光伏發電:擁抱太陽和未來的產業
01行業簡介:光伏發電
簡單來講光伏發電就是將太陽的輻射轉化為電能。原理是通過光生伏特效應:當物體受到光照時,物體里面的電荷分布狀態發生變化從而產生電動勢和電流,從而將太陽能轉換為電能。
從1839年光伏效應被發現以來,經過了多年的技術迭代發展,到1954年第一塊單晶硅太陽能電池才被研發出來,效率僅為6%;而到1959年第一個商業化單晶硅太陽能電池出現,光伏行業才正式進入規模化應用的第一步。
光伏發電在能源產業上的重要性不言而喻,在人類完成工業化進程之后,能源就是流淌在工業管道中的血液,能源以前是、現在是,將來也必定是國家重要基石之一。
從理論上來說,地球上的主流能源最終都來自于太陽,相對于人類而言,太陽系的這個正值壯年的健康黃矮星的能源可以說是取之不盡用之不竭(目前太陽大約45.7億歲,要在大約50億年以后,太陽內部氫元素才會消耗盡)。
而利用太陽光發電的光電,兼具清潔、安全、可持續、不受傳統資源稟賦制約的優點,在長期的能源戰略中具有重要地位。所以不論是發達國家還是中國,在不斷提倡綠色能源導向的能源結構發展的同時,都將光伏作為國家能源戰略中非常核心也是不可舍棄的一環。
從光伏產業的歷史發展就能看出光伏的重要性,光伏產業的高速發展從2003年德國開啟補貼政策啟動,到2012年行業經歷歐美雙反,2018年國內啟動531新政,光伏經歷多輪周期,從不計成本補貼光伏到補貼逐漸退坡,但光伏裝機增長從未停止,2019年全球光伏累計裝機達到644GW,較2006 年增長約86倍,2006-2019 年光伏行業新增裝機復合增長率高達39.7%,光伏在全球范圍內的長時間急速發展,目前已經成為清潔能源的核心主力。
02產業鏈介紹:
剛剛提到光伏發電的原理是利用光生伏特效應將太陽的輻射轉化為電能。那么從產業鏈的角度來看,光伏產業鏈就包括從上游的原材料硅料采集,硅棒、硅片的制造,中游的光伏電池和組件的制造,到下游光伏電站的系統集成和運營組成。
而在光伏產業鏈制造的每一個制造環節中,還需要用到多種輔料。相對重要的,比如硅片制造需要用金剛切割線,電池片要用到銀漿,電池片封裝要用到光伏玻璃,組件要搭配逆變器、蓄電池等集成為光伏電站。重點其實還是產業鏈核心部件,輔料和配套器件我們以后有機會再來討論。
產業鏈最上游是太陽能晶硅制造,有著技術壁壘高、資本投入高的特點,有一定的壟斷性。我國的多晶硅產業在經歷多次行業震蕩和洗牌后逐漸壯大,到2019年,我國多晶硅產量34.2萬噸,已經占全球產量的67%。晶硅的下游工序為硅片制造,目前分為單晶硅片和多晶硅片兩種技術路線。2019年我國硅片產量134.6GW,占全球份額高達98%。
中游是電池以及組件,也就是將硅片加工為電池片,這一步是光電轉換最為核心的步驟。電池片屬于是技術和資本要求都很高的行業,電池轉換效率在技術競爭下不斷提升,促使企業必須隨時跟進最新的電池制造技術以提升電池效率,目前主流電池為PERC電池,未來HIT電池有可能會成為下一個方向。而組件環節的技術含量較低,目前的組件廠商競爭激烈,利潤相對較低。
下游是光伏發電站的運營,也就是我們最熟悉的一環,光伏發電機制以前是以不同形式補貼為主,目前正在逐漸走向平價的道路,隨著技術迭代不斷發展,未來無補貼的競爭上網是最終趨勢。目前短期存在一定的光電消納問題,電網的適配能力和儲能配套的建設越來越重要。
從整個產業鏈來看,當前的單晶硅片和PERC電池是產業鏈具價值的環節,也是技術門檻、資金門檻雙高的環節,而且其中的龍頭企業如隆基和通威未來都將持續受益于行業需求的增長以及產品滲透率的提升。
03行業市場空間
我們剛剛也提到過2019年全球光伏累計裝機達到644GW,較2006 年增長約86倍,2006-2019 年光伏行業新增裝機復合增長率高達39.7%,那么在在光伏產業十幾年近百倍的增幅情況下,我們自然想知道未來光伏還能否保持相對高增速。
短期來看:2020年國內光伏裝機有望達到40GW左右(組件價格上漲導致需求延后),其中下半年裝機量占全年比例的70%以上,四季度是光伏裝機的旺季。海外市場在疫情的沖擊下需求依然穩定,而具吸引力的組件價格也必將刺激明年海外光伏裝機快速增長。
中期來看:根據Solar Power Europe發布的預測數據顯示,2019年至2023年,我國光伏裝機總量將以21%的年均復合增長率增長。而且各大機構對光伏行業的需求增速的預測也基本上在20%以上。
長期來看:根據BP Energy數據,2019 年全球可再生能源的電力占比不到10%,光伏發電占比只在3%-4%之間。而根據彭博新能源預計,2050 年可再生能源發電占比有望達到62%,其中風電光伏的發電占比將達到48%。2018年至2050年間,全球將投資11.5萬億美元用于新增發電容量,其中8.4萬億美元用于投資風能和太陽能;到2050年全世界將從太陽能和風能中獲得50%的電力,其中光伏容量將增長17倍,風電容量將增加6倍。
而我們復盤光伏發展的歷史周期,發現光伏發展前期各國的光伏需求非常依賴政策驅動,新增裝機的增長和衰減波動都和政策高度相關。但是我們認為在光伏發電平價后,特別是光伏發電的度電成本在低于火電后,政策作用將逐步弱化,規模發電的經濟收益將成為驅動光伏產業增長最重要的條件,內生性需求將徹底激發,從而促使光伏行業需求穩定增長。
04行業競爭格局
從此前的產業鏈分析可以看到,硅料、組件競爭格局較差,光伏發電運營受制于補貼和光電消納問題,所以當前光伏產業鏈中的單晶硅片和PERC電池在技術和資金壁壘之下,是產業鏈具價值的環節,未來都將持續受益于行業需求的增長以及產品滲透率的提升。
其中的龍頭企業如隆基和通威的競爭格局非常好,隆基為全球光伏單晶硅片龍頭,全球市占率在40%,未來還在堅定擴產,市占率還有望提升。通威是硅料和電池片雙龍頭,其中電池片中的核心大尺寸電池片(166mm及以上)產能占比為91%,另外告訴硅料成本為業內最低,具競爭力。
而實際上行業內的龍頭企業也將獲得令人羨慕的業績和股價漲幅回報;5年內隆基業績漲了10倍,通威也漲了近8倍,而截止8月19日,光伏板塊今年以來漲幅高達40.24%,諸多龍頭也出現了翻倍行情。
05總結
所以,我們認為光伏行業在此前行業基數不斷增大的情況下,未來的新增裝機依然有望保持高增速,行業目前仍處于快速成長狀態。再加上行業集中度高,短中長期發展景氣度向好不變,產業鏈的核心環節準入門檻較高。當前行業龍頭的競爭格局較好,光伏板塊龍頭估值仍然相對合理,我們認為光伏行業依然是很好的投資方向。擁抱太陽的行業,一定也會擁抱未來!