光伏设备行业专题报告:电池技术革新带动设备需求

宁前羽 来源:渤海证券 编辑:admin 光伏设备电池技术
1.光伏发展的必要性1.1 节能减排已成全球共识,我国能源结构调整成果初显全球逐步达成节能减排共识。为应对全球气候变暖以及传统发电手段带来的资源损耗,全球各个国家逐步将发电手段转向可再生能源发电,其中风能、太阳能以其受地域限制较小的优点已经成为各国发展重点。我国非化石能源装机规模首次超过煤电装机规模。根据国家

中国光伏装机量连续多年位列全球首位。2011-2019年间,我国光伏装机总量呈现波动变化趋势。2011-2017年间呈上升趋势,到2017年我国光伏行业装机总量达到高点的53GW。2018-2019年,受“531新政”影响,国内光伏装机量连续两年下降,2019年光伏行业装机总量为30.1GW,同比减少32%。根据CPIA的数据,2022年我国光伏新增装机87.41GW,同比增加59.3%。累计光伏并网装机容量达到 392.6GW,新增和累计装机容量均为全球第一。根据中国光伏行业协会的预计, 2023 年我国光伏新增装机量将达到 95-120GW,累计装机有望超过487.6GW。

2.3 电池片技术革新持续带动光伏设备需求

中央财政不再补贴,行业进入平价上网时代。目前我国光伏行业已进入平价上网时代,根据国家发改委2021年 6 月发布的《关于2021年新能源上网电价政策有关事项的通知》,2021 年起新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目中央财政不再补贴。目前光伏补贴已由国家补贴转为地方政府补贴。 降本增效是光伏行业重点发展方向。降本是通过减少光伏度电成本使光伏电站在无补贴的情况下,实现平价上网,通过度电成本的降低为光伏企业带来利润。因此光伏电站初始投资、电站运营成本都将是光伏企业盈利的重要因素。光伏系统 初始投资方面,根据CPIA的数据,2022 年我国地面光伏系统的初始全投资成本为4.13元/W 左右,较2021年下降0.02元/W。2022年我国工商业分布式光伏系 统初始投资成本为3.74 元/W,较2021年持平。我们认为,未来随着产业链各环节新建产能的逐步释放,组件、逆变器等关键设备成本有望进一步下降,预计2023年地面光伏系统、工商业分布式光伏系统初始全投资成本有望分别下降至3.79元/W、3.42元/W。

运维成本方面,电站运维是指通过预防性维护、周期性维护以及定期的设备性能测试等手段,科学合理的对电站进行管理,以保障整个电站光伏发电系统的安全、稳定、高效运行。根据 CPIA 的数据,2022 年分布式光伏系统运维成本为 0.048 元/(W·年),集中式地面电站为 0.041 元/(W·年),较 2021 年小幅下降。预计未 来几年地面光伏电站与分布式系统的运维成本将维持在这个水平并略有下降。

增效主要是通过新型技术的应用提高光伏转换效率,由于光伏行业是典型的遵循 一代工艺、一代设备的行业,在光伏行业降本增效要求下,新型高效电池片的发 展将有效带动光伏设备需求。按照光伏产品制造的不同阶段可划分为硅片、电池 片、组件三个环节。

2.3.1 硅棒/硅片环节:硅片尺寸向 210mm 大硅片发展

硅片环节是目前整个产业链中利润环节最丰厚的环节,主要设备包括单晶炉、切 片机等。硅片设备需求的提升与光伏硅片制造厂商自身的产能扩建及落后产能置换更新计划高度相关。 降本增效要求下,硅片向大尺寸方向发展。目前光伏行业成本下降已经到达瓶颈期,除硅片环节外利润都已经挤压到微利的水平。210mm 大硅片体系可以通过 扩大硅片面积、减少组件的连接数量从而摊薄单位生产成本,未来有望带来装机 成本 10%的下降。以 210mm 硅片为例,电池成本有望比常规 158.75mm 尺寸电池成 本降低 7.6 分/W。根据 CPIA 的数据,2022 年 156.75mm 尺寸占比由 2021 年的 5%下降为 0.5%,166mm 尺寸占比由 2021 年的 36%降至 15.5%,大尺寸(182mm、 210mm)合计占比从 2021 年的 45%上升至 2022 年的 82.8%,大尺寸化发展趋势明 显。


单晶炉

单晶炉已实现国产替代。单晶硅生长炉是指在真空状态和惰性气体保护下,通 过石墨电阻加热器将多晶硅原料加热熔化,然后用直拉法生长单晶的设备,简称“单晶炉”。目前单晶炉设备方面国产设备厂商已经达到国际先进水平,国外单 晶炉设备厂商已经基本退出国内市场,国内单晶炉生产企业主要有晶盛机电、北 方华创、京运通、连城数控等。

我们按照截止 2023 年 4 月 17 日各大硅片厂发布的拟新增硅片、硅片产能项目计 划进行测算,按照单晶炉单价 130 万元/台,一台单晶炉对应 10MW 产能,新增产 能部分全部对应单晶炉新增需求进行简单测算,未来新增产能部分对应单晶炉市 场空间约为 371.80 亿元。

金刚线切片机

金刚线切割技术全面普及。2017 年以前,由于多晶硅在使用金刚线切片后硅片 表面会变非常光滑,导致多晶硅酸制绒工艺后反射率过高进而带来加工难度。同 时由于多晶硅锭本身内部夹杂硬质点的原因,对金刚线消耗较大,因此 2017 年 以前金刚线切割技术主要应用于单晶硅领域。不过随着下游多晶硅配套制绒技术 的解决,目前金刚线切割技术基本已全面取代砂浆切片技术。

单晶硅片金刚线母线直径不断下降。根据行业经验,切割线母线直径及研磨介质 粒度与硅片切割质量及切削损耗量相关,较小的线径和介质粒度有利于降低切割 损耗和生产成本。2022 年单晶硅片金刚线母线直径为 38μm,较 2021 年的 43μm 下降明显,且未来仍将呈现不断下降趋势。多晶硅片方面,由于其杂质、缺陷多 于单晶硅片,用于多晶硅片的金刚线母线直径也普遍大于单晶硅片,未来随着多 晶硅片需求的减缓,对应使用的金刚线母线直径降幅也将趋缓。

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