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“效率+成本”之争 复盘五年两轮光伏技术迭代

时间:2020/2/11 20:57:49 来源:国信证券 作者: 浏览次数:次

 

复盘 1:五年两轮技术迭代中的首轮—金刚线国产化大潮

五年来第一轮光伏行业技术驱动来源于硅片环节。硅片作为太阳能电池新闻专题" href="http://guangfu.bjx.com.cn/zt.asp?topic=%cc%ab%d1%f4%c4%dc%b5%e7%b3%d8" target="_blank">太阳能电池的核心 原材料,其成本下降对光伏行业具有重要意义。硅片成本下降强依赖切割技术, 早期的硅片切割工序主要采用金刚石内圆锯片工艺,随后发展为砂浆切割,而 上述传统的切割工艺无法再使晶硅切片的成本大幅下降、切割效率大幅提高, 成为当时制约光伏行业健康持续发展的重要因素。

金刚石线切割工艺的出现,大幅提高单位硅料的出片率及硅片切割效率,有效 降低了硅片制作过程中的非硅成本。在金刚石线国产化后,由于其价格优势, 以隆基股份、中环股份为代表的单晶企业 2015 年开始大规模使用金刚石线工 艺,金刚石线切割工艺能够大幅降低硅片制作过程中的非硅成本,因而在单晶 切割领域快速渗透,使得金刚石线市场需求在 2016-2017 年快速爆发增长。

大幅提效降本为新技术驱动的核心动力。金刚线切割比传统砂浆切割最大的优 势是提高了单位时间出片量,即在相同时间下,可以产出更多硅片且更少耗材。目前硅片厂商采用金刚线切割比传统切割可节约 0.38 元/片的硅料成本,成本 降幅 22.58%。

对于硅片制造商来说,非硅成本分为长晶成本和切割成本。其中,出片量提升 可以摊销更多的长晶成本,相比于砂浆切割,硅片厂商每生产一片金刚线切割 的单晶硅片可以节省的 0.23 元长晶成本;而切割成本方面,目前砂浆的切割成 本为 0.96 元/片,金刚线的切割成本为 0.75 元/片,可节约 0.21 元/片。即硅片厂商每生产一片金刚线切割的单晶硅片可以节省 0.44/片的非硅成本,成本降幅 22.45%。

综上,硅片厂商每生产一片金刚线切割的单晶硅片,可比传统砂浆切割节省 0.38+0.44=0.82 元/片,成本降幅 22.59%。

金刚线渗透率迅速提升,助单晶硅片企业量利双升。复盘此轮硅片环节技术迭 代,金刚石线在国产化后由于价格相比依靠进口时期大幅下降,需求在 2015-2017 年期间市场需求呈几何式增长, 15-17 年金刚线销量年化增长率为 450.3%。截止到2018年12月,金刚石线在单晶硅片领域的渗透率已超过 90%, 在多晶硅片领域的渗透率已超过 50%,领先单晶硅片商依靠此轮硅片环节技术 红利,在 16、17 年迅速扩产抢占市场份额,同样实现量利齐升。

金刚线替代潮时代,四家金刚线净利五年复合增速超 70%。2013-2017 年在金 刚线实现全面产业化期间,四家金刚线生产商合计净利润复合增速为 72%。高 速且持续的净利增长为四家生产商提供了上市机会,其中三家均在 2017 年上 市,并均在 2018 年 531 前,因 利润释放及估值提升双击下达到历史股价高位。

复盘 2:电池片 PERC 化带来的新一轮资本开支竞赛

五年来第二轮光伏技术驱动转移至电池片环节,行业进入电池片PERC化时代。2018 年之前,常规 BSF 电池依然占据主流地位,2017 年其市场占比仍高达 83.3%,而在 PER 电池、N 型电池、HIT 异质结电池和 IBC 背接触电池等众 多高效电池技术路线中,PERC 路线的经济性在产业中得到迅速认可。

相较于传统单晶组件,PERC 电池组件替代趋势已经出现。近年来,随着 PERC 造价走低,其相比于传统电池的经济性日益凸显:

1、 BOS 成本摊薄,凭借着更高的功率,摊低了电站建设过程中和面积直接相 关的一系列成本,相比于传统单晶组件,PERC 单晶组件可以多摊销 5.4% 的系统 BOS 成本;相比于传统单晶组件,PERC 单晶组件可以多摊销 8.6% 的系统 BOS 成本。

2、 弱光效应带来 3%的发电增益,PERC 单晶组件 PERC 凭借着良好的弱光 效应,在同等功率下,可比传统多晶电池多发 3%的电量。

类比上一轮金刚线技术替代潮,2018 年年中时间点类似 2014 年,处在金刚线 全面替代砂浆前夕,即 PERC 高效电池性价比已经开始显现,替代趋势已成。

2017 年 PERC 扩产潮到来,各大主流厂商积极布局 PERC。业界基本在 2017 年达成共识,PERC 工艺是光伏电池未来几年发展的主流技术,传统主流大厂 从 2017 年就开始大规模布局 PERC 技术,购置设备,提升产能。与此同时, 行业内前期投入的部分 PERC 化产线也可以通过优化升级继续提升产能,各大 主流电池商布局 PERC 产线意愿积极。另外,2018 年“531”事件使得光伏产业 链快速进入产能出清的周期,高效及低成本 PERC 电池片竞争性进一步凸显。

PERC 大规模扩产潮集中于 18 到 20 年,三年复合增长率超 100%。统计 2017 年以来各主流电池商扩产规划及产能落地进程:截止到 2018 年二季度末,主 流高效电池商投产规划累计达 76.5GW,投资额累计 647.1 亿元,而落地投产 产能合计仅为13.6GW,保守估计下行业内仍有63GW高效电池扩产空间。2019 年行业内高效电池片需求跃升,行业三年内出现了高效 PERC 电池扩产潮,未来随着各厂家产能建设完成及逐渐释放,PERC 电池市占比迅速增长,2019 年 将超越 BSF 成为市场占有率最高的技术路线,PERC 电池产能 3 年复合增长高 达到 108.7%。

PERC 化浪潮蛋糕更大,此轮受益设备商体量均有明显升级。PERC 电池从 15-17 年年开始逐步渗透,18-20 年行业迎来爆发,其中不乏优秀的 PERC 电 池设备供应商。与金刚线不同,PERC 化进程中因单 GW 设备投资较重,同时技术壁垒更高,所以诞生出了多个在 PERC 电池细分设备环节的龙头供应商, 其中包括捷佳伟创、迈为股份、罗博特科、帝尔激光等,且此轮技术迭代相较 于上轮金刚线国产化时代,设备行业可获利润的量级进一步拔高。

PERC 电池设备生产商在此轮迭代中 5 年净利润复合增速超过 90%,并均于 2018 年集体上市。从净利润增速来看,多家 PERC 设备供应商在 14-18 年均 迎来利润高速增长期。四家设备供应商合计净利润的 5 年复合增长率 91.15%。同时,PERC 化浪潮也带动了四家设备企业均在 2018 年集中登陆创业板上市。

复盘总结:“效率+成本”之争,“单晶”替代“多晶”仍在继续

早期阶段因 BSF 电池多以虽转化效率较低但成本更优异的多晶 BSF 电池为主, 随着单晶硅片金刚线切割出现,使得在 BSF 电池中已开始出现单晶替代多晶趋 势,而随着 17 年 PERC 技术的成熟 ,单晶电池在 PERC 时代逐步加速替代多 晶电池,即在 BSF 电池到 PERC 电池的进化中,“单晶”替代“多晶”为技术进步 的而主要表现,其本质为单晶替代多晶。

所以,复盘光伏技术迭代,光伏行业基本完成了两轮五年的行业革命,包括硅 片环节的金刚线切割产业化、电池片 PERC 化两轮技术浪潮,其本质则是完成 了“单晶”替代“多晶”的产业链转移,其核心为“减少资产投资,提高转换效率,降 低生产成本”以达到行业降低光伏度电成本的目标,即“提效降本”永远为光伏行 业主旋律。当前,行业正处在 PERC 后时代,随着 PERC+及 HJT(异质结) 电池产业化此起彼伏,我们预计新一轮倚靠设备商的“军备竞赛”终将到来。

综上所述,光伏行业提效降本为平价时代驱动需求增长的核心,其中,“提效” 通常指的是提高电池的转换效率及设备的生产效率,“降本”指的是降低初始的 额设备投资成本及具体生产过程中的生产成本,而光伏电池片设备商在以上两 个指标下均扮演了十分关键且不可或缺的角色。


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