2021年，中國(guó)光伏太陽(yáng)能板行業(yè)進(jìn)入平價(jià)時(shí)代，標(biāo)志著光伏太陽(yáng)能板行業(yè)進(jìn)入可持續(xù)發(fā)展階段。在“峰值碳和中性碳”的目標(biāo)下，以光伏為主導(dǎo)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)被賦予了高增長(zhǎng)、高繁榮，將成為未來(lái)幾十年的產(chǎn)業(yè)出路。
一、光伏太陽(yáng)能板產(chǎn)業(yè)鏈投資布局
中國(guó)光伏太陽(yáng)能板行業(yè)前期受益于海外市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)從2013年開始進(jìn)入快速發(fā)展階段，經(jīng)歷了固定基準(zhǔn)上網(wǎng)電價(jià)期、競(jìng)價(jià)期和平價(jià)期。2018年后，在降低光伏裝機(jī)成本的過程中，補(bǔ)貼政策加速下滑，光伏產(chǎn)業(yè)鏈利潤(rùn)構(gòu)成由“政策+資金+技術(shù)”向“資金+技術(shù)”轉(zhuǎn)變，技術(shù)的主導(dǎo)作用日益突出。以PERC技術(shù)為例，PERC電池技術(shù)的市場(chǎng)滲透率在2017年僅為15%，2018年上升到33%，2019年進(jìn)一步上升到65%，大大提高了光伏電池的性價(jià)比。
1.光伏太陽(yáng)能板主要技術(shù)路線的發(fā)展
光伏太陽(yáng)能板主要包括晶體硅電池和薄膜電池。目前，我國(guó)晶體硅電池占據(jù)大部分市場(chǎng)份額，占近90%；薄膜電池是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，市場(chǎng)份額相對(duì)較小，但發(fā)展勢(shì)頭良好，未來(lái)市場(chǎng)前景巨大。
晶硅電池分為多晶硅和單晶硅兩種。單晶硅和多晶硅各有優(yōu)勢(shì)。多晶硅片的優(yōu)點(diǎn)是鑄錠工藝更簡(jiǎn)單，一次投入的硅材料更多，對(duì)硅材料的要求相對(duì)較低，導(dǎo)致多晶硅片的生產(chǎn)成本更低。單晶硅片的優(yōu)點(diǎn)是晶片表面缺陷和雜質(zhì)少，光電轉(zhuǎn)換效率比多晶硅高。
單晶硅和多晶硅一度占據(jù)主導(dǎo)地位，2011年至2015年單晶硅市場(chǎng)份額僅占30%左右。后來(lái)，由于單晶金剛石線切割技術(shù)的應(yīng)用，單晶與多晶之間的成本差距迅速縮小，使其份額持續(xù)快速增長(zhǎng)。近年來(lái)，隨著PERC電池技術(shù)的推廣應(yīng)用，單晶產(chǎn)品的市場(chǎng)滲透率加快。單晶比例從2017年的24.5%上升到2018年的45%，2019年單晶市場(chǎng)份額達(dá)到65%，將逐步完成多晶的替代。選擇性發(fā)射極(SE)、高性能導(dǎo)電膠、高電阻密集柵極、先進(jìn)的陷光技術(shù)、高質(zhì)量硅片和MBB技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)了PERC電池效率的不斷提高。2020年5月，工信部發(fā)布光伏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，要求新建單晶電池效率不低于23%。目前，HIT電池(晶體硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池)技術(shù)和182、210大尺寸硅片電池技術(shù)已成為高轉(zhuǎn)換效率硅基太陽(yáng)能電池的熱點(diǎn)。
2.光伏太陽(yáng)能板的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈主要集中在中國(guó)
中國(guó)是世界的光伏組件生產(chǎn)國(guó)，海外市場(chǎng)份額約為70%。全球晶硅電池產(chǎn)業(yè)鏈有明顯的集聚趨勢(shì)，前五名企業(yè)的市場(chǎng)份額不斷增加，中國(guó)形成了優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈。2019年，中國(guó)硅材料、硅片、電池和元器件產(chǎn)量分別達(dá)到34.3萬(wàn)噸、135千兆瓦、110千兆瓦和100千兆瓦，分別占全球總量的66.9%、97.8%、82.7%和76.9%。
從晶體硅電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的盈利能力來(lái)看，硅材料環(huán)節(jié)毛利率下降，光伏電池環(huán)節(jié)毛利率下降，光伏組件環(huán)節(jié)毛利率明顯上升。得益于該模塊環(huán)節(jié)利潤(rùn)分配比例的大幅提高，光伏模塊在2019年獲得了產(chǎn)業(yè)鏈毛利的42%。
近年來(lái)，由于光伏需求增長(zhǎng)的推動(dòng)，中國(guó)企業(yè)在零部件環(huán)節(jié)的投資和技術(shù)創(chuàng)新不斷增加，生產(chǎn)成本不斷下降，自動(dòng)化和數(shù)字化不斷提高。據(jù)中國(guó)光伏協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019年全國(guó)組件產(chǎn)量達(dá)到93GW，前10家企業(yè)產(chǎn)量占總產(chǎn)量的62.3%，集中度進(jìn)一步提高。
光伏產(chǎn)業(yè)鏈除了光伏太陽(yáng)能板，還包括逆變器、變壓器、電纜等配套設(shè)備，以及光伏工程中的EPC企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商。光伏逆變器是主要的光伏組件，技術(shù)上分為三種:集中式逆變器、串聯(lián)式逆變器和微型逆變器。隨著串聯(lián)逆變器在集中式電站和分布式領(lǐng)域的快速滲透，已經(jīng)成為市場(chǎng)的大勢(shì)所趨，國(guó)內(nèi)幾乎所有廠家都布置了串聯(lián)逆變器。2019年，中國(guó)串聯(lián)逆變器的比例為60.2%，預(yù)計(jì)未來(lái)將增加到75%以上。
3.光伏設(shè)備企業(yè)保持快速發(fā)展
近年來(lái)，由于國(guó)內(nèi)政策調(diào)整的影響，國(guó)內(nèi)光伏太陽(yáng)能板市場(chǎng)增長(zhǎng)放緩。但由于單晶硅棒/晶圓企業(yè)的大規(guī)模擴(kuò)張，PERC電池生產(chǎn)線的技術(shù)改造，新的生產(chǎn)線以及相應(yīng)的元器件的擴(kuò)張，光伏設(shè)備廠商的銷售收入不但沒有下降，反而有所增加。2019年，全球光伏設(shè)備行業(yè)銷售收入增長(zhǎng)至50億美元，同比增長(zhǎng)4.2%；中國(guó)光伏設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到250億元，同比增長(zhǎng)13.6%，占全球市場(chǎng)規(guī)模的71.4%。
中國(guó)光伏設(shè)備行業(yè)已基本具備太陽(yáng)能電池制造設(shè)備的全線設(shè)備能力，包括硅材料生產(chǎn)、硅材料加工、硅片加工、太陽(yáng)能電池芯片生產(chǎn)及相應(yīng)的純水制備、環(huán)保處理、凈化工程建設(shè)。主要企業(yè)有杰佳偉創(chuàng)、麥威、京生機(jī)電、數(shù)控、智能、鹿激光、機(jī)械、京山輕工機(jī)械、金晨等。光伏技術(shù)的發(fā)展造就了光伏設(shè)備的升級(jí)。目前，杰家偉創(chuàng)、麥威、金晨等企業(yè)已轉(zhuǎn)向HIT電池設(shè)備研發(fā)。
第二、三類光伏太陽(yáng)能板產(chǎn)業(yè)鏈
光伏太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)是指參與太陽(yáng)能資源開發(fā)應(yīng)用等一系列流程活動(dòng)的企事業(yè)單位的集合體，主要包括太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈、太陽(yáng)能家電產(chǎn)業(yè)鏈、太陽(yáng)能利用和建筑產(chǎn)業(yè)鏈三個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
從太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)看，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)成熟，光伏技術(shù)不斷完善，裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)；光熱發(fā)電技術(shù)剛剛起步，電能質(zhì)量比光伏電站好，但目前電費(fèi)還是高；未來(lái)，太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)將迎來(lái)光伏發(fā)電和光熱發(fā)電時(shí)代。
從太陽(yáng)能電器的角度來(lái)看，隨著中高溫太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展，太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于提供熱水，而是逐漸向供熱、制冷、干燥和工業(yè)應(yīng)用方向擴(kuò)展。工業(yè)太陽(yáng)能熱水器用于工業(yè)，可以在釀造發(fā)酵、產(chǎn)品干燥、生產(chǎn)預(yù)熱、加熱等多個(gè)領(lǐng)域提供熱水。
從太陽(yáng)能應(yīng)用的角度來(lái)看，太陽(yáng)能與建筑的一體化技術(shù)越來(lái)越完善，主動(dòng)被動(dòng)太陽(yáng)房、太陽(yáng)能制冷等技術(shù)發(fā)展迅速，形成了不同規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。中國(guó)開始大力發(fā)展分布式光伏發(fā)電，推動(dòng)分布式光伏發(fā)電與儲(chǔ)能微電網(wǎng)融合，鼓勵(lì)建設(shè)和發(fā)展與建筑融合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。
三、光伏太陽(yáng)能板的未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景
2020年，全球新增光伏裝機(jī)容量達(dá)到134千瓦，比2019年增長(zhǎng)22%。截至2020年底，全球累計(jì)光伏裝機(jī)容量為760.4千瓦，自2013年以來(lái)，中國(guó)每年新增光伏裝機(jī)容量連續(xù)位居首位。到2020年底，中國(guó)累計(jì)光伏裝機(jī)容量為48.2千瓦。
在中國(guó)，光伏的應(yīng)用仍然集中在傳統(tǒng)的光伏電站，對(duì)分布式光伏的支持政策越來(lái)越多。展望未來(lái)，適應(yīng)各種需求和應(yīng)用場(chǎng)景的光伏產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn)。除了大型并網(wǎng)光伏電站和分布式光伏發(fā)電，光伏建筑與建筑的一體化前景廣闊，光伏+儲(chǔ)能、光伏+制氫、光伏+海水淡化、光伏+電動(dòng)汽車的一體化應(yīng)用前景值得期待。
1.光伏建筑一體化市場(chǎng)巨大
光伏建筑一體化(BIPV)是光伏建筑的最終進(jìn)化形式?，F(xiàn)有的家庭光伏電站大多屬于BAPV，即在現(xiàn)有的傳統(tǒng)建筑上安裝光伏設(shè)備，在現(xiàn)有建筑的屋頂上安裝太陽(yáng)能電池板，仍然存在建設(shè)成本高、外觀不美觀等多種因素。隨著光伏轉(zhuǎn)換效率的提高和成本的快速降低，光伏建筑一體化開始受到重視和推廣。
在碳峰化和碳中和的背景下，光伏建筑一體化將成為企業(yè)、園區(qū)和城市實(shí)現(xiàn)碳峰化和碳中和的基本要求。世界各國(guó)紛紛出臺(tái)相關(guān)政策支持綠色建筑和近零能耗建筑，光伏建筑一體化產(chǎn)品將迎來(lái)市場(chǎng)爆炸期。目前，中國(guó)每年建成建筑面積約40億平方米，其中5%使用BIPV產(chǎn)品可達(dá)到近20GW的裝機(jī)容量。
國(guó)內(nèi)的光伏公司龍基公司發(fā)布了組裝BIPV產(chǎn)品“丁龍”，主要面向工商屋頂用戶，定位為組裝BIPV產(chǎn)品。由龍基股份有限公司在無(wú)錫連城科克斯實(shí)施的BIPV光伏發(fā)電項(xiàng)目，裝機(jī)容量1600千瓦，每年可產(chǎn)生160多萬(wàn)千瓦時(shí)的清潔電力，不僅能為企業(yè)綠色低碳發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力，還能減少碳排放1600噸左右。
2.“光伏+”應(yīng)用場(chǎng)景的市場(chǎng)拓展
“十四五”期間，我國(guó)將推進(jìn)一期示范工程建設(shè)，推動(dòng)光伏+儲(chǔ)能、光伏+防砂、光伏+制氫、光伏+海水淡化、光伏+充電樁等新興產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)的成熟。，推動(dòng)光伏發(fā)電更加蓬勃發(fā)展。
光伏+儲(chǔ)能:光伏+儲(chǔ)能是整個(gè)電力探索的主線。通過增加光伏電站和儲(chǔ)能電站，可以進(jìn)一步提高光伏發(fā)電的供電質(zhì)量，更換電力系統(tǒng)中更有價(jià)值的電力部件。光伏和儲(chǔ)能預(yù)計(jì)在2030年達(dá)到電網(wǎng)平價(jià)水平，分布式光伏預(yù)計(jì)最早在2022年或2023年實(shí)現(xiàn)平價(jià)。
光伏+家庭使用:目前，山東、陜西、福建、廣東、江西等地已經(jīng)開展了家庭光伏試點(diǎn)工作。未來(lái)，家用光伏將從單純的能源消費(fèi)者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉瓷a(chǎn)者和消費(fèi)者。結(jié)合家用儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車充電樁，家用也可以實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立。
光伏+制氫:光伏制氫是未來(lái)光伏大規(guī)模發(fā)展的出路，可以通過DC/DC轉(zhuǎn)換，由光伏直流電直接制氫。特別是光伏電站可以實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)制氫，可以擺脫用電和輸電的限制，在日照好但電網(wǎng)條件有限的地區(qū)制氫。