【硅期将至】全球光伏产业链发展趋势及展望

admin1年前 (2024-09-21)产业地产资讯52

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　　工业硅是硅能源产业链的核心原材料，下游包括晶硅光伏产业链、有机硅产业链、铝合金产业链，均与新能源和绿色低碳发展相关。随着下游光伏产业链的快速发展和有机硅产业链的稳步增长，工业硅产业迎来新的快速发展期。本文主要从光伏角度切入，从原料构成、重点环节、发展历史，以及光伏发电成本下降、光伏装机容量快速发展、产业链分布及趋势等角度介绍光伏产业。

　　推动碳中和已成为全球的共识，包括中国、美国、欧盟、英国、日本、加拿大在内的超过120个国家和地区提出了碳中和目标。在光伏装机需求快速增长的带动下，预计2021—2025年，中国多晶硅产业对工业硅需求增长率将超过30%，对工业硅的需求增长将起主导作用。本文主要从光伏角度切入，从原料构成、重点环节、发展历史，以及光伏发电成本下降、光伏装机容量快速发展、产业链分布及趋势等角度介绍光伏产业。

　　光伏发电是太阳能发电的重要分支，主要是指利用太阳能电池直接将太阳光能转化为电能，而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换。按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类：一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池等。晶硅光伏电池起步早、效率高、成本低，是目前光伏市场的主流。

　　从光伏产业链的原料构成来看，主要的原料包括硅料、白银、光伏玻璃、铝、铜等。从重量的角度来看，玻璃的占比最高，在68%—72%，铝的占比也高达12%—14%，而硅料的占比仅为3%—4%，与铜差不多。但从价值的角度来看，由于硅料和白银的价值较高，因此占比重较高，硅料的占比高达35%—45%，白银的占比则达到9%—23%，玻璃占比为11%—15%，铝和铜的占比分别为9%—12%和5%—12%。由于2021年大宗商品价格的波动率较高，因此基于价值的评估的波动范围较大。硅作为占比最大的原材料，对晶硅光伏产业链的发展起着至关重要的影响。

　　光伏产业链从原料到终端应用，主要的核心环节包括工业硅、多晶硅、硅片、电池片、组件、光伏电站。据调研了解，整个光伏产业按照传统工业划分，不同的环节分属不同的行业。一般来说，上游包括工业硅、多晶硅、硅片的生产，比如硅石生产工业硅属于熔炼行业，由工业硅生成多晶硅属于化工行业，而切片则属于电子产品制造行业。中游包括光伏电池、光伏组件以及逆变器环节，属于电子和装配行业，最后建成分布式或集中式电站则是建筑行业。此外，光伏产业链未来一体化发展将成为趋势，一方面，从中下游来看由于拉晶到切片环节以及电池片到组件环节的一致性要求高，为了保证质量，一般会同步建设；另一方面，从中上游来看，为了保障原料稳定供应和产品质量，多晶硅企业也多在布局上游工厂。

　　从光伏产业链的发展来看，光伏发电大规模商业应用要从2004年德国率先推出可再生能源法案补贴开始，光伏发电行业呈现强劲发展的态势，众多光伏厂商进行产能扩张，全球光伏发电装机容量快速增长。2011年之后，欧洲各国调整政府补贴政策，降低政府补贴，光伏行业快速出现供过于求，价格大幅下跌，众多知名光伏组件厂商因此停工甚至倒闭。自2013年以来，我国发布《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，此后一直引领着新的太阳能光伏装机增长。根据IEA的统计数据，截至2021年年底，全球已安装843GW以上的太阳能光伏系统，中国带动了大约70%亚洲市场和40%全球市场装机量。

　　近年来传统能源价格高企，光伏发电的成本优势增加，叠加碳中和对清洁能源的需求增加，因而光伏发电的投资快速增长。根据IEA的统计数据，光伏发电在化石能源价格普遍上涨的情况下，成本优势凸显，尤其是在欧洲地区。

　　光伏发电是可再生能源的重要发展方向。随着产业技术进步和迭代，比如太阳级硅材料能耗下降，光伏电池效率提高，基片继续减薄，原材料用量减少，光伏发电系统的能量回收期缩短，光伏发电的优势逐步显现。根据IRENA报告，2010年至2021年，新投产的公用事业规模太阳能光伏项目的全球加权平均LCOE(Levelized Cost of Energy)，即平准化度电成本，用于比较和评估可再生能源发电的综合经济效益，下降了88%。最新数据显示，2021年投产的新公用事业规模太阳能光伏项目的全球平均LCOE同比下降13%，从0.055美元/千瓦时降至0.048美元/千瓦时。

　　太阳能光伏发电的快速发展，一方面受益于化石能源价格的大幅上涨，太阳能光伏发电相对其他能源的成本优势凸显；另一方面由于自身行业技术进步引导成本快速下降，成本优势带动投资增加。根据IEA的统计数据，超过50%的可再生能源方面的投资均投入了光伏太阳能发电行业，太阳能光伏是2022年全球电力行业的最主要投资。

　　全球能源危机正在推动可再生能源的快速发展，世界能源格局正在发生变化，未来可再生能源比重增加，5年后，太阳能光伏发电将拥有最大的装机容量占比。

　　随着成本优势带动光伏产业链投资大幅增加，光伏产业链装机容量快速发展。从中国市场来看，据中国光伏产业联盟(CPIA)数据，2022年1—10月我国新增光伏装机同比增长98.7%，达到58.24GW。从更远期的全球市场来看，未来太阳能光伏装机容量将位居电力市场累计装机量第一。根据IEA的最新报告，2022—2027年，可再生能源发电量将增长近2400GW，比去年报告中的预测高近30%，这也是IEA有史以来最大的一次向上修正。预计未来5年可再生能源将占全球电力扩张的90%以上，到2025年年初将超过煤炭成为全球最大的电力来源。而太阳能光伏发电的装机容量将在2023—2027年依次超过水电、天然气和煤炭，并在2027年超过2350GW，占比达到第一。

　　在全球经济大变局的时代，未来随着光伏产业的发展，市场对光伏产业原材料的需求将快速增长，目前我国在光伏产业链中的主导地位，有利于我国光伏产业的稳定发展。

　　从光伏产业链产能分布的角度来看，我国在全球光伏产业链的各个环节中都占有绝对优势。根据IEA的统计数据，中国光伏产业链各环节产能均占全球比例的75%以上，晶圆占比超90%。2021年，中国生产了约80%的多晶硅太阳能光伏组件，剩余市场份额则主要在德国、马来西亚和美国。

　　未来5年，我国可再生能源累计发电量预计将翻番，主要增量来源于光伏发电和风力发电。据CPIA数据，我国30个省市自治区已明确“十四五”期间风光装机规划，其中26个省市自治区光伏新增装机规模超406.55GW，未来4年新增355.5GW。目前我国在光伏产业链中的主导地位，有利于保障光伏产业原料供应和价格稳定，有利于保持我国光伏产业发展优势，有利于国家在能源转型的过程中有更好的能源安全保障。

　　目前海外光伏产业的发展对我国出口产品依赖度较高，欧美依然积极发展本土产业和在东南亚布局新的光伏产业链以减少中国在光伏市场的影响力，保障供应链的稳定。整体生产成本是影响光伏市场布局的重要因素，从IEA数据可以看出，东南亚和印度市场的组件生产成本相对较低，因而目前发展得较快。预计随着北美、东南亚、印度市场的发展，2027年中国的市场份额将有所下滑。但得益于我国光伏全产业链发展的规模经济、供应链一体化、相对较低的能源成本和劳动力的竞争优势，我国在光伏产业链市场的占比始终超60%，依然占全球的主导地位。

　　综上，随着推动碳中和已成为全球的共识，能源价格高企使得光伏产业在成本端的优势凸显，投资大幅增加，未来光伏产业的发展确定性高且增速快，光伏装机量预计也将快速增长，稳定的原料供应和价格将有力支持光伏产业的健康发展。我国在光伏产业链中的主导地位，有利于保障我国光伏产业原料供应，有利于保持我国光伏产业发展优势，有利于在能源转型的过程中有更好的能源安全保障。

　　上图为可再生能源LCOE与月平均批发电价对比

　　上图为太阳能光伏是全球电力行业的最主要投资

　　上图为2010—2027年可再生能源累计装机量预测

　　上图为2022年PERCc-Si太阳能组件的总制造成本

　　数据来源：IEA广发期货发展研究中心