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新能源全球光伏行业展望报告

2017年新能源全球光伏行业分析报告

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2017年9月

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图表目录

全球光伏装机快速增长，度电成本快速下降

2005-15年，全球光伏行业经历黄金十年

自1954年D.M.Chapin，C.S.Fuller和G.L.Pearson在贝尔电话实验室发明首款单晶硅太阳能电池以来，光伏行业在全球范围开始了大规模的快速扩张。

随着技术不断升级，光伏组件的转换效率已经从最初的4.5%提升到目前逾25%的水平。

太阳能已经逐渐成为一种重要的清洁能源，截至2016年，全球的光伏装机超过300GW。

根据国际能源署的（IEA）的预测，2030年全球光伏累计装机量有望达到1,721GW，到2050年将进一步增加至4,670GW，发展潜力巨大。

图表1:

全球光伏行业发展史

2005-15年可谓是光伏行业发展的黄金十年，全球新增装机由2005年的1.4GW增长至2015年的59GW，年复合增长率高达45%。

与此同时，发电成本由2005年逾4元/千瓦时的水平（按中国口径计算）下降至2015年的0.6元/千瓦时，下降幅度高达85%，年复合降幅为17%。

图表2:

全球新增光伏装机以及发电成本

伴随着装机的快速增长，主要发达国家来自于光伏的发电占比也不断攀升。

以德国为例，其2009年的光伏发电占比为1.1%而2015年的光伏发电占比为5.9%，光伏发电逐渐在全球范围内成为重要的可再生清洁能源供给。

图表3:

全球光伏装机规模

图表4:

全球主要发达国家光伏发电量占比

高额的补贴政策是主要驱动力

以德国为例，德国于2000年颁布实施了可再生能源法（EEG），并结合光伏发展的实际情况，进行不定期的修订和完善。

2012年，德国为光伏发电补贴0.18欧/每千瓦时，是传统发电成本的4倍。

受此刺激，德国连续3年新增光伏装机超7GW，而其规划的每年新增光伏装机目标为2.5~3.5GW。

图表5:

全球发达国家光伏补贴政策汇总

我们认为2005-15年，全球光伏行业发展的主要路径是由高额的政府补贴来撬动装机快速增长、引发光伏硅片-组件产业链开始大规模扩产并持续投入研发、由此而过剩的产能以及技术的快速升级导致装机成本开始快速下降。

图表6:

光伏行业发展路径

图表7:

全球光伏行业新增投资

图表8:

光伏产品价格趋势

图表9:

全球光伏系统成本

中国光伏装机占比不断提升，并全面布局光伏产业链

中国的光伏行业发展路径是补贴驱动式增长的典型。

自2009年，《金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法》出台后，国内光伏装机由2008年的40MW增长至2009年的160MW。

2013年，随着《国家发展改革委关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》的出台，国内光伏新增装机进一步跳跃至10.8GW。

2010-16年，中国光伏累计装机规模从1GW提高到77GW，CAGR达到106%。

同时，中国开始全面布局光伏产业链。

2015年我国多晶硅、硅片、电池、组件和逆变器等产业链主要环节的全球市场占比已分别达到48%、76%、65%、68%和40%，市场占有率位居世界前列，成为全球光伏制造大国，光伏产业已成为我国可参与国际竞争的优势产业之一。

图表10:

中国光伏装机规模

图表11:

中国光伏新增装机占全球比重

图表12:

中国光伏行业补贴/支持政策

从补贴驱动到成本驱动

随着行业的高速发展，全球光伏发电成本在过去10年快速下降。

按中国口径计算，2004-16年，光伏电站的系统成本从66元/瓦下降至7元/瓦，CAGR达到-17%；发电成本从4.38元/千瓦时下降至0.54元/千瓦时，CAGR达到-16%。

图表13:

光伏系统投资成本拆分

图表14:

2004~2016年中国光伏系统成本与度电成本

光伏电站的建设可以分为组件以及BoS（BalanceofSystem，含逆变器）两个大类。

根据我们的测算，2016年国内组件与BoS的成本占比分别为46%与54%。

图表15:

光伏产业价值链

组件成本下降是发电成本下降的主要驱动力

2004-16年，光伏组件以及BoS的成本分别下降91%与87%。

我们认为组件成本的快速下降是发电成本下降的主要驱动力。

图表16:

国产单晶/多晶电池片价格走势

图表17:

国产单晶/多晶组件价格走势

我们认为组件成本的快速下降主要来自于技术升级与行业的产能过剩带来的价格与成本快速下降。

以2015年为例，我们预计全球多晶硅、电池以及组件的产能分别为350万吨，65GW以及80GW，分别高出当年全球新增需求17%，10%以及36%。

图表18:

全球光伏多晶硅产能

图表19:

全球光伏电池以及组件产能

图表20:

全球光伏多晶硅出货量排名

图表21:

全球光伏组件出货量排名

在行业产能过剩的压力下，主要龙头企业为了保持竞争优势而不得不持续投资研发效率更高、成本更低的新产品。

在这个过程中，整个行业在不断地整合中进步、升级。

图表22:

多晶组件效率

图表23:

晶科光伏组件成本趋势

高效化有望推动度电成本进一步下降

展望未来，我们认为光伏组件产品的高效化有望推动其成本的持续下降并有望于2019-20年实现“平价上网”。

届时，我们预计全球光伏行业的发展模式有望从补贴驱动转向成本驱动。

根据可再生能源署（IRENA）预测，在光伏组件技术改进，制造技术进步，规模经济和BoS成本降低的推动下，2015~2025年全球公用事业规模的光伏系统加权平均系统成本将从1.8美元/瓦下降至0.8美元/瓦（约5.5人民币/瓦），下降幅度为57％，届时全球光伏发电的度电成本有望下降至0.06美元/千瓦时。

根据彭博新能源的预测，中国在未来15年的光伏度电成本有望领先全球。

图表24:

2015~25年全球光伏系统成本预测

图表25:

集中式光伏度电成本预测（美元/千度电）

具体到中国，我们认为到2020年我国光伏系统成本将下降至0.65美元或4.55人民币/瓦（对应0.35元/千瓦时或0.05美元/千瓦时度电成本），下降幅度将约35%，其中成本下降空间最大的将是光伏组件，主要源于效率的提升和以及制造成本的持续下降。

据我们估算，组件转换效率每提高1个百分点，光伏发电成本能降低5-6%。

图表26:

2015~2020年中国光伏公用事业规模光伏系统各类成本下降预测

单晶渗透率提升+金刚线切割

综合比较目前的主流光伏技术，我们预计采用PERC技术处理过的P型单晶组件是目前市场上性价比相对比较高的产品。

以目前60片封装的高功率组件为例，P型PERC组件的功率可达290W，而普通多晶的功率为260W。

目前两种组件的市价分别为2.95元/瓦与2.71元/瓦，但是单晶组件由于占地面积相对小而可以节约相关电缆等配件成本，导致使用单晶组件电站的系统投资成本与使用多晶组件电站的系统投资成本基本相当，且发电量可以高出多晶组件3-6%不等。

我预计高效单晶产品的需求有望开始呈现结构性高增长。

图表27:

晶硅电池技术路线

图表28:

2016-2025年不同硅片市场占比变化趋势

图表29:

PERC技术原理

根据中国电器科学研究院工业产品环境适应性国家重点实验室的数据：

在三亚湿热海洋气候以及吐鲁番干热气候两种典型气候条件下，PERC单晶组件较多晶组件平均多发电3.4%。

使用两种晶硅组件（290Wp单晶PERC组件和260Wp多晶组件）各8块，分别接入两台同一品牌、型号的3kW组串式逆变器；其他条件完全相同。

两个实证基地分别位于三亚位于北纬18.14°、东经109.31°（年平均气温25.4℃，年平均降雨量1279mm。

极端低温为5.1℃，极端高温为35.7℃）以及吐鲁番市位于北纬42.91°、东经89.19°（全年气温高于35℃的炎热天气，平均为99天；高于40℃的酷热天气，平均为28天）。

对两组发电量数据进行监测、对比。

图表30:

两种组件的关键参数

从三亚实证基地2016年12月的发电数据来看，单晶组件在直流端与交流端分别提高3.32%与3.77%，同时，当辐照度较低时（日发电量少），如12月14~16日，单晶组件的发电量提升格外明显，分别为5.52%、4.06%、5.09%，高于平均值3.32%。

可见单晶PERC组件的弱光性能好。

图表31:

2016年12月三亚实证基地直流发电统计

图表32:

2016年12月三亚实证基地交流发电统计

从吐鲁番实证基地2017年1月的数据来看，单晶组件的交流侧发电量比普通多晶平均高3.64%。

其结果与三亚实证基地的结果基本相同。

图表33:

三亚基地16年12月不同辐照度下的发电情况

图表34:

2017年1月吐鲁番实证基地交流发电统计

随着国内光伏领跑者计划的推出以及单晶组件性价比的不断提升，高效单晶技术的渗透率不断提升。

根据中国光伏发展路线图的数据，2016年P型单晶的市场占有率已经达到16%并有望于2020年达到27%，2020年以后N型单晶技术有望开始不断成熟，并开始不断提升市场占有率。

目前，通过PERC技术生产的P型单晶的转化率以及接近21%，未来有望通过工艺不断升级而达到22%的水平。

同时，配合金刚线切割以及相关工艺的升级，未来制造成本还有15-20%的下降空间。

目前，行业单晶硅片平均厚度在160-190μm左右，多晶硅片厚度在185-192μm之间。

金刚线切割技术相对于传统砂浆切割，具有切割速度快、单片损耗低、切割液更环保等优点，目前，在单晶硅领域已经得到广泛应用，预计到2018年在单晶硅领域全面取代砂浆切片技术。

同时，我们预计随着金刚线国产化以及细线化等工艺升级的推进，未来在切割环节成本下降的空间仍有15-20%。

图表35:

2016-2025年硅片金刚线切占比变化趋势

图表36:

2016-2025年硅片厚度变化趋势

单晶相关资本支出呈结构性高增长

从主要相关硅片公司的财务数据来看，2014年开始硅片巨头开始陆续大力投资单晶产能，并预计相关的资本支出有望于未来2-3年维持高位，届时有望驱动相关高效智能设备的需求高增长。

图表37:

主要硅片公司研发费用

图表38:

主要硅片公司CAPEX

图表39:

全自动直拉式单晶硅生长炉

图表40:

晶棒单线截断机

图表41:

单晶硅棒切磨复合加工一体机

图表42:

区熔硅单晶炉

图表43:

隆基股份/中环股份/保利协鑫硅片相关投资及扩张项目

中国分布式光伏有望迎来快速增长期

分布式光伏具有就近消纳、用电损耗低等优点，而中国分布式光伏装机的比重低于全球主要国家，截至2016年末，中国分布式光伏的累积装机量为10.3GW。

我们认为主要的原因为：

1）发电成本较高；2）融资渠道受限；3）缺少储能设施配合平滑电流。

随着售电市场的逐渐开放，我们认为分布式光伏有望在实现“平价上网”后在中国市场迎来快速增长期。

图表44:

中国分布式光伏装机

图表45:

全球主要国家分布式光伏占比

2016年11月，国家能源局发布《电力发展“十三五”规划》，明确指出2020年非石化能源发电装机达到770GW，太阳能发电装机达到110GW以上，其中分布式光伏60GW以上，并要求弃风、弃光率要控制在5%以内的合理水平。

►分布式光伏发电应用示范区《太阳能发展“十三五”规划》（以下简称《规划》）明确，要继续开展分布式光伏发电应用示范区建设，到2020年建成100