刘夏:光伏产业链 创业与投资机会

刘夏:光伏产业链 创业与投资机会
2024年12月04日 10:15 云核变量集团

来源:云核变量集团

2024年12月3日(周二)晚 20:00-21:00 直播文字稿

大家晚上好,今天我们来谈一下光伏产业链。

(一)行业概况

中国光伏行业呈现出多面性的发展现状。一方面,行业发展势头强劲,2024年上半年国内光伏新增装机容量达到102.48GW,同比增长30.7%。并且,中国具备全球最完备的光伏产业链,产业集聚效应非常明显,像多晶硅、光伏组件,我国的产量都是连续多年位列全球首位,在关键核心技术领域也持续有所突破,比如,自主研发的新型晶硅叠层钙钛矿电池,光电转换效率已经达到33.5%,处于世界领先水平。

由于我国光伏产业发展的太快,也成了中美博弈的一个重要环节。美国的目的很直白,就是希望发展本土产业,维护美国在能源领域的霸权地位,这就包括给中国的光伏产业设置阻碍。但是,实际上,中国光伏产品的高性价比在美国市场仍然有较大的需求,而且,美国如果完全切断与中国光伏产业的联系,自身光伏产业的发展,以及能源转型目标的实现都将受到严重影响。

中国光伏产业除了来自外部的,对外贸易的巨大压力,行业本身也面临诸多挑战。由于产能迅速扩充,市场出现了供大于求的现象,导致光伏制造端面临产能过剩,一些企业的利润空间也受到挤压,行业竞争加剧。比如,2024年前三季度,隆基绿能等多家企业净利润大幅下滑甚至亏损,同时,还存在现金流失血、高库存、需求增速下降等等隐忧。此外,全球市场2025年光伏需求增速预计进入相对稳定期,而前10家龙头企业2024年的组件出货量的计划大概率超过全球光伏装机需求,这也意味着未来市场竞争可能更加激烈。

(二)光伏产业链上游

从产业链来看,光伏产业链的上游是硅料和硅片。硅料,作为光伏产业的基础原料,主要包括多晶硅和单晶硅。多晶硅是通过化学方法合成的硅材料,经过提纯和铸锭等工艺可生产单晶硅。目前,改良西门子法是生产多晶硅的主要方法。上游的第二块是硅片以及耗材。硅片作为制造光伏电池的基础材料,是由硅料切割而成,有不同的尺寸和厚度。随着技术的发展,大尺寸、薄片化已经成为趋势。隆基绿能、TCL中环等公司在硅片环节产能规模较大。

光伏上游行业集中度较高,少数几家大型企业占据较大市场份额。硅料方面包括合盛硅业东岳硅材通威股份、协鑫科技、大全能源。硅片方面的企业主要有隆基绿能、TCL中环、晶澳科技弘元绿能双良节能上游行业竞争激烈程度、新进入者的威胁等竞争格局因素,也会对企业盈利产生影响。竞争的激烈之下,企业可能需要降低价格、增加研发投入等方式来保持竞争力,这会增加成本、压缩利润。光伏上游企业盈利还受到原材料供应与价格的影响,其他重要影响因素包括政策环境与补贴、宏观经济形势与国际贸易环境,等等。

在刚刚过去的2024年三季度,三季报中我们可以看到,受光伏周期影响,上游硅料、硅片环节陷入了集体亏损的局面,其中隆基绿能、TCL中环亏损超60亿,通威股份亏损近40亿元。只有光伏辅材环节业绩坚挺,像阳光电源帝尔激光等增速依然不错。从业绩端看,产业链上游依然没有筑底的迹象。

金刚线,也是上游值得关注的一个环节,主要用于光伏硅料的切割,盈利水平高,切割效果直接影响硅片的质量及光伏组件的光电转换性能,对光伏降本影响重大。“光伏用钨丝”尽管有较多瑕疵,但潜力较大,处于产业化初期;“碳钢丝”尽管成熟,但潜力已经几乎到极限。“大尺寸+薄片化”是目前硅片环节的主要发展方向,也是金刚线母线向钨丝转换的催化剂。相关企业包括中钨高新厦门钨业美畅股份高测股份,产能高速扩张的恒星科技、以及率先实现钨基金钢线批量供应的岱勒新材等。

(三)光伏产业链中游

光伏产业链的中游主要包括了光伏电池和光伏组件。光伏电池,也就是利用硅片等材料,通过扩散、镀膜等工艺制造出能够将光能转化为电能的电池片。目前主要有TOPCon电池、HJT电池、BC电池、钙钛矿电池等多种技术路线,以及对应的耗材。光伏组件的部分,作用是将电池片进行串联、并联并封装保护起来。组件辅材主要包括铝边框、银浆、光伏玻璃、POE胶膜、封装胶膜、EVA粒子、背板、接线盒、晶硅组件。光伏电池涉及的企业包括隆基绿能、爱旭股份永和智控晶科能源帝科股份钧达股份曼恩斯特宝馨科技京山轻机迈为股份东方日升等。

光伏产业链中游的第一个特点是市场集中度比较高。在光伏电池片领域,通威股份、隆基绿能等企业产能和出货量领先;在光伏组件方面,晶科能源、隆基绿能、天合光能、晶澳科技等四大龙头地位稳固,产能、出货量大幅领先其他企业。光伏产业链中游的第二大特点是,技术迭代推动竞争加剧,N型电池等新技术的发展,使企业面临技术升级压力。一旦在技术进步方面掉队,可能在竞争中很快表现出劣势。第三,成本控制是关键。中游企业在面临持续的激烈竞争与价格压力下,需要通过持续优化生产流程、提高自动化水平、降低原材料成本等方式,实现成本领先。第四,一体化趋势明显。部分企业通过垂直一体化布局,整合产业链上下游资源,提高产业链的整体效率和稳定性,达到增强自身竞争力的目的。

光伏产业链本轮主要的技术变革都围绕着电池相关展开。首先是,从P型向N型转变。P型电池曾经占据市场主导,但随着技术发展,效率提升逐渐接近理论极限。N型电池因为具有更高的转换效率和更低的衰减率等优势,成为近年来行业发展的重点方向,如TOPCon、HJT、XBC等N型电池技术不断涌现,并得到快速发展。TOPCon电池与PERC产线兼容性强,升级成本低,在短期内实现了快速放量,已成为当前N型电池的主流选择之一。HJT电池具有工艺生产环节少、转换效率高、双面发电等优点,但是,最大的问题是,银浆的耗量高,这就导致成本降不下来。不过,随着技术突破,未来可能有巨大的发展潜力。XBC电池则结合了其他电池技术的优势,转换效率高、外观美观、应用场景广泛,但制作工艺复杂、成本投入高。

TOPCon电池

TOPCon作为率先进行大规模量产的N型电池技术,产能增速迅猛,TOPCon大幅扩产,各厂商在建、待建产能规模庞大。TOPCon是“隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact)”电池的简称。从结构上来看,它是在传统的N型晶硅电池基础上进行了优化。在电池的背面,TOPCon电池增加了一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅层,目的是减少载流子在电池背面的复合几率。在性能方面,TOPCon电池光电转换效率较高,目前量产效率能够达到25%左右,比传统的P型电池大幅提高了。而且,它的温度系数较低,也就是说,在较高温度环境下,功率损失相对较小,发电性能更加稳定。另外,TOPCon电池还有较好的双面率,能够充分利用背面的反射光进行发电,进一步提高了电池的发电量。同时,生产工艺上,TOPCon 电池与传统的晶硅电池产线兼容性较强,大大降低了设备更新成本,这也是它能够快速在光伏市场占据一席之地的重要原因之一。

目前,TOPCon电池的竞争格局已经初步形成,不少专业化电池厂都布局了TOPCon电池,头部一体化组件厂则是多种电池技术路线并行。TOPCon电池市场新玩家居多,市场较为分散,龙头一体化组件厂电池自供率达到90%以上,专业化电池厂面临一定的竞争压力。供需方面,2024年,TOPCon电池成为主流,占到企业排产比例的60%-100%,供给渗透率在60%-70%,需求渗透率在80%以上,存在一定供需缺口。不过,2024年整体来看,光伏电池市场累库的风险较大,TOPCon电池企业也面临库存居于高位、出货压力大等问题。布局TOPCon设备的国内企业包括捷佳伟创、迈为股份、金辰股份等。布局TOPCon电池的国内企业有晶科能源、隆基绿能、钧达股份、阿特斯正泰电器、晶澳科技、通威股份、天合光能、协鑫集成、仕净光能等。

HJT电池

HJT电池,异质结电池(Heterojunction solar cell),从结构上看,它是在晶体硅片的两侧分别沉积本征非晶硅和掺杂非晶硅薄膜,形成异质结的结构。HJT综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,这种结构能够有效减少载流子复合,提升电池的性能,具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等显著优点。不过,HJT电池也面临挑战,生产工艺复杂,需要使用低温银浆等特殊材料,因此,高成本限制了它的大规模应用。如果成本能有效降低,HJT电池将在未来光伏市场占据更重要的地位。

HJT硅片厚度比PERC、TOPCon电池更薄,而且还有更大的硅片减薄潜力,与TOPCon在不同版型下对比,都有更高组件效率及功率瓦数,标准版型领先约10W优势。目前HJT电池的部分生产设备及原材料国产化已取得一定进展,例如,在HJT设备中的清洗制绒机、丝网印刷机等,国产设备性能与海外设备相当且价格相近,已基本实现国产替代。而关键的PECVD设备,国产设备也在逐步提高市场份额。短期来看,N型TOPCon电池由于可以在PERC电池的产能基础上升级,具备成本优势,但从中长期看,TOPCon电池的降本增效路线远不如HJT电池清晰。

电池还有一个关注点,就是“去银化”。当前“去银化”为光伏行业长远发展的必经之路。银浆占电池非硅成本的比例较高,而HJT电池的银浆占比更是明显高于TOPCon和PERC。HJT电池设备制造企业包括迈为股份、捷佳伟创、中南光电等;电池生产企业包括金刚光伏、东方日升、爱康科技、宝馨科技、明阳智能、通威股份等。

BC电池

BC电池全称为背接触(Back Contact)电池。从结构上看,BC电池的电极都在电池的背面,和传统电池正面有电极的结构形成鲜明对比。这种特殊的背接触结构使得电池的正面没有金属电极遮挡,能够最大限度地减少正面遮光损失,从而提高电池对光的吸收利用效率,进而提升光电转换效率。在性能方面,BC电池的转换效率优势明显,是当前高效光伏电池技术路线之一。而且,外观也更美观,适合用于一些对建筑外观要求较高的光伏建筑一体化(BIPV)场景。不过,BC电池也有其挑战,那就是工艺复杂、良率低、成本高、量产难度大,行业的扩产还有待观望。国内布局BC电池的企业主要有隆基绿能、爱旭股份、协鑫集成、晶澳科技、通威股份、钧达股份、宇邦新材等。

钙钛矿电池

钙钛矿电池的光电转换层采用钙钛矿结构材料。在性能方面,钙钛矿电池的光电转换效率提升速度极快,实验室效率已经超过30%,优于其他电池。此外,钙钛矿电池还可以制成柔性电池,能够应用在更多的场景,比如可弯曲的电子设备、建筑曲面等。还有一个优势就是,钙钛矿电池可以做到在一间工厂内完成全部生产过程,从原料到组件45分钟就可以走完全部流程,而其他电池因为各个环节的流转,至少需要3天时间。不过,钙钛矿电池的稳定性还有待提升,例如在湿度、温度变化等环境条件下,电池性能可能会受到影响。另外,大规模生产的工艺和设备也还在完善过程中。

钙钛矿电池组件生产设备方面,共需要镀膜、激光、涂布、封装四种设备,其中镀膜设备价值量最高。从目前钙钛矿电池企业产业化情况看,各家公司根据各自材料体系选择不同的钙钛矿薄膜制备路线,狭缝涂布和真空蒸镀为主流的路线。钙钛矿电池光伏组件的企业包括隆基绿能、天合光能、晶澳科技、通威股份、晶科能源、协鑫集成、中来股份奥联电子拓日新能等。行业巨头京东方、比亚迪、第一光伏、丰田汽车、中国核电等也纷纷布局钙钛矿电池。

在电池的部分,我们谈到了“去银化”是光伏行业发展的重要方向。银浆占电池非硅成本的比例较高,其中,HJT电池的银浆占比更是明显高于TOPCon和PERC,银包铜有望成为近一两年的银浆主流降本技术。当前,银浆降本的银包铜方案进入性能/寿命测试,电镀铜方案和设备的研发正在加速推进。应用银包铜技术不需要增加产线设备,只需进行浆料更换和小幅改进。而电镀铜相对来说是新兴技术,通过电解方法在基体表面沉积金属铜制作电池铜栅线,替代银浆丝网印刷工艺,降低成本的同时提高电池转换效率,推动N型电池降本增效和规模化放量。当下,电镀铜产业化进程加速,并逐步导入量产。电镀铜效率高,无寿命风险,随着设备和工艺成熟,后期有望替代银包铜,成为最终方案。涉及银浆的企业包括帝科股份、聚和材料苏州固锝等;电镀铜方面的企业有东威科技海源复材苏大维格等。

光伏电池板块也是光伏产业链中创业项目最为集中的聚集地。截至到2024年11月的数据中,我们看到,2019年至2022年,光伏电池融资交易保持稳定增长,22年融资事件与金额均达到了近年的高点,73笔交易,对应金额470亿元,此后至2024年11月,呈现下降趋势。近期的融资事件包括,现象光伏,专注于钙钛矿新材料开发,2024年10月完成数千万元Pre-A轮融资;益恒光伏,聚焦HJT及异质结钙钛矿叠层新型高效电池与电池组件的技术创新,2024年9月完成了亿元级天使轮融资;光晶能源,定位钙钛矿电池的研发和量产,2024年8月完成了上亿元A+轮融资。值得注意的是,这几家公司均于2022年之后成立,也就是说,这两年,光伏产业链技术的迭代,仍带来了持续的创业机会。

在光伏产业链中游,光伏组件和辅材中还包括光伏胶膜、光伏背板、光伏焊带、光伏连接盒、光伏玻璃、光伏EVA等。

POE胶膜也是一个值得关注的板块。POE胶膜在电池中主要起到粘结、透光、支持、绝缘四方面的作用。随着光伏产业的发展,特别是双面组件和N型电池的兴起,对组件及防水性都提出了更高的要求,而POE以更好的水汽阻隔率、耐候性能、抗PID等,与N型电池有更好的适配性。因此,POE胶膜的市场需求不断增加,在封装胶膜中的渗透率也在逐步提升。供给方面,全球POE粒子产能主要集中于海外企业,但国内企业如万华化学东方盛虹联泓新科聚赛龙鼎际得等正在积极推进POE项目,国产化进程有望提速。

还有值得关注的就是光伏焊带,又称镀锡铜带或涂锡铜带,主要分为汇流带和互连条,作用是连接光伏组件中的电池片,实现导电聚电。光伏焊带产品的迭代升级,如多主栅技术发展和0bb技术(无主栅技术)应用促使焊带直径进一步下降,提升了光伏组件的功率。此外,在贸易政策日趋严苛的背景下,焊带龙头企业凭借与下游组件客户的紧密合作及自身资金优势,加速海外产能建设,改善盈利能力,行业集中度也有望提升。布局光伏焊带的企业主要有宇邦新材、同享科技

(四)光伏产业链下游

光伏产业链的下游主要涵盖了逆变器、地面电站、屋顶分布、工程中包拓几个部分。光伏产业链下游从企业竞争来看,组件领域四大龙头是晶科能源、隆基绿能、天合光能、晶澳科技,地位都比较稳固,在产能和出货量上领先。后面的第二梯队竞争激烈,第三梯队企业众多。在光伏应用市场,如光伏电站建设等,各企业也在通过市场需求和价格博弈等方面,争夺市场份额。

光伏产业链下游需求虽然旺盛,但组件价格受多种因素影响。一方面,上游原材料价格下降使成本有所降低,另一方面,组件厂又面临着挺价与成本压力的平衡,同时还需关注政策对消纳红线的调整,如果放开,将极大提振下游需求。此外,随着行业发展,技术和服务等因素也影响着企业竞争力,例如,BIPV,在建筑设计和建造时,将光伏组件作为建筑材料的一部分,等等新模式,对企业的技术创新和综合服务能力提出了更高要求。

光伏逆变器是光伏系统下游的核心设备,主要功能是将太阳能电池板产生的直流电转化为交流电,可以提高发电效率和系统的稳定性,以便接入电网或供用户使用,还具有的功能包括最大功率点跟踪、电网检测及并网控制、故障保护等。在市场格局方面,中国企业居多,竞争格局也基本形成,相关头部公司包括阳光电源、锦浪科技德业股份、上能电器、特变电工科士达固德威等。

(五)最后

近期大家一定也关注到了,光伏产业持续传来多个消息,涉及产业竞争自律共识探讨、海外关税政策变动、产业链价格波动、主要制造环节企业开工率下滑等等方面的消息。这波政策的目的就在于强化市场机制,淘汰落后和低效产能。相似的周期与政策调整下,不禁让人想到了曾经是全球光伏行业领军企业之一的尚德,从一家名不见经传的小规模企业,逐步崛起成为全球四大光伏企业之一,还在纽交所成功上市。然而,由于2011年起,光伏行业面临困境,各国下调政策补贴,欧美“双反”调查致使组件出口受阻,尚德也因此前过度扩张的产能,导致了错误的产能规划远超市场需求,债务剧增。同时,公司内部还出现了关联交易等管理问题,进一步加剧了危机。2013年3月20日,无锡尚德最终因无法归还到期债务,进入破产重整。2023年底,虽然传出尚德获得了新的投资,但行业格局早已大变天。这值得光伏产业中的企业警惕与警醒。

在行业产能出清的过程中,也有光伏企业继续拓宽国际化通路。2024年10月20日,科创板上市的光伏一体化企业晶科能源发布公告,计划发行GDR在德国法兰克福证券交易所挂牌上市。这将是晶科能源在纽交所上市后第二个国际化资本运作平台,也使得公司有可能成为首家中美欧三地上市的光伏企业。

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今天的直播就到这里,大家下次见!

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