晶硅行业主要的参与企业有美国Hemlock公司、美国MEMC（现为SunEdison）、德国WACKER（瓦克）、挪威REC、日本Tokuyama、韩国OCI、中国的江苏中能（GCL控股）、特变电工TBEA、洛阳中硅、重庆大全新能源、宜昌南玻、亚洲硅业、四川瑞能、曲靖云冶等等。

（二）行业发展趋势

从区域分布来看，相较于硅片、组件，多晶硅是光伏制造端壁垒较高的环节，表现在生产技术复杂、投产周期长等，多晶硅生产技术长期以来掌握在美欧日韩企业手中。

由于国内企业技术突破，近几年来，多晶硅逐渐形成中、美、韩、德四国竞争的情形。

我国多晶硅产能大约占全球的43%，预计未来这一比例将逐年上升，未来几年多晶硅制造商将持续减少，集中度会进一步增加。

从产品需求来看，短期内我国多晶硅略有缺口，仍然需要大量进口，因为国产多晶硅与进口多晶硅的品质方面存在较大的差距。

2014年我国多晶硅进口量为10.2万吨，2015年上半年多晶硅进口量已达6万吨。

从技术工艺来看，改良西门子法以及流化床（FBR，生产出的硅料为颗粒料）技术持续进步。

主流生产工艺改良西门子法多晶硅继续通过降低物耗和能耗节省成本；颗粒硅料市场需求逐步扩大，不断推动流化床技术的扩散。

SEMI（半导体行业协会）推出的国际光伏技术路线图预计，到2017年颗粒料市场占有率将达到30%以上。

从产品品质来看，受欧洲限价政策、日本市场快速兴起以及国内分布式发电的推广，未来市场对高效电池市场的需求将会增大，对多晶硅料品质要求也会越来越高。

从价格趋势来看，从2010年以来，多晶硅价格呈断崖式下滑，使得多晶硅生产厂商数量急剧减少，2013年以后其市场集中度进一步提高，少数厂商垄断产能，产业毛利率开始逐渐回暖。

随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度远高于半导体对多晶硅的需求，而总体上多晶硅供应仍较为充裕。

图：

全球多晶产量和需求量及预测

资料来源：

IHS

（三）影响行业发展要素

多晶硅成本方面。

多晶硅制造成本一般由能源消耗（电力、煤、蒸汽、水等）、原材料（三氯氢硅、硅粉、四氯化硅）、人力、设备维护保养、折旧、研发费用、财务费用、管理费用等构成。

而多晶硅生产成本的关键要素是电力能源成本、原料成本以及折旧成本。

随着主流多晶硅生产厂商技术的不断进步，未来基于改良西门子工艺的多晶硅生产的能源消耗降低十分明显。

除了降低能源消耗外，更多企业寻求在电力、燃气等价格低廉的地区进行建厂。

低廉能源要素成本已成为多晶硅企业的核心竞争力。

多晶硅生产技术方面。

改良西门子法作为主流的多晶硅生产方法，为提高多晶硅生产效率，提升产品质量，降低物耗能耗成本创造了前提条件。

另外，硅烷法多晶硅生产技术是当前发展的主要方向之一，由于硅烷法分解温度低，电耗低，为高电价地区寻求更低成本的多晶硅生产技术创造了条件。

多晶硅生产环保与安全方面。

多晶硅生产过程中，四氯化硅是多晶硅生产中最大的副产物，每产一吨多晶硅产品将产生10-20吨的副产物四氯化硅，若处理不善，可能会导致环境污染或安全事故。

四氯化硅经过氢化系统后可以转化为三氯化硅并返回系统进行重复使用，也可以用于生产国家鼓励发展的高科技产品气相白炭黑或者硅酸乙酯及光纤预制棒等有机硅产品。

绝大多数多晶硅生产企业已经可以将四氯化硅完全氢化进行循环生产。

二、硅棒/硅片环节

（一）行业介绍

晶体硅工艺分为两种技术路线，从多晶硅直接铸锭（方锭）切片是多晶路线；从多晶硅先拉单晶（圆棒）再切片是单晶路线。

目前，在硅片环节中，多晶硅片仍然占主流。

另外，多晶硅铸锭/硅片生产具有劳动密集型特点，技术含量相对不高，只需要购置相关设备和原材料即可进行生产，因此投资门槛较低，近几年在下游光伏市场带动下，诸多投资者选择多晶路线，使得产业竞争激烈。

由于单晶硅在拉晶环节有一定的资本、技术壁垒，且过去几年终端市场主要集中在美国、日本、欧洲等少数发达国家，在国内应用并不广泛（市场占有率10%左右），使得单晶硅片有被边缘化的风险。

单晶硅技术路线参与企业有：

隆基股份、中环股份、卡姆丹克、晶龙集团、阳光能源和卡姆丹克等五家大型企业，行业集中度在85%以上。

（二）行业发展趋势

2014年全球硅片产量为50GW左右，预计到2020年达到68GW，从区域发展看，目前全球硅片产能集中在亚太地区，该区域硅片产量约为47GW，约占全球的94%，预计在未来金刚线切割技术大规模普及的情况下，亚洲地区的硅片产量将继续保持上升趋势。

而欧美地区生产企业将不断退出该领域。

全球硅片产量如下图所示：

图：

全球硅片产量及预测

资料来源：

IHS及PHOTON报告

从产品需求来看，目前全球硅片市场仍以多晶路线为主，份额在60%以上，而单晶份额在25%左右；随着多晶硅片的转换效率瓶颈日益临近，N型单晶硅片以及对于高效PERC单晶产品需求的扩大，预计到2020年单晶硅片的市场份额将由现在的25%提升到50%。

从技术工艺来看，目前金刚线切割技术已经在单晶硅片切割中规模化应用，但是在多晶硅片切割领域难以推广。

金刚线切割技术不仅极大地提高了硅片切割效率，也对硅片开展薄片化、细线化技术拓展了更多成本下降的空间。

从价格趋势来看，大规模制造以及生产流程技术工艺的改进使得硅片的每瓦生产成本都在逐年下降。

（三）影响行业发展要素

相对于光伏产业链的其它生产环节，硅棒和硅片的利润空间不断受到挤压。

硅片产业呈现大者恒大的局面，成本控制力差的企业在行业竞争中会相继退出。

而骨干企业受市场需求的驱动，迅速通过扩大生产规模来降低成本，并通过优化生产布局，将高载能环节布局在能源价格洼地（云南、宁夏、内蒙古、新疆）来降低能源成本。

三、电池/组件环节

（一）行业介绍

太阳能电池是将太阳辐射能直接转换为电能的转换器件，由这种器件封装成的发电装备称为太阳能组件。

硅片加工成电池片，是实现光电转换最为核心的步骤，此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转换效率。

电池环节目前的竞争格局是中国大陆与中国台湾占据了全球近80%的市场份额。

行业的主要参与者有阿斯特、英利、天合、韩华、晶澳、晶科、海润光伏、新日光、茂迪、昱晶、东方日升、天合、尚德、顺风光电、昱辉阳光、FirstSolar、亿晶光电、向日葵以及联合光伏等多家企业。

从价格趋势来看，电池每瓦平均售价和每瓦成本呈逐年下降趋势，而毛利率逐年提高。

从技术路线来看，目前多晶电池价格有上涨趋势，而单晶电池的价格在不断下降，单多晶价差在不断缩小。

组件环节目前面临全球低端产能总体过剩，中国大陆组件出货量占据全球的80%。

行业主要的参与企业有：

天合光能、英利、阿斯特、韩华、晶科、晶澳、夏普、昱辉、FirstSolar、Kyocera、中利腾辉、海润、sunpower、正泰、尚德、松下、中盛光电集团。

（二）行业发展趋势

2014年全球电池片产能约为70GW，电池片产量为50.3GW；全球光伏组件产能达到87GW，产量达到52GW。

预计2020年全球电池片和组件产量分别达到70GW和72GW。

从区域发展看，电池方面，目前太阳能电池片的生产制造集中在中国大陆、中国台湾和东南亚，且生产规模持续扩大。

组件方面，中国大陆依然是全球最大的组件生产区域。

目前，中国大陆的电池和产能分别占据全球68%和72%的市场份额，随着产业基地继续向亚洲集中，这一比例将继续扩大。

此外美国、韩国、中国台湾和东南亚等区域产量也提升较快。

韩国和台湾地区组件主要以代工为主，产量提升较为迅速。

图：

全球电池及组件产量及预测

资料来源：

IHS及PHOTON报告

从产品需求来看，随着土地和屋顶资源的稀缺性越来越突出，集约利用土地和屋顶资源将是电站项目开发的内在要求，这将促进电站业主在固定面积土地和屋顶上安装更大规模的电站，进而拉动高效电池组件的需求。

高效电池组件产品未来将以更快的速度占据更多的光伏市场份额。

从技术工艺来看，随着产业不断发展，钝化发射极背面接触技术（PERC）日益成熟，该技术最核心的作用是提升电池转化效率。

在导入PERC技术后，单晶电池的转换效率将提升1个百分点，而多晶电池仅为0.5个百分点，PERC技术与单晶电池结合更有优势。

目前全球各大电池厂商都已加速PERC技术的导入，未来随着成本结构和效率逐步改进，单晶PERC电池将会占越来越多的市场份额。

（三）影响行业发展要素

成本方面。

主流电池组件企业通过各种方法来降低生产成本：

一是通过技术进步降低成本。

电池转换效率每提高1个百分点，每瓦系统成本降低5-7个百分点；二是通过降低物耗来降低成本。

电池片加工环节主要的材料浆料价格下降幅度较大，企业采用镂空主栅和细栅线结构优化用浆量来节省成本；三是寻求低成本的原料替代物，部分企业正在通过使用铜电极取代正银电极来降低成本。

主流组件厂家在控制硅料成本的基础上，也通过加强供应链管理、增强各种原辅材采购议价能力以及加快辅材国产化进程等方式来降低非硅成本。

技术工艺及转化效率方面。

未来晶硅电池转换效率提升主要集中在背接触、HIT以及PERC单晶电池上，多晶以及类单晶的电池转换效率提升将遭遇瓶颈，提升空间有限。

对于组件而言，由于组件成本是按照瓦数来衡量的，提高电池效率可摊薄每瓦耗材量，也会使晶硅组件成本持续下降。

四、太阳能电站环节

（一）行业介绍

光伏的终端应用分为小型分布式电站和大型地面电站，光伏组件是电站中主要的发电设备，配套设施有逆变器、变压器、电缆等。

参与电站建设的企业主要包括大型电力集团、大型投资集团和光伏制造一体化企业。

光伏电站为资本密集型行业，装机量的不断增长依赖持续不断的资金投入。

目前，全球光伏市场最主要的增长动力来自于中国、日本、美国等体量较大的市场以及英国、印度、智利等新型光伏市场。

由于电站运营属于资本密集型行业，进入壁垒比较高，企业不但需要有雄厚的资金实力，还需要有连续的项目开发能力，因此大型国企在竞争中优势突出。

受日照资源、土地租金等因素影响，我国大型光伏地面电站主要集中于新疆、甘肃等省区；然而这些地区对于光伏电力的就地消纳能力不足，弃光限电现象时常出现。

而东部地区用电需求量大，但闲置土地较少，用地成本也较高，不适宜建设地面电站，因此，未来东部的发展方向是光伏分布式发电（屋顶式太阳能电站）。

（二）行业发展趋势

新能源是全球能源利用的重点开发领域，太阳能作为最清洁能源之一，仍受到投资者的广泛关注。

预计2015年全球新增光伏装机量为58.7GW，2020年将达到100GW。

图：

全球新增光伏装机量及预测

数据来源：

欧洲光伏协会、彭博新能源财经、PHOTON

从区域发展看，高额补贴迅速推动了日本光伏装机市场的发展，尤其是工商业屋顶项目与地面电站项目均迎来可观增长。

未来印度光伏市场前景较大，欧洲光伏市场受补贴政策影响将逐渐萎缩，在美国联邦和各州政府刺激性政策下，美国市场光伏发展快速，前景依然乐观。

南亚、东南亚、南美、非洲等市场逐渐火热。

我国为达成2030年非化石能源消费占比提升至20%的目标，预计“十三五”期间，年平均新增光伏装机量将达20GW以上。

图：

2014-2020年中国新增光伏装机容量预测

从产品需求来看，受单晶产品价格下降影响，单晶电站会取得更好的投资收益回报，将成为未来太阳能发电的主流。

另外，跟踪系统也将成为今后的发展趋势，随着光伏补贴的进一步降低，提升光伏系统发电量将成为提高收益率的主要途径。

追踪系统在光伏电站中的应用较传统的固定式系统能够提升20%以上的发电量。

高稳定性、低成本的追踪系统将成为未来光伏支架行业发展的重要方向。

（三）影响行业发展要素

在成本方面。

随着晶硅组件产品价格不断走低、功率不断提高，在电站建设投资上每瓦成本越来越低。

然而，更高功率的组件产品由于能节省土地、人工、线缆、边框等成本，越来越受到电站开发商的青睐。

另外，随着我国利率下行以及与电站相关的金融创新模式的普及，未来电站每瓦投资仍将呈现大幅下降的趋势。

在电站质量和长期可靠性方面，早期“金太阳”时期建设的电站由于只关注建设规模进行补贴，导致此阶段电站质量良莠不齐，可靠性也较差，进行业整合后，越来越多电站开发商开始关注电站长期可靠性与质量。