為應(yīng)對氣候變化，我國提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)承諾。據(jù)國家發(fā)改委能源研究所預(yù)計(jì)，“十四五”期間中國非化石能源消耗占比25%，“十五五”時(shí)期達(dá)34%，到2050年，中國的非化石能源消耗比重提升至78%，光伏能源在一次能源比重達(dá)21.5%。在終端市場帶動(dòng)和國家法規(guī)的推動(dòng)下，光伏行業(yè)發(fā)展步伐正在提速。
憑借著產(chǎn)能、成本控制和技術(shù)等諸方面的優(yōu)勢，世界光伏產(chǎn)業(yè)重心逐步向中國轉(zhuǎn)移。截至2019年，中國在多晶硅、硅片、電池片和組件環(huán)節(jié)的產(chǎn)量占全球比例均已超過60%，分別為67%、97%、79%和71%。為淘汰落后光伏產(chǎn)能，工信部規(guī)范已明確提出“光伏制造企業(yè)應(yīng)采用工藝先進(jìn)、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備”。在“碳達(dá)峰”、“碳中和”的目標(biāo)引領(lǐng)下，革新光伏材料、組件的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，成為各光伏制造企業(yè)的新課題。
光伏，是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的簡稱，是一種利用太陽電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。光伏設(shè)備行業(yè)作為光伏產(chǎn)業(yè)的支撐行業(yè)而存在，我國是全球最大的太陽能電池生產(chǎn)國，太陽能電池行業(yè)發(fā)展帶動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)的整體興起，進(jìn)而催生了我國的光伏設(shè)備行業(yè)。
光伏設(shè)備指光伏制造型企業(yè)用于生產(chǎn)原料、電池組件、零部件等產(chǎn)品中使用的，并在反復(fù)使用中基本保持原有實(shí)物形態(tài)和功能的機(jī)器設(shè)備。
光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產(chǎn)生直流電的發(fā)電裝置，由幾乎全部以半導(dǎo)體物料(例如硅)制成的薄身固體光伏電池組成。而憑借在半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域豐富的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，我國企業(yè)在光伏設(shè)備領(lǐng)域很快實(shí)現(xiàn)突破。
| 組件名稱 | 組件介紹 |
|---|---|
| 太陽能電池片 | 太陽能電池是把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種器件。它是用半導(dǎo)體材料制成的。通過太陽光的照射，激發(fā)電子—空穴對，利用P—N結(jié)勢壘區(qū)的靜電場實(shí)現(xiàn)分離電子—空穴對，被分離的電子和空穴，經(jīng)由電極收集輸出到電池體外，形成電流。 |
| 涂錫銅帶 | 由無氧銅剪切拉直而成，所有外表面都有熱鍍涂層。涂錫帶用于太陽能光伏組件生產(chǎn)時(shí)太陽能電池片的電極引出，連接電池片。要求具有較高的焊接操作性、牢固性及柔韌性。 |
| EVA | 乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物，是一種熱熔膠粘劑。用來封裝電池片，防止外界環(huán)境對電池片的電性能造成影響，增強(qiáng)光伏組件的透光性，將電池片、鋼化玻璃、背板粘接在一起，具有一定粘接強(qiáng)度，同時(shí)對電池光伏組件的電性能輸出有增益作用。 |
| 背板 | 用作背面保護(hù)封裝材料，常用的分為T門、TPE和PET，聚乙烯結(jié)構(gòu)。用來增強(qiáng)光伏組件的耐老化、耐腐蝕性能，延長了光伏組件的使用壽命；白色的背板對入射到光伏組件內(nèi)部的光進(jìn)行散射，提高了光伏組件的吸光效率，同時(shí)因其具有較高的紅外發(fā)射率，還可降低光伏組件的工作溫度；同時(shí)提高了光伏組件的絕緣性能。 |
| 鋼化玻璃 | 用于支撐光伏組件結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)光伏組件的承重和載荷，具有透光、減反射透光、阻水、阻氣和防腐蝕的作用。 |
| 鋁邊框 | 玻璃外延安裝的鋁合金邊框，起到保護(hù)玻璃邊緣，加強(qiáng)光伏組件密封性能和提高光伏組件整體機(jī)械強(qiáng)度的作用，便于光伏組件的安裝和運(yùn)輸。 |
| 硅膠 | 用于粘接、密封層壓好的玻璃光伏組件，粘接接線盒和背板，并增強(qiáng)光伏組件耐紫外線的作用。 |
| 接線盒 | 光伏組件的電氣連接裝置，對光伏組件引出線起到密封、防水的作用，保護(hù)光伏組件系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的安全。 |
| 環(huán)節(jié) | 設(shè)備 | 企業(yè) |
|---|---|---|
| 硅料 | 多晶硅還原爐 | 雙良節(jié)能、上海森松、美國GT |
| 硅片 | 單晶硅直拉爐 | 晶盛機(jī)電、北方華創(chuàng)、京運(yùn)通、大連連城 |
| 切片機(jī)/截?cái)鄼C(jī) | 上機(jī)數(shù)控 | |
| 電池 | 制絨清洗設(shè)備 | 捷佳偉創(chuàng) |
| PECVD設(shè)備 | 捷佳偉創(chuàng)/邁為股份 | |
| 激光消融設(shè)備 | 帝爾激光 | |
| 絲網(wǎng)印刷設(shè)備 | 邁為股份 | |
| 組件 | 串焊機(jī) | 奧特維，寧夏小牛 |
多晶硅還原爐：受益于國內(nèi)硅料擴(kuò)產(chǎn)
我國硅料產(chǎn)能和產(chǎn)量持續(xù)提升，2019年分別達(dá)到45.2萬噸和34.4噸；我國硅料產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比例持續(xù)提升，2019年達(dá)到66.28%。
2010年以前，多晶硅長期維持暴利狀態(tài)，部分龍頭企業(yè)ROE水平超過50%，持續(xù)的暴利狀態(tài)帶動(dòng)國內(nèi)外多晶硅產(chǎn)能開始無序擴(kuò)張，2012年全球多晶硅產(chǎn)能已超過40萬噸。同時(shí)，對比其他環(huán)節(jié)，經(jīng)過2011年至2012年的產(chǎn)能井噴后，直至2018年，全球多晶硅產(chǎn)能才超過2012年峰值，而其他環(huán)節(jié)2015年左右產(chǎn)能體量便創(chuàng)新高，由此亦可見當(dāng)時(shí)多晶硅產(chǎn)能無序擴(kuò)張的程度。
若考慮到2019年行業(yè)的新擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模約20萬噸來測算，擴(kuò)產(chǎn)帶來設(shè)備的市場空間約為200億元。以3000噸多晶硅對應(yīng)1GW產(chǎn)能來測算，若未來5年下游需求規(guī)模年化增長20GW，則對應(yīng)的設(shè)備需求量為60億元/年。
在多晶硅制備環(huán)節(jié)，核心設(shè)備為多晶硅還原爐，其價(jià)值約5000~6000萬元/萬噸。國外多晶硅還原爐設(shè)備供應(yīng)商主要有德國GEC、美國GT等。國內(nèi)多晶硅還原爐設(shè)備供應(yīng)商主要有雙良節(jié)能、上海森松、開原化工等。
硅棒/硅片設(shè)備環(huán)節(jié)：單晶爐價(jià)值量大
單晶電池相對于多晶，產(chǎn)品效率方面有天然的優(yōu)勢。單晶取代多晶路線確定，高效單晶市場份額逐漸擴(kuò)大。多晶電池全面應(yīng)用黑硅技術(shù)，單晶領(lǐng)域則大規(guī)模普及PERC技術(shù)，預(yù)計(jì)2-3年內(nèi)在多晶領(lǐng)域也將全部由PERC技術(shù)替代。由于晶體生長工藝不同，導(dǎo)致單晶硅片與多晶硅片在晶體品質(zhì)、電學(xué)性能、機(jī)械性能方面與單晶相比有顯著差異。單晶硅具有更少的缺陷、更高的機(jī)械強(qiáng)度、更低的碎片率、更大的效率提升空間、更高的集約性、更長的衰減期。
高效單晶市場份額逐漸擴(kuò)大。隨著光伏市場的不斷發(fā)展，高效電池將成為市場主導(dǎo)，單晶硅電池市場份額逐步增大，2019年單晶硅片市場份額超過50%，隨著異質(zhì)結(jié)電池、N型PERT電池的應(yīng)用推廣，N型單晶硅片的市場份額，也將逐年提高，單晶硅片的市場份額未來將逐步升高。
目前國內(nèi)單晶爐市場呈現(xiàn)大連連城和晶盛機(jī)電的雙寡頭格局。大連連城作為隆基股份的獨(dú)家供應(yīng)商，具有較強(qiáng)的業(yè)績基礎(chǔ)；而晶盛機(jī)電的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。按照下游廠商規(guī)劃，預(yù)計(jì)2019-2021年新增產(chǎn)能19GW、26GW、47GW，對光伏單晶爐的需求分別為1900臺、2600臺、4700臺。目前中國市場上單晶爐的主要生產(chǎn)廠家為晶盛機(jī)電、大連連城、京運(yùn)通等，國外單晶爐設(shè)備廠商已基本退出中國市場。
切片機(jī)：未來三年將有近百億的市場規(guī)模
新與效率提升提供原材料方案。根據(jù) ITRPV 數(shù)據(jù)，硅片成本大約占電池片價(jià)格的 52%，行業(yè)對硅片生產(chǎn)成本的下降有較高的需求。未來切片機(jī)將通過降低硅片厚度、切割損失以及提升回收利用率等方式持續(xù)降低單位硅耗，來達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。
根據(jù) CPIA 數(shù)據(jù)，行業(yè)單晶硅片的平均厚度已由 2017 年的 185μm 降至 2019 年的 175μm 左右，薄片化技術(shù)的推進(jìn)使得單片硅耗逐步下降，據(jù) ITRPV 預(yù)計(jì)，到 2029 年 M2 單晶硅片的單片硅耗有望低于13g，較目前下降近 13%。技術(shù)的不斷革新加快了切片機(jī)的更新?lián)Q代頻率，因此，未來切片機(jī)市場也將有較大需求，按 4000 萬元/GW 的設(shè)備投資額測算，預(yù)計(jì)未來三年將有近百億的市場規(guī)模。
上機(jī)數(shù)控作為國內(nèi)切片機(jī)龍頭，通過逐步縮小與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，市場占有率穩(wěn)步提升，在未來切片技術(shù)高速革新的背景下，上機(jī)數(shù)控有望出現(xiàn)高速發(fā)展期。
PERC技術(shù)正當(dāng)時(shí)，HJT將成為下一代主流電池片技術(shù)
電池片設(shè)備：PERC技術(shù)正當(dāng)時(shí)，HJT將成為下一代主流電池片技術(shù)
光伏電池有眾多不同的技術(shù)路線，按材質(zhì)不同可分為晶硅電池和薄膜電池，近年來，晶硅電池成為行業(yè)主流趨勢而薄膜電池應(yīng)用范圍逐步縮小。在晶硅電池里又有許多不同的技術(shù)路線，如 Al-BSF（鋁背場電池）、PERC（發(fā)射極鈍化和背面接觸）技術(shù)、TOPCon（隧穿氧化層鈍化接觸）和 HJT（具有本征非晶層的異質(zhì)結(jié)）技術(shù)等。
2018年，規(guī)?；a(chǎn)的多晶黑硅電池的平均轉(zhuǎn)換效率達(dá)到19.2%，使用PERC電池技術(shù)的單晶和多晶硅電池效率提升至21.8%和20.3%，較2017年分別提升0.5個(gè)百分點(diǎn)和0.3個(gè)百分點(diǎn)。目前 PERC 已經(jīng)取代 AL-BSF 成為主流，HJT 未來前景廣闊。根據(jù) ITRPV 預(yù)測，到 2029 年 PERC 技術(shù)占比將超過 70%，HJT 占比超過 15%。
從生產(chǎn)流程上來看，PERC 工藝最為復(fù)雜，HJT 環(huán)節(jié)最少。但 PERC 技術(shù)可以在原有 BSF生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上通過增加沉積設(shè)備和激光開槽設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，然而由于 HJT 技術(shù)對清潔度要求更為苛刻，并且要進(jìn)行多層鍍膜，因此從技術(shù)難度的角度來看，PERC 技術(shù)較為容易實(shí)現(xiàn)。此外，由于 PERC 技術(shù)目前成熟度較高，單位產(chǎn)能的投資額相較于 HJT技術(shù)也有明顯的優(yōu)勢。
封裝組件：多主柵技術(shù)，提升光伏組件效率
光伏組件的柵線是晶硅電池的匯流線，用于將電池片產(chǎn)生的電流匯集到匯流帶（焊帶）上，才能將光伏產(chǎn)生的電力進(jìn)行使用。柵線越多，轉(zhuǎn)換效率和綜合性能越好，多柵線技術(shù)就成為了很多組件企業(yè)重點(diǎn)研究的技術(shù)手段。
相比傳統(tǒng)的光伏電池組件，多主柵電池組件對生產(chǎn)材料、設(shè)備、工藝的要求更高，技術(shù)難點(diǎn)主要表現(xiàn)在電池片分選、組件串焊、組件疊層三個(gè)方面，尤其是串焊過程中焊接對準(zhǔn)和焊接牢度挑戰(zhàn)較大。不過，隨著多主柵技術(shù)的成熟，性價(jià)比日漸提升，多主柵串焊機(jī)逐步替代常規(guī)串焊機(jī)。串焊機(jī)是技術(shù)含量較高的核心設(shè)備，其價(jià)值占光伏組件所需設(shè)備的成本比達(dá)35%-40%。
奧特維是中國生產(chǎn)串焊機(jī)設(shè)備的龍頭企業(yè)。以奧特維為例，2018年到2019年，多主柵串焊機(jī)的銷量從13臺增加到191臺。而常規(guī)串焊機(jī)從243臺增加到250臺，銷量僅增加7臺。通過奧特維常規(guī)串焊機(jī)毛利率和多主柵串焊機(jī)毛利率的對比，可以分析出，成本下降使多主柵串焊機(jī)毛利率高于常規(guī)串焊機(jī)。常規(guī)串焊機(jī)臺均成本呈逐年上升趨勢，自2017年到2019年，常規(guī)串焊機(jī)臺均成本從61.4萬元增加到69萬元；多主柵串焊機(jī)臺均成本呈逐年下降趨勢，自2018年到2019年從104.5萬元下降到92.9萬元。
《2021年能源工作指導(dǎo)意見》
風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會用電量的比重達(dá)到11%左右， 風(fēng)電和光伏發(fā)電量的占比提升還將進(jìn)一步加速。
《關(guān)于引導(dǎo)加大金融支持力度促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展的通知》
對于可再生能源企業(yè)，通過九大措施加大金融支持力度，促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展。
《關(guān)于引導(dǎo)加大金融支持力度促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展的通知》
對于可再生能源企業(yè)，通過九大措施加大金融支持力度，促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展。
《關(guān)于開展第二批智能光伏試點(diǎn)示范的通知》
支持培育一批智能光伏示范企業(yè)，包括能夠提供先進(jìn)、成熟的智能光伏產(chǎn)品、服務(wù)、系統(tǒng)平臺或整體解決方案的企業(yè)。支持建設(shè)一批智能光伏示范項(xiàng)目，包括應(yīng)用智能光伏產(chǎn)品，融合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能，為用戶提供智能光伏服務(wù)的項(xiàng)目。
《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件（2021年本）》
對于可再生能源企業(yè)，通過九大措施加大金融支持力度，促進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電等行業(yè)健康有序發(fā)展。
《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》
推動(dòng)能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型，堅(jiān)持節(jié)能優(yōu)先，完善能源消費(fèi)總量和強(qiáng)度雙控制度。提升可再生能源利用比例，大力推動(dòng)風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)展，因地制宜發(fā)展水能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、氫能、生物質(zhì)能、光熱發(fā)電。
《西部地區(qū)鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)目錄( 2020年本)》
陜西省、甘肅省等省份太陽能發(fā)電場建設(shè)運(yùn)營企業(yè)減按15%稅率征收企業(yè)所得稅。
《綠色技術(shù)推廣目錄( 2020年)》
多項(xiàng)光伏、儲能技術(shù)列入了綠色推廣技術(shù)目錄。
《2021 年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)指南》
“新能源和可再生能源”被列為重點(diǎn)立項(xiàng)方向，包含光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能提升，戶用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)。
《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指導(dǎo)意見》
將光伏、風(fēng)電、智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)、分布式能源、新型儲能等列入鼓勵(lì)發(fā)展，將擴(kuò)大投資的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)行列。
《“風(fēng)光水火儲一體化”“源網(wǎng)荷儲一體化”的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》
風(fēng)光水火儲一體化符合合作共享互利共贏理念，有利于促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。
《關(guān)于做好2020 年能源安全保障工作的指導(dǎo)意見》
持續(xù)構(gòu)建多元化電力生產(chǎn)格局，2020 年風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)均達(dá)到2.4億千瓦左右。
《2020年能源工作指導(dǎo)意見》
推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，風(fēng)電、光伏發(fā)電合理規(guī)模和發(fā)展節(jié)奏繼續(xù)保持，集中式風(fēng)電、光伏和海上風(fēng)電建設(shè)有序推進(jìn)，中東部和南方地區(qū)分布式光伏、分散式風(fēng)電加快發(fā)展步伐。
《關(guān)于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》
“十四五”規(guī)劃要求充分發(fā)揮可再生能源成本競爭優(yōu)勢，堅(jiān)持市場化方向，優(yōu)先發(fā)展、優(yōu)先利用可再生能源。通知明確，將推動(dòng)“十四五”期間可再生能源成為能源消費(fèi)增量主體，為實(shí)現(xiàn)“2030年非化石能源消費(fèi)占比20%”的戰(zhàn)略目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
根據(jù)國際能源署 (IEA) 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2020年全球電力需求下降 2%，但光伏發(fā)電量提升了 20%。隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，預(yù)計(jì) 2021 年全球電力需求將增加3%( 約 700 TWh)，可再生能源新增裝機(jī)容量預(yù)計(jì)比 2020 年提升 10%，而新增光伏裝機(jī)容量將占據(jù)可再生能源新增裝機(jī)容量的半壁江山，約為54%。目前，越來越多的國家和地區(qū)已采取一定措施來應(yīng)對全球氣候變化，共同推動(dòng)新冠肺炎疫情后世界經(jīng)濟(jì)的“綠色復(fù)蘇”。此外，日本、韓國等許多國家和經(jīng)濟(jì)體也陸續(xù)提出了各自要實(shí)現(xiàn)的“碳中和”目標(biāo)，比如歐盟成員國將 2030年溫室氣體減排目標(biāo)提高至 55%?？沙掷m(xù)性的政策支持及電價(jià)不斷下降帶來的競爭力，使可再生能源的發(fā)展上升至空前的戰(zhàn)略高度，尤其是光伏產(chǎn)業(yè)全球光伏市場的增速將加快。
2020 年，我國新增光伏裝機(jī)規(guī)模達(dá) 48.2 GW，創(chuàng)歷史第二新高，同比增長 60%，尤其是集中式光伏電站的新增裝機(jī)規(guī)模同比增長了近 83%。截至 2020 年底，我國累計(jì)光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)253 GW，同比增長 23.5%。全年光伏發(fā)電量達(dá)2605 億 kWh，同比增長 16.2%，占我國全年總發(fā)電量的 3.5%，同比提高 0.4 個(gè)百分點(diǎn)。2013～2020 年我國新增光伏裝機(jī)容量情況如圖所示。
中國光伏行業(yè)協(xié)會 (CPIA) 預(yù)計(jì)，2021 年全球光伏市場規(guī)模仍將加速擴(kuò)大，新增光伏裝機(jī)容量將達(dá)到 150～170 GW，其中，海外新增光伏裝機(jī)規(guī)模也有望創(chuàng)歷史新高，達(dá)到 100 GW。BNEF、IHS 等機(jī)構(gòu)均預(yù)測 2021 年全球新增光伏裝機(jī)規(guī)模將超過 150 GW。2011～2025 年全球新增光伏裝機(jī)容量及預(yù)測值如圖所示。
