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    能源環(huán)境新聞

    行研報告 | 光伏行業(yè)全產業(yè)鏈研究(上篇)

    星之球科技 來源:零度資本2021-07-22 我要評論(0 )   

    在產業(yè)政策引導和市場需求驅動的雙重作用下,全國光伏產業(yè)實現了快速發(fā)展。根據國家能源局的統計,2019年中國光伏新增裝機30.11GW,占當年全球光伏新增裝機26%;年發(fā)電...

    在產業(yè)政策引導和市場需求驅動的雙重作用下,全國光伏產業(yè)實現了快速發(fā)展。

    根據國家能源局的統計,2019年中國光伏新增裝機30.11GW,占當年全球光伏新增裝機26%;年發(fā)電量2243億kWh,占所有發(fā)電方式供應電力的3%;截止2019年底,累計裝機204.3GW,占全球累計光伏裝機的33%,占所有發(fā)電方式累計裝機的10%。2020年,光伏新增裝機48.2GW 創(chuàng)近三年新高。

    (來源:中國光伏行業(yè)協會)

    (來源:中國光伏行業(yè)協會)

    在光伏發(fā)電成本持續(xù)下降和新興市場拉動等有利因素的推動下,全球光伏市場仍將保持增長。短期內,我國在未建成競價項目、特高壓項目,加上新增競價項目、平價項目等拉動下,預計國內新增光伏市場將恢復性增長。根據CPIA的數據,2025年之前全球保持130-200GW的新增裝機量,我國將保持35-80GW的年新增裝機量。

    2011-2019年全球光伏年度新增裝機規(guī)模及2020-2025年新增規(guī)模預測(GW)( 來源:中國光伏行業(yè)協會)

    2011-2019年國內光伏年度新增裝機規(guī)模及2020-2025年新增規(guī)模預測(GW)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    根據國家發(fā)改能源所的預測,到2050年光伏將成為國內第一大電源,總裝機規(guī)模達到5000GW,占全國總裝機的59%,全年發(fā)電量約為6萬億千瓦時,占當年全社會用電量的39%。

    一、我國光伏行業(yè)的四大發(fā)展階段

    光伏發(fā)電最先在電價較高的歐美國家興起并發(fā)展,我國的爆發(fā)式發(fā)展起于2010年完善的光伏補貼政策發(fā)布之后,目前正從標桿電價時代向平價時代過渡。

    我國光伏新增裝機容量(GW)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    第一階段:2009年之前

    中國光伏行業(yè)主要為電池和組件的加工出口,每年自身新增裝機規(guī)模小,在全國全部發(fā)電源裝機中占比更是小于1%。

    第二階段:2010-2012年

    由于金太陽示范工程政策的刺激,國內光伏發(fā)電行業(yè)開始步入市場化的進程,提升速度飛快,2012年新增裝機容量就較2010年增加了7倍。

    第三階段:2013-2017年

    由于光伏標桿電價補貼政策的支持,國內光伏每年新增裝機容量大幅度提升,年均增速超過40%。中國每年光伏新增裝機2013年起連續(xù)保持全球第一;光伏累計裝機在全部發(fā)電源裝機中占比從2013年的1.26%升至2017年的7.33%;光伏發(fā)電量在全部發(fā)電源中占比從2013年的0.16%提升到2017年的1.49%。

    第四階段:2018年-至今

    2018年531新政(限規(guī)模、限指標、降補貼)后,光伏市場新增裝機迅速萎縮,光伏補貼逐漸退出市場,平價上網已經成為市場趨勢。


    二、 光伏產業(yè)鏈構成

    光伏主原料鏈上游包括原料高純度多晶硅材料的生產,單晶硅和多晶硅的制造,硅片的生產;中游包括光伏電池,光伏組件環(huán)節(jié);下游是光伏發(fā)電的應用端,包括光伏電站和分布式發(fā)電。

    光伏主原料鏈 (來源:中國光伏行業(yè)協會)

    光伏行業(yè)屬于產業(yè)集中度較高的行業(yè),主原料鏈中產量產能位前列的企業(yè)上市公司較多,且多覆蓋上、中、下游多個環(huán)節(jié)。

    光伏主原料鏈企業(yè)(業(yè)務鏈條)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    光伏主原料鏈企業(yè)(2018-2019年收入)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    光伏主原料鏈企業(yè)(2019年毛利率、凈利率) (來源:中國光伏行業(yè)協會)

    光伏子產業(yè)鏈涉及諸多輔料、系統部件、設備等,其中輔料和系統部件中成本較高的包括金剛線、銀漿、鋁漿、玻璃、背板、膠膜、逆變器等,設備種類繁多且處于不斷革新。

    光伏子產業(yè)鏈(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    三、 光伏主原料鏈發(fā)展情況

    上游-多晶硅料

    多晶硅分為冶金級、太陽能級、電子級。太陽能級原生多晶硅料要求純度在 6 個“9”以上,電子級要求更高8個9以上(超高純9-11個9)。依據硅料的結構、表面致密程度和表面質量可將太陽能級多晶硅料分為致密料、菜花料、珊瑚料和顆粒料等。

    多晶硅料按純度分類(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    一般企業(yè)如果沒有技術積累,很難生產出滿足質量要求的多晶硅產品。影響硅料生產品質的主要因素包括三方面:一是原料的純度和質量、二是設備潔凈度(比如油污、粉塵等的摻入會影響硅料晶型)、三是工藝方法(反應物的配比、溫度控制等)。

    2009-2015年期間多晶硅行業(yè)競爭以技術為主導,而隨著技術進步與公開、裝備大型化、單位投資大幅降低,成本因素尤其是能耗成本成為當前行業(yè)的重要影響因素。

    目前國內領先的多晶硅生產企業(yè),成本、技術等方面已達到或接近國際領先水平。

    (1)生產技術工藝

    當前多晶硅生產的工藝主要有改良西門子法(Siemens)、硅烷流化床法(FBR),產品形態(tài)分別對應棒狀硅和顆粒硅。

    改良西門子法為目前的主流方法,2019年在我國占 97%的市場份額。目前改良西門子法多晶硅生產的能耗、物耗和成本雖處在下降通道中,但下降幅度變小。根據 ITRPV 的預計,因硅烷流化床法在成本控制上的潛力,未來將逐步取代改良西門子法的份額。

    改良西門子法生產工藝流程:主要包括三氯氫硅(TCS)合成、三氯氫硅提純、三氯氫硅還原三步(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    某代表企業(yè)采用改良西門子法的能源消耗情況(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    硅烷流化床法在原理上有很大的降低成本的潛力,它的化學反應轉化率比較高,有利于減少循環(huán)次數;該方法是一個連續(xù)的生產過程,而改良西門子法是一個非連續(xù)的生產過程,前者能夠降低能耗(流化床電耗僅為西門子法的10%-20%)。

    目前硅烷流化床法在生產穩(wěn)定性、一致性、規(guī)模化及產品質量上尚存在一定問題,目前僅有少數企業(yè)如REC、保利協鑫已建立硅烷流化床法生產線實現量產。

    硅烷流化床法生產工藝流程:一是制成三氯氫硅(以四氯化硅、氫氣、冶金硅和氯化氫為原料),二是將三氯氫硅制成硅烷,三是將硅烷氣體放入流化床反應爐內進行分解,得到多晶硅(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    (2)生產成本構成

    從硅料環(huán)節(jié)成本構成看,電費占比位于成本構成中第一位,例如國外產能成本高于國內的核心就在于電費。

    降低電力成本的方式,包括兩類,一是在電價較低的地區(qū)建廠(新疆、內蒙古等),也是過去幾年成本下降的核心路徑,二是通過降低單位產出的電耗(還原爐大型化,提升單爐產量)。

    2019年硅料環(huán)節(jié)成本結構圖(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    (3)全球及我國產能及產量

    全球和國內多晶硅產量逐年提升,大型廠商產能利用率較高,根據CPIA預測,2020年我國多晶硅產量將提升至39萬噸。

    2019年全球多晶硅有效產能為67.5萬噸,同比增長7.5%;全球多晶硅產量50.8萬噸,同比增長13.9%,我國產量占比67%。其中,太陽能級塊狀硅約為45.8萬噸在多晶硅總產量中的占比為90.1%。

    全球歷年多晶硅產量及構成(萬噸)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    我國歷年多晶硅產量變化(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    2019年我國多晶硅制造產能利用率(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    (4)主要廠商和競爭格局

    多晶硅產業(yè)的規(guī)模相對集中,2019年全球前10家企業(yè)產量累計占比達83.5%,我國有7家企業(yè)進入前10。國內一線大廠積極擴張,海外產能和國內高成本產能陸續(xù)退出。

    全球前10多晶硅企業(yè)產能及產量(按2019年產量排名)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    我國前20多晶硅企業(yè)產能及產量(按2019年產量排名)(來源:中國光伏行業(yè)協會)

    到2019年底中國多晶硅產能主要集中在新疆、內蒙、江蘇、四川等地區(qū),產能集中度達到88.7%,隨著國內多晶硅骨干企業(yè)產能逐漸向資源優(yōu)勢地區(qū)轉移,新疆、內蒙、四川地區(qū)多晶硅產能的規(guī)模優(yōu)勢將更加凸顯,預期未來三大地區(qū)的產能超過國內多晶硅總產能的80%,多晶硅產業(yè)將繼續(xù)向資源優(yōu)勢地區(qū)集中。(未完待續(xù))


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