从“摆脱帮扶”到“自给自足”—光伏平价,路在脚下(上篇)

从“摆脱帮扶”到“自给自足”—光伏平价,路在脚下(上篇)
2020年09月28日 17:41 中债资信

一、政策引导下的光伏平价上网

在政策护航及补贴的双重保护下,我国光伏产业迅猛发展,各环节技术不断进步,且随着电网系统的逐步完善,弃光限电情况逐步好转,装机规模持续攀升,但补贴缺口亦持续扩大。在光伏去补贴背景下,平价上网为推动光伏发电行业市场化的重要举措。当前行业已初步具备平价上网的基础,2019年以来加快光伏平价上网为政策重要导向,指导电价及度电补贴均有所下降。展望“十四五”,光伏全面平价上网时代正式来临,行业政策将建立在无补贴基础上,光伏产业进入纯市场化竞争新阶段。下面我们为大家梳理光伏行业政策3个主要发展阶段。

(一)政策破冰阶段(1997~2009年)

第一阶段为政策破冰阶段,将光伏发电从民用清洁能源领域逐渐推向主流市场,揭开光伏发电序幕,以“中国光明工程”及“送电到乡工程”计划作为起点,为国内萌芽中的光伏发电行业提供了市场。2005年以后国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能光伏发电系统,同时国家财政设立可再生能源发展专项资金,对已建成的独立光伏电站项目给予补贴,逐步摆脱终端市场由政府主导建设的状况。2009年发布的《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》提出推动实施太阳能屋顶计划,中央财政安排专项资金予以补助,弥补光电应用的初始投入。同年,“金太阳工程”和“光电建筑应用示范”项目的推出加快了国内光伏发电产业化和规模化发展。至此,我国光伏扶持初步政策相继出台,光伏产业和市场蓄势待发。

(二)政策集聚阶段(2010~2017年)

光伏发电政策进入第二个十年,这一阶段政策频繁出台,为光伏行业的大踏步前进保驾护航。2011年发改委下发的《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》首次制定统一的标杆电价。2012~2013年,为应对欧美“双反”举动,政策围绕扩展内需市场扶持行业发展,对集中式电站实行三类资源区上网电价,对分布式电站的补贴由事前投资转为度电补贴,并明确补贴年限。此后年度,政策持续致力于规范光伏行业健康稳健发展。值得一提的是,2015年12月《关于完善陆上风电光伏发电上网标杆电价政策的通知》出台,首次提出“6.30”概念,即以6月30日为节点区分为界,实行不同电价(补贴)。进入2017年,政策从补贴、装机规模等方面均利好分布式电站发展,推动其同比增长3.7倍。截至2017年末,全国光伏发电累计装机规模130.25GW,提前并超额完成十三五规划目标(105GW)。总体来看,这一阶段政策旨在鼓励并完善光伏产品、市场等方面的发展,扩大应用规模,但同时电站建设成本高、市场竞争力不强、补贴需求不断扩大仍是面临的重要问题。这一时期推出的领跑者计划意在以先进技术成果为示范,推进光伏发电成本下降、电价降低、补贴减少,为行业技术进步、未来平价上网打下基础。

(三)政策调控阶段(2018年至今)

随着装机规模的爆发式、超预期增长,进一步加剧了财政补贴缺口。2018年“531新政”在下调了集中式和分布式电站补贴标准的同时,也限制了分布式电站规模。同年光伏新增装机增速首次下滑,且对产业链各环节价格也形成负面冲击。2019年初,国家能源局发布《关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知》,提出推进风电、光伏发电平价上网项目建设,也标志着光伏平价上网进程的开启。随后4月发改委下发通知明确2019年电价政策,重点提出适当降低新增分布式光伏发电补贴标准。2020年竞价政策提前下达,但补贴退坡趋势愈发明显,且电价继续下调。2020年3月国家发改委印发《关于2020年光伏发电上网电价政策有关事项的通知》,通知提出要积极支持、优先推进无补贴平价上网光伏发电项目建设。该阶段政策主要围绕限制装机、电价调整、补贴下调等方面,经历政策洗礼后,发展过热的光伏行业减速,提质增效将是行业发展大方向。

二、光伏产业链发展现状

光伏发电是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。光伏发电设备主要包括电池组件、支架、逆变器等,即晶硅电池[1]经过串联后进行封装保护构成电池组件,再配合功率控制器等部件形成的发电装置。光伏发电设备行业处于电力产业链的中上游,其辐射链条较长:上游是晶体硅原料的采集和硅棒、硅锭、硅片的加工制造;中游是光伏电池及组件的制造;下游为光伏电站系统的集成和运营。产业链的各个环节共同决定了光伏行业是否可以实现平价上网。2019年以来我国光伏进入平价上网过渡阶段;进入2020年以来,竞价项目度电补贴强度平均下降50%至0.033元/kWh,且共有13省份申报了36.23GW平价光伏项目,同比增加145%,光伏行业开始真正进入大规模平价上网时代。考虑到2020年全国纳入竞价补贴范围的项目总规模25.97GW,加之平价上网装机规模33.05GW,全年合计装机规划59.02GW,创历史之最。但上半年受新冠肺炎疫情影响,新增装机11.52GW,较上年同期基本持平,下半年光伏建设将进入装机高峰。

[1]目前太阳能电池可分为晶硅电池和薄膜电池,其中晶硅电池应用最为广泛。

光伏电站投资成本主要由电池组件、其他辅助设备、土地成本及其他管理费用构成,其中太阳能电池组件占光伏电站投资成本最高(约40%),其他辅助设备约占投资成本20%左右。土地成本受地区影响,占比呈现一定差异化,总体约占电站投资成本2~4%。管理费用和建安费用主要为人力输出费用,占比在16~22%区间。从各环节成本波动来看,土地成本、管理费用等纵向波动幅度不大;尽管其他辅助设备技术有所革新,但细分环节较多,单体成本较小,且原材料占比较高,未来成本持续下降的可能性很低。故基于成本权重高以及降本提效潜力较大,电池组件仍是决定发电成本的关键所在,下文将着重介绍各成本环节发展现状。

(一)电池组件

太阳能电池组件[2]是将一定数量的单片电池采用串、并联后进行封装保护而成,占光伏电站投资的比重约40%。主要生产环节为:硅料—多晶硅—硅片—电池片—组件。各环节间成本联系为:硅料成本约占硅片成本的60%,硅片成本约占电池片成本的50%,电池片约占组件成本的65%。

[2]太阳能电池组件主要分为硅晶组件和薄膜组件,当前硅晶组件为市场主流。

从组件规格来看,由于可以有效降低单瓦BOS成本,大尺寸、大功率组件发展迅速。2017~2019年市场主流产品功率分别为380W、405W和470W。而2020年国内组件招标平均功率已由2018年的309W提升至428W,年复合增长率18%。2020年3月以来,东方日升、晶澳、晶科相继发布500W+产品,而近期天合光能推出600W+、效率超过21.4%的超高功率组件,行业组件应用将持续向大功率发展。

从硅片尺寸发展来看,硅片尺寸的增加能够提升电池片和组件的产出,且相同组件版型下,组件功率和转换效率同样得以提升,加之硅片在组件成本中占比较高,故硅片技术的提升对降低组件成本意义重大,近年来硅片向大尺寸、轻薄化方向发展。大尺寸硅片增加各环节的产能输出,提高了组件功率,亦起到降低单瓦BOS成本作用。2012年以前,硅片尺寸主要为边距100mm和125mm两种类型,之后大幅提高至156mm;2013年底,硅片龙头企业牵头统一了标准为156.75mm的硅片尺寸;2019年以来,166mm和210mm尺寸硅片问世并快速应用,龙头企业预计2020年末166mm产品尺寸生产占比超过80%,到2022年180mm及210mm产品或将成为市场主流。薄片化可减少硅材料消耗,降低电池片成本,已成为硅片发展另一趋势。此外,切割技术方面,2017年以来金刚线切割技术在国内迅速普及,主要集中在单晶领域。当前电镀金刚线切割占据主流市场,伴随电镀金钢线线径不断细化,切割硅缝缩小,硅料损耗降低,硅片的出片率随之提高,可推动硅片制造成本的持续下降。而随着干/湿法黑硅技术的成熟稳定,可有效解决此前电池绒面制作困难问题,受益于此,金刚线切割技术在多晶领域快速发展。

从其他组件技术来看,当前单面组件仍是市场主流,市占率在80%以上;全片组件市占率近80%,但由于小尺寸电池片封装可提升组件效率,近年来全片组件市场份额下滑。价格方面,2019年组件平均价格已由2012年的单瓦4.5元降至1.75元。2020年上半年组件价格仍持续走低,主流功率组价最低招标价格1.38元/W;下半年以来,装机需求旺盛,叠加新疆多晶硅工厂爆炸,上游供给阶段性减少,组件价格有所抬升,但长期各环节供需矛盾犹在,技术改良持续不断,组件价格仍有一定下降空间。整体看,行业技术发展均围绕着转换效率提升、度电成本下降的方向,为实现平价上网提供有力支撑。

(二)其他辅助设备

其他电气设备方面,一次设备为箱变、主变、电线电缆、开关柜、升压站(50MW,110kV)等,二次设备以监控、通信设备为主。一、二次设备价格在0.5~0.7元/W区间浮动,占电站投资成本比例为12~15%;而在生产成本中,钢材、铜、铝等原材料所占比重在70%左右,产品成本与对应的大宗商品价格走势高度相关,其价格受原材料影响呈现一定波动,主动压缩成本难度较大。

支架和逆变器方面,光伏电站支架系统可分为跟踪式和固定式,价格在0.25~0.35元/W区间,占电站投资的6%左右。其中,固定式支架价格较低,但发电效率有限,而跟踪式支架可实现组件跟随太阳的移动定时调整自身角度,提升发电效率,但同时价格高于普通支架,故成本与效率兼得需视不同地区年总辐射量而定。逆变器市场主要以集中式逆变器和组串式逆变器为主,占电站投资的5%左右。随着技术进步等因素,集中式逆变器价格从2014年的0.28元/W降至2019年的0.12元/W左右,同期组串式逆变器由于竞争加剧,价格由0.54元/W降至0.22元/W。但当前逆变器行业集中度相对较高,生产成本相对刚性,未来价格即便仍有小幅下降空间但不足以对平价上网起到决定性影响。

(三)土地

土地方面,不同地区土地价格差距较大,目前中东部地区用地相对紧张,光伏电站用地成本远高于西部地区。从目前申报项目来看,大规模光伏电站基本集中于西部及南部地区。从目前部分中标项目来看,中东部地区土地租金为800元/亩,约占光伏电站投资4%左右;西部地区土地金额约为200~500元/亩,占比约2%左右。

高功率组件对土地利用效率起到联动作用,可节约5~8.5%的用地面积,以目前210mm495W组件为例,其较156.75mm395W组件节约土地面积7%,土地成本占比可由2~4%降低至1.86~3.72%。另外,从安装技术考虑,组件可以采用“人字形”安装的方式,来提高单位面积的安装规模,降低度电成本,增加单位面积的收益。但随着城市化发展,光伏电站土地成本处于攀升趋势,且成本占电站投资比重有限,降幅对终端的杠杆效应有限,土地使用成本下降空间较小。

(四)管理费用和建安费用

从管理费用和建安费用来看,根据光伏协会最新数据,管理费用约0.20~0.40元/W,建安费用约0.60~0.80元/W,上述两项费用占电站投资比重约为16~22%左右。历史光伏电站投资佐证下,两项费用相对稳定。管理费用和建安费用终端为人力成本,我国劳动力成本不断提高,智能化发展短期内难以完全替代人工,压缩空间有限。

综合来看,组件成本系电站投资首要贡献力量,考虑到其成本控制、技术发展潜力较大,未来将持续向低价格、高功率趋势发展;同时高功率、大尺寸组件的应用可对土地、支架等环节起到联动降本作用,分摊至设备、人工等成本降低,摊薄单瓦成本,故组件端的成本控制将是未来平价上网的关键。下篇我们将围绕平价上网进行敏感性分析,探究实现全面平价上网需满足的条件。

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