巴西南北方能源供需方面的差异?
巴西,这个“被上帝吻过的国度”拥有令全世界艳羡的矿产、土地、森林及水利资源,森林覆盖率达62%,广袤的亚马逊热带雨林更是被誉为“世界之肺”,生态环境极佳。丰富的水电支撑着巴西全国3/4的电量供应,生物燃油供应体系全球领先,这些因素促使巴西作为世界第七大经济体、第十大能源消费国,依然能够在当前仍然以化石能源为主的世界能源供应格局中,保持可再生能源消费第一大国地位,能源的生态效益显著。
2017年,巴西的可再生能源占能源消费比重达43.2%,是全球平均水平的3倍以上。而随着大型深海油田的探明,巴西也由曾经的贫油国跃升至南美第二大石油生产国,实现能源自给的同时也使其以生态为特征的能源版图更加完整,进而利用深海石油、生物燃料等生态资源参与全球能源治理,巴西能源的“生态”之光尽显无遗。
巴西能源战略的形成与发展
巴西虽然坐拥丰富的生态资源,但真正意识到这些资源的宝贵之处还要“归功于”上个世纪的石油危机。在此之前,无论是发展单一种植业的“咖啡王国”时期,还是高举“巴西化”的工业扩张时期,巴西的能源战略都较为单一。尤其是20世纪中期,军政领导下的巴西实施“进口替代”战略,开启了巴西大规模工业化。经济高速增长的同时也不断刷新着巴西的石油消费量,对外依存度最高时达90%。随之而来的两次石油危机,彻底终结了这一时期斐然国际的“巴西奇迹”,并进一步诱发了巴西的债务危机、经济危机、社会危机和政治危机,危及整个国家的稳定。内忧外困下的巴西政府也深刻认识到单一能源体系的脆弱性,于是将丰富本国能源供应体系、降低进口石油的战略目光逐步转移到本国富饶的生态资源上。
首先,巴西利用自身盛产甘蔗等生物原料的独特优势,开启了“生物燃料革命”。1975年,巴西推出了世界上最大的化石燃料替代方案“国家乙醇燃料计划”,通过补贴、减税、低息贷款等财政手段激励制糖厂提高蒸馏乙醇的产能,并强制乙醇与汽油混合使用,添加比例由最初的7.5%最高提高至27%;同时大力推行“灵活燃料”汽车,巴西的乙醇汽车数量一度占到全国汽车总量的90%以上。继生物乙醇后,巴西又提出了“国家生物柴油计划”,利用大豆、蓖麻、向日葵等生物原料生产柴油,并逐步探索出另一条能源替代道路。“生物乙醇计划”和“生物柴油计划”的成功实施,使得巴西成为世界第二大生物燃料生产国和消费国,2017年巴西生物燃料产量占全球的22%。
其次,在推进“国家生物乙醇计划”的同时期,巴西进一步加快了水电开发的步伐,陆续修建了伊泰普、图库鲁伊等具有跨时代意义的大型水电站。至今,伊泰普水电站仍以1400万千瓦装机容量、约900亿千瓦时年发电量保持着世界第二大水电站的殊荣。经过近半个世纪的发展,巴西已成为全球水电比重最高的国家之一,截至2017年,巴西水电装机达电力总装机容量的64%,提供全国约七成以上的电量需求。
第三,在石油危机后巴西将油气勘探开发的重点投向了海洋,并从体制机制和技术创新等方面进行了一系列革新。一方面推进石油私有化改革,开放石油市场,引进国外资金和技术;另一方面加强深海勘探技术的科研投入,实施“深水油田开采技术创新和开发计划”,走核心技术自主研发道路。随着国外资本的注入及相关技术的成熟,巴西在海洋油气勘探开发领域取得巨大成功,2006年巴西的石油日均产量已达191万桶,完全实现自给。时任巴西总统卢拉曾说“巴西实现石油自给就如巴西再次获得独立一样,将书写新的历史”。事实也正像卢拉所说,随后发现的巴西大西洋海域盐下层超深水油田,被认为是新千年以来世界上最大的石油发现,保守储量估计约为500亿桶。巴西也由此从一个中等产油国跻身全球产油国十强,IEA甚至预测到2035年,巴西的石油产量将占到全球新增供应量的1/3。
巴西的能源版图在生物燃料、水力发电、深海石油“三驾马车”的引领下不断丰富和完善。2010年后,巴西凭借优质的生态资源,其风电和太阳能发电发展迅速,装机容量分列世界第八和第十位,并与传统的水电、生物质发电形成良性互补,在全球的清洁能源发电领域可为风光无限。
巴西能源战略的成就与隐患
巴西突出生态特征的能源战略,不仅成功扭转其对进口石油的依赖,由“贫油国”变为“富油国”,基本实现能源独立;而且优化了本国能源结构,促进了能源清洁化、多元化发展;更在经济社会发展、能源技术创新、国际话语权提升等方面作用凸显,巴西的大国之梦也被重新唤醒。
在经济社会发展方面,通过能源战略的及时调整与实施强有力地支撑了巴西经济从由石油危机引发的“失去的10年”阴影中逐渐走出,并且作为国家的重要支柱产业,相关能源产业也带动“新巴西计划”“雷亚尔计划”等一系列国家战略的实现,推动巴西现代化工业和社会建设快速发展。尤其是生物燃料行业的蓬勃发展,对于巴西广大农村解决就业、缓解贫富差距、促进社会和谐发展方面意义重大。据统计,每加工100万吨甘蔗生产乙醇,相当于提供5683个工作岗位,虽然大多数工作附加值并不高,但在农村甘蔗工人一度是福利最好的工作。
在科技创新方面,巴西能源的“三驾马车”的核心技术在各自领域都处于世界领先水平。巴西的生物乙醇技术一直保持国际领先,并与美国、欧盟一同设立国际标准,共同扩大全球生物燃料市场,提高国际话语权的同时获取巨大经济利益。同时,巴西也在积极开发以各种稻草、蔗渣等农业废弃物为原料的纤维素乙醇技术,以期在第二代生物燃料技术上依旧保持全球引领地位。而作为水电大国,巴西无论是大型水电站还是小水电都有雄厚的技术储备,并在我国水电发展过程中给予很多帮助,曾派专家参与我国三峡水电站的建设。另外,通过数十年的努力,巴西深海石油勘探和生产技术也跃居世界领先地位,曾两次获海洋钻探技术委员会(OTC)颁发的“深海石油开采技术”证书。深水工程技术能力形成后,不仅在巴西海域相继发现大型油气田,而且成功进入墨西哥湾、非洲、澳洲等全球市场,为其深水工程技术提供了更为广阔的市场空间。
在能源外交方面,突出生态特征的能源战略成功唤醒了巴西人骨子里的大国意识与大国抱负。一方面立足拉美,以能源作为各国利益的结合点和粘合剂,积极倡导拉美能源一体化,主导建立南方共同市场,增强其在拉美的政治影响力;另一方面积极与世界接轨,与美国打造“乙醇欧佩克”,加强与欧盟的新能源和石油贸易,积极开拓亚太能源市场,与中国、印度、俄罗斯、南非并称“金砖五国”,形成全球最大的新兴市场;尤为重要的是,随着气候变化问题逐渐成为国际政治舞台上各国博弈的焦点,“生态”之光照耀下的巴西在全球碳减排格局中地位凸显,在全球气候变化谈判中占有重要一席。
发展“生态”能源虽然给巴西带来诸多实惠,但从其发展过程看并非一帆风顺,尤其是看重“开源”轻视“节流”的开发方式,使得“生态”能源的可持续发展存在诸多隐患。
首先,“生态”能源虽然在“消费环节”更加清洁,但在“生产环节”却在严重考验着巴西生态环境的承受力,在近似“掠夺”的开发方式下,优质的生态资源也不堪重负。生物燃料的快速发展,使得甘蔗种植面积急剧扩张,导致亚马逊森林砍伐加剧,根据世界银行的统计数据,近30年时间巴西森林面积缩小了约53.16万平方公里,近似于英国与意大利的国土面积之和。森林面积的缩小间接导致巴西降雨减少,水电站蓄水位下降,从而引发了现实的供电不足;同时也使巴西的碳减排大国名不副实。因为不同于其他国家,巴西的碳排放主要来自于能源生产,而非能源消费,尤其是森林采伐、农业、土地耕作所产生的二氧化碳占到巴西碳排放总量的3/4,因此生物燃料虽然“清洁”了末端,却“污染”了源头。
其次,以资源为主的“生态”能源本质上有其局限性和脆弱性。虽然巴西海域“盐下层”石油储量丰富,但受海洋环境及实际开采成本的约束,加之近几年巴西石油公司自己的债台高筑,想要依靠盐下层石油“变现”并非易事。而生物燃料行业本身具有脆弱性。一方面易受国际糖价和油价的影响,上世纪80年代就出现因糖价上涨、油价暴跌导致生物乙醇行业大萧条;另一方面,生物燃料的主要原料甘蔗等易受气候影响,为了保证产量,采伐森林、占用粮食耕地成为常态,由此引发的粮食问题、劳工问题广受诟病。在水力发电方面,巴西部分地区的持续高温和旱灾将水力发电的局限性暴露无遗,一方面是不断飙升的用电需求,另一方面是水电站缺水,加之巴西“老迈”的电力系统整体安全裕度较低,使得“巴西大停电”成为国际能源电力领域的高频词汇。
虽然巴西政府也逐渐认识到“资源型”能源战略的“软肋”,并从资源开发模式、加强生态修复等方面作出调整,但其政策上连贯性不足。尤其是极右翼候选人博索纳罗当选新一任巴西总统后,其对于石油电力领域私有化的担忧、允许开垦亚马逊雨林、甚至退出“巴黎协定”等一系列“狂人讲话”,使得未来巴西以生态为特征的能源发展蒙上阴影。
中巴能源合作前景
我国与巴西同为“金砖国家”,且分别是东西半球最大的发展中国家,两国的能源合作具有天然的互补性与战略性,尤其是在海洋油气、电力、新能源产业等领域,发展潜力巨大。
在海洋石油领域,中巴原油贸易量逐年攀升,2015年我国已超越美国成为巴西石油的最大买家,而以“贷款换石油”不仅让我国获得稳定的原油进口,又为巴西注入充裕资金拉动经济增长,实现双赢。随着我国“蛟龙号”等深海勘探领域的突破,两国在未来海洋能源的探索和开发等方面的合作前景广阔。
在电力领域,中巴两个水电大国有诸多“不解之缘”。三峡集团通过“参股合作、资产并购”等方式深度参与巴西水电开发,目前三峡巴西公司已成为巴西第二大私营发电企业;而负荷中心远离能源基地的特性为我国特高压输电技术提供了施展空间。2017年12月投运的国家电网巴西美丽山项目一期工程完成了我国特高压技术的海外首秀,也标志着中巴电力合作进入新的历史发展阶段。
在新能源领域,巴西作为推动全球生物燃料产业发展的先锋,在生物燃料的开发和利用上破解了一系列关键性技术和产业化难题,可为我国通过发展生物质能源丰富能源多样性、推动农村能源革命提供有益参考;而巴西作为风电、光伏发电的新兴市场,其广阔的市场空间为我国相关产业“走出去”提供了重要机遇。
总体看,虽然未来中巴能源合作可能面临资源民主主义、文化制度差异、法律法规制约、党派博弈及美国干扰等不确定性因素的挑战,但同为崛起中的全球性发展中大国,走“生态优先、绿色发展”的能源之路必将符合本国发展的长远利益,也是向全世界展示“大国担当”的重要窗口;而两国在能源资源、能源技术等方面天然的互补性与互利性,决定着两国能源合作前景大有可为,这将不仅有利于各自国内经济发展,而且对中拉能源合作乃至“南南能源合作”都具有极强的示范效应,可谓惠本国而利天下。
阳光电源光伏发电、能环宝光伏发电、源展电力光伏发电、山东晶信科技光伏发电、衡阳宇能光伏发电均是行业内光伏发电采购口碑较好的品牌。
1、阳光电源光伏发电:
阳光电源光伏逆变器涵盖3~6800kW功率范围,全面满足各种类型光伏组件和电网并网要求,高效稳定运行于高温、高湿、高海拔、风沙、盐雾等各种自然环境。产品广泛应用于德国、美国、日本、印度、巴西等全球60多个国家和地区,截至2019年上半年,公司在全球市场已累计实现逆变设备装机超8700万千瓦。
2、能环宝光伏发电:
能环宝光伏发电公司组织机构健全,技术力量雄厚,专业配套齐全。目前拥有各类人员38人,其中国家注册监理工程师15人,高级工程师、国家注册造价师、经济师及以上高级人才8人。同时具有现代化办公设施、一流的工程检测仪器和通信设备。
3、源展电力光伏发电:
源展电力光伏发电的资质较全面,质量较有保障。并具备由福建省住房和城乡建设厅批准的电力工程监理乙级资质的监理企业,可承担单机容量30万千瓦以下的火力发电站工程和330千伏以下的输变电工程监理业务。主要承担电力工程的监理,房屋建筑工程监理,机电安装工程监理,水利水电工程监理等业务。
4、山东晶信科技光伏发电:
山东晶信科技光伏发电技术较为先进,设备设计操作便捷。山东晶信科技光伏发电从1997年公司成立起,就致力于以光伏逆变器为核心的光伏系统设备研发和生产;
为全球用户提供一流的光伏系统解决方案,让人人享用清洁电力。光伏逆变器是光伏发电系统主要部件之一,连接光伏方阵和电网,是确保光伏电站长期可靠运行和提升项目投资回报的关键。
5、衡阳宇能光伏发电:
衡阳宇能光伏发电的经营范围广泛,主要包括太阳能光伏产品的开发与应用、光伏相关产品的销售;承接光伏相关产品的上门安装业务;兼营桶装水销售。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)
衡阳宇能光伏发电倡导因地制宜,科学设计的理念,根据光伏电站规模、附着建筑和地势等因素,合理选择逆变器类型,保障光伏电站在全生命周期内的最大价值。
光伏发电设备占用空间较小,在城市里也适用。 而风力发电设备需要有较大风力的地方才能有用武之地,这些地方必定要远离大城市。
扩展资料:
光伏发电的优缺点:
1、光伏发电的优点
与常用的火力发电系统相比,光伏发电的优点主要体现在:
①无枯竭危险;
②安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);
③不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势;例如,无电地区,以及地形复杂地区;
④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电;
⑤能源质量高;
⑥使用者从感情上容易接受;
⑦建设周期短,获取能源花费的时间短。
2、光伏发电的缺点
①照射的能量分布密度小,即要占用巨大面积;
②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。
③目前相对于火力发电,发电成本高。
④光伏板制造过程中不环保。
1,德州东帝光电科技有限公司座落于德州市,北依河北省,南邻省会济南,西接山西煤炭基地,东连胜利油田及胶东半岛,处于华北、华东两大经济区连结带和环渤海经济圈、黄河三角洲以及“大京九”经济开发带交汇区内。
2,晶科能源控股有限公司(纽交所代码:JKS),是全球极具创新力的光伏企业。公司为中国,美国,日本,德国,英国,智利,南非,印度,墨西哥,巴西,阿联酋,意大利,西班牙,法国,比利时以及其他地区的地面电站,商业以及民用客户提供太阳能产品,解决方案和技术服务。
3,汉飞新能源(深圳)有限公司是新能源领域的综合性服务公司,提供太阳能发电、太阳能热水、电力交易相关的一站式服务。汉飞致力于调整企业用电结构、优化电力资源配置、能为企业用户降低用电成本。
4,深圳南方阳光太阳能技术有限公司成立于2005年底,是专业从事太阳能光伏、光热、太阳能家用发电一体机和LED等产品的研发、生产、设计、安装和售后服务为一体的高新技术企业。
5,晶华光普(北京)新能源科技有限公司,是一家致力于绿色能源,专业从事太阳能光伏、光热、太阳能家用发电一体机和LED广告媒体等产品的研发、设计、工程安装和售后服务为一体的新能源技术企业。
6,甘肃程浩新能源有限公司成立于2012年,位于丝绸之路经济带的重要节点城市——甘肃省兰州市。公司从事太阳能光伏、风力发电机等各类新能源产品的设计、制造、销售、工程及服务。
7,亿晶光电科技股份有限公司(以下简称“亿晶光电”),是中国第一家在上海证券交易所A股上市的专业生产太阳能电池组件的光伏企业,亿晶光电通过其全资子公司常州亿晶光电科技有限公司开展所有生产经营活动,勤诚达投资(为勤诚达集团全资子公司)现是亿晶光电第一大股东。
8,山东盛唐新能源电力股份有限公司成立于2013年,于2016年8月完成股份制改革,是一家引进德国先进经验的高新技术企业,淄博市光伏行业协会会长单位。公司位于山东省淄博市经济开发区新华大道3009号。
9,湖南万千光伏科技有限公司由多名光伏行业资深光伏专家共同创建,是湖南光伏领域专业的系统集成商和整体解决方案服务商之一。
10,晶澳太阳能成立于2005年,是光伏发电解决方案平台企业,产业链覆盖硅片、电池、组件及光伏电站。晶澳在全球拥有12个生产基地,在海外拥有13个销售公司,产品足迹遍布135个国家和地区,广泛应用于地面光伏电站以及工商业、住宅分布式光伏系统。
1,光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
2,硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。
3,当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。
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1.1. 逆变器简介
逆变器是光伏发电系统的大脑和心脏 。在太阳能光伏发电过程中,光伏阵列所发的电能为直 流电能,然而许多负载需要交流电能。直流供电系统存在很大的局限性,不便于变换电压, 负载应用范围也有限,除特殊用电负荷外,均需要使用逆变器将直流电变换为交流电。光伏 逆变器是太阳能光伏发电系统的心脏,其将光伏组件产生的直流电转化为交流电,输送给本 地负载或电网,并具备相关保护功能的电力电子设备。光伏逆变器主要由功率模块、控制电 路板、断路器、滤波器、电抗器、变压器、接触器以及机柜等组成,生产过程包括电子件预 加工、整机装配、测试和整机包装等工艺环节,其发展依赖于电力电子技术、半导体器件技 术和现代控制技术的发展。
下游包括终端业主、EPC 承包商、系统集成商和安装商。 逆变器作为光伏系统的主要核心部 件之一,需要和其他部件集成后提供给最终电站投资业主使用。光伏系统在供给终端业主使 用之前,存在相应的系统设计、系统部件集成以及系统安装环节,虽然最终使用者一般均为 光伏地面电站投资业主、工商业投资业主或户用投资业主,但设备也可以由中间环节的某一 类客户采购,比如 EPC 承包商、光伏系统集成商或光伏系统安装商。
1.2. 逆变器分类
目前逆变器产品主要分为四类,即集中式逆变器(主要用于大型地面电站,功率范围在 250kW-10MW)、集散式逆变器(主要用于复杂的大型地面电站,功率范围 1MW-10MW)、 组串式逆变器(主要用于户用、小型工商业分布式和地面电站等,功率范围 1.5kW-250kW) 和微型逆变器(主要用于户用等小型电站,功率等级在 200W-1500W)。
其中,大型集中式光伏逆变器是将光伏组件产生的直流电汇总成较大直流功率后再转变为交 流电的一种电力电子装臵。因此,此类光伏逆变器的功率都相对较大,一般采用 500KW 以 上的集中式逆变器。特别是近年来随着电力电子技术的快速发展,大型集中式光伏逆变器的 功率越来越大,从最初的 500KW 逐步提升至 630KW、1.25MW、2.5MW、3.125MW 等, 同时电压等级也越来越高。大型集中式光伏逆变器具有输出功率大、运维简单、技术成熟以 及电能质量高、成本低等优点,通常适用于大型地面光伏电站、农光互补光伏电站、水面光 伏电站等。同时,由于其单体输出功率大、电压等级高,随着技术进步近年来开始与下游的 变压器集成,形成“逆变升压”一体化的解决方案,以及与储能结合的光储一体化解决方案。
组串式光伏逆变器是将较小单元光伏组件产生的直流电直接转变为交流电的一种电力电子 装臵。因此,组串式光伏逆变器的功率都相对较小,一般功率在 50kW 以下的光伏逆变器称 为组串式光伏逆变器。但是近年来,随着技术进步和降本增效的考虑,组串式光伏逆变器的 功率也开始逐步增加,出现了 60KW、70KW、100KW、136KW、175KW 以上等大功率的 组串式光伏逆变器。组串式光伏逆变器由于单台功率小,在同等发电规模情况下增加了逆变 器的数量,因此单台逆变器与光伏组件最佳工作点的匹配性较好,在特殊的环境下能够增加 发电量。组串式光伏逆变器主要运用于规模较小的电站,如户用分布式发电、中小型工商业 屋顶电站等,但是近年来也开始应用于一些大型地面电站。
1.3. 逆变器行业的核心竞争力
研发能力: 电力电子行业属于技术密集型产业,涉及电力、电子、控制理论等学科,研发人 才需具备电力系统设计、电力电子技术、机械结构设计、微电脑技术、通讯技术、控制技术、 软件编程等专业知识,以及产品应用场景知识。产品从设计、研制到持续创新性改进都需要 大量的研发人员共同努力才能完成。研发人员的技术水平和知识的深度和广度都会直接影响 到产品的质量和水平,长期技术积累才能有效提高产品的稳定性可靠性。对于新进入者,很 难在短期内积累相关技术和各种应用场景知识,从而形成一定的技术壁垒。可以看到,近年 来国内主流逆变器企业研发费用率呈现上升态势,2019 年上能电气、固德威研发费用率高 达 6.34%和 6.15%,阳光电源和锦浪 科技 的研发费用率也达到 4.89%和 3.71%
品牌力: 逆变器企业在为客户服务时不仅仅提供相关产品,还包括一套完整的解决方案,产 品设计的微小变化,对整个电站项目的可靠性、稳定性均产生一定的影响。品牌是多年产品 质量和售后服务凝聚的结果,因此客户在选择产品时,通常会选择品牌声誉好的供应方且一 旦采购便会与产品供应方形成较为稳定的合作关系。
渠道开发能力: 由于逆变器销售靠近终端,且目前国内逆变器企业加速出海,因此渠道的开 发,尤其是户用、工商业分布式以及海外渠道的开发至关重要。以固德威为例,目前固德威 的逆变器在全球 80 多个国家和地区销售,为了保证当地渠道开发的顺畅,需要招募当地专 业的销售团队,从而保证自身的竞争力,这对于企业的渠道开发能力提出了非常高的要求。
2.1. 趋势一:组串式逆变器市场份额占比不断提升
从产品需求上看,全球范围内依然遵循大型地面电站优选集中式逆变器、工商业和户用分布 式优选组串式逆变器的选型原则,但近年来行业的一大趋势是组串式逆变器市场份额持续增 长。根据 GTMResearch 的统计数据,2018 年组串式逆变器出货量首次超过集中式逆变器, 达到 52GW,市占率达到 58%(其中单相占比 9%、三相占比 47%)。组串式逆变器近年来 占比提升主要有两个原因:(1)工商业分布式和户用市场近年来发展较好,应用领域不断增 加,主要得益于中国、欧洲、北美和澳洲等国家和地区的大力扶持;(2)组串式逆变器本身 转换效率较高,近年来随着组串式逆变器技术不断发展,产品成本逐年下降,平均单瓦价格 逐渐接近集中式逆变器,在集中式电站中组串式逆变器越来越多的开始得到应用。根据 IHS Markit 的预测,未来组串式逆变器的销售占比有望进一步提升至超过 60%,组串式逆变器的 装机比例预计稳中有升。
2.2. 趋势二:逆变器存量替代需求有望步入高增时代
逆变器内部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机 达到 17.5GW,首次达到 10GW 以上规模,随着全球各地原有光伏发电设备的老化,整个光 伏市场对更换逆变器的需求正在持续增长。其中,光伏市场起步较早(2008 年)的欧洲近 年来逆变器更换需求已经呈现不断上升态势,2019 年存量光伏电站项目逆变器更换需求已 经达到 3.4GW。与此同时,亚洲地区方面,日本光伏市场起步较早,2009 年累计装机规模 已经达到 2.6GW,2019 年日本逆变器市场替代需求已经初具规模;国内光伏装机自 2011 年达到 GW 级别,2013 年新增装机超过 10GW(10.9GW),预计 2020 年开始逆变器替换 市场将迅速增加。此外,北美洲、尤其是美国光伏市场从 2011 年起新增装机达到 GW 级别, 也有望于近年启动逆变器存量替代。综上,逆变器存量替代自 2020 年起有望步入高增时代。
2.3. 全球逆变器需求及市场空间测算
1)由于组件在光伏发电系统投资成本中的占比较高,在合理范围内增大容配比对于提高光 伏电站发电量、大幅降低 LCOE 具有重要意义。因此,提高超配能力、增加单个组件方阵规 模以提高直流输入的思路,在逆变器产品设计和光伏电站系统设计中被逐渐采用。目前,国 外大型地面电站的容配比最高达到 2 倍,国内光伏电站也逐渐采用超配设计,很多电站项目 已经按照 1.3 倍以上的容配比设计,而部分项目在综合考虑光照、地形和支架、组件等设备 选型等因素后,为追求最优经济性而采用 1.7-1.8 的容配比设计。根据 2019 年组件产量和逆 变器产量推算出全球电站平均容配比为 1.15,假设未来电站容配比逐年小幅提升, 2020/2021/2022/2023 年全球电站平均容配比分别为 1.18/1.21/1.23/1.25。
2)根据 IHS Markit 预测,2020 年全球逆变器更换需求将达到 8.7GW,同比增长 40%;考 虑到 2010 年后全球光伏新增装机逐年增加,因此我们认为未来逆变器存量替代需求有望持 续高增,假 2021/2022/2023 年存量替代需求分别为 15/20/25GW。
3)由于地面电站越来越多采用组串式逆变器以及户用和工商业分布式市场快速发展,假设 未来组串式逆变器的装机比例稳中有升,至 2023 年市场占有率从目前的 59%左右逐步提升 60%左右,对应集中式逆变器市场占有率将从 41%下降至 40%。
4)考虑到当前集中式逆变器价格持续压缩空间不大,假设未来几年价格年降幅为 5%;组串 式逆变器由于竞争较为激烈,中短期价格仍存在一定向下空间,假设 2020、2021 年价格年 降幅为 7%,2022、2023 年价格年降幅为 5%。
5 ) 测 算 结 果 : 根据我们测算, 2020-2023 年全球逆变器总需求量分别为 125.6/167.1/197.6/227.4GW,市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中, 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW,市场空间分别 为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿 元 ; 全 球 集 中 式 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 51.1/67.5/79.5/91.0GW,市场空间分别为 58.3/73.1/81.7/89.8 亿元。
3.1. 趋势一:国内企业加速海外渗透抢占市场份额
近年来国内逆变器企业加速海外布局。 近年来受到中国市场政策波动影响,尤其是 2018 年 531 新政后,国内逆变器企业加快拓展海外渠道,加速海外布局。2019 年我国光伏逆变器出 口规模约为 52.3GW,同比增长 176.7%,总出口额达到 24.38 亿美元,出口市场主要集中 在印度、欧洲、美国、越南、巴西、日本、澳大利亚、墨西哥等国家。其中,亚太地区出口 占比为 37.9%、欧洲市场占比约为 34.1%,其次是北美洲和拉美,占比分别达到 13.4%和 10%。
国内逆变器企业竞争优势较为明显。 近年来随着国内逆变器企业快速发展,国产逆变器产品 的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业,与此同时国内的人工、制造成本相比海外企业更低, 因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。以国内逆变器龙头阳光电源和德国的 SMA 为例,两者分列 2019 年全球逆变器出货第 2 和第 3 位,可以看到近年来阳光电源逆变器毛 利率一直维持在 30%以上,而 SMA 则在 20%左右。发展到当前阶段,中国逆变器企业已经 从早期的单纯依赖价格优势参与竞争,逐步转向依赖提升技术水平、产品质量、售后服务等 综合品牌价值来获取市场。
东南亚、欧洲等地区渗透率较高,美国、日本仍有大幅提升空间。 分市场来看,2019 年全 球主要光伏市场国内逆变器出货占比均有显著提升。其中,欧洲作为传统的出口市场,国内 逆变器出货占比从 56%进一步大幅提升至 77%;印度、越南等国主要以地面电站为主,是 目前最火热的光伏市场之一,且本土缺乏有竞争力的光伏企业,因此近年来众多国内逆变器 企业大力开拓印度市场,2019 年国内逆变器出货占比从 2018 年的 34%大幅攀升至 61%;国内企业在拉美地区表现同样出色,2019 年出货占比提升至 58%。目前国内逆变器在美国 和日本渗透率尚低,一方面是由于两个国家市场进入门槛比较高且拥有竞争力较强的逆变器 企业(美国是 SolarEdge 和 Enphase、日本是 TEMIC、Omron 和 Panasonic),另一方面 是因为国内逆变器企业进入市场较晚,与国际品牌及当地的本土品牌在销售渠道竞争方面还 存在劣势。不过近年来国内逆变器企业仍然呈现出加速渗透的态势,2019 年美国和日本中 国逆变器出货占比分别从 19%和 9%提升至 34%和 23%。
3.2. 趋势二:中游企业加速崛起,落后企业陆续退出
行业内多数企业开始采取集中竞争战略。 面对越来越细分的光伏市场演变趋势,逆变器企业 在业务定位和技术路线选择上也越来越呈现差异化发展的趋势。其中,阳光电源、正泰、科 士达等少数企业覆盖除微型逆变器以外的全部类型逆变器,上能电气和特变电工聚焦于集中 式逆变器产品,组串式逆变器竞争相对较为激烈,华为、锦浪、古瑞瓦特、固德威等企业都 在努力深耕工商业和户用逆变器市场,小部分企业专注于集散式和微型逆变器。
受益于细分子领域的集中竞争战略,中游企业加速崛起 。根据 Wood Mackenzie 发布的《Global PV Inverter and module-level power electronics inverter market 2020》数据显示, 受益于组串式逆变器市占率提升以及锦浪、固德威等中游企业采取了集中竞争战略,深耕工 商业分布式和户用市场,可以看到 6-10 名的逆变器企业市场份额近年来有所提升,从 2017 年的 14%上升至 20%,相比之下前 5 名的市场份额则从 2017 年的 59%下滑至 2019 年的 56%,中游企业加速崛起。
行业持续整合,落后企业加速退出。 展望未来,自主研发能力弱、对市场变化敏感度不高和 新市场拓展能力差的企业,后续的生存空间将会愈发困难。2019 年 7 月 ABB 宣布将逆变器 业务出售给意大利 PIMER,此次收购已于 2020 年 3 月初正式完成;德国 SMA 集团下属的 SMA(中国)在中国境内的三家公司在 2019 年 2 月完成 MBO 后更名为爱士惟;施耐德退 出集中式光伏逆变器业务,只做分布式逆变器;因营收大幅下滑的上市公司茂硕电源,也已 经在谋求转型;前身是兆伏爱索的 ZeverSolarGMBH 已经宣布正式停止开展逆变器业务。
3.3. 降本路径:功率大型化、原材料国产化和技术优化
功率大型化: 近年来逆变器单机功率大型化趋势基本确立,目前集中式逆变器主流产品正在 从 500KW-630MW 过渡到 1.25-3.125MW、组串式逆变器正在从 50KW 以下过渡到 50-175KW。功率大型化摊薄了不变成本,为逆变器带来了单位功率成本的下降以及盈利能 力的提升。根据上能电气招股说明书的信息,3.125MW 集中逆变器单位成本基本与 630KW 持平,主要是因为 630KW 经历多年的发展成本已经大幅优化而 3.125MW 作为新产品未来 成本还有较大的优化空间,但毛利率相比 630KW 要高出 6pcts 以上;同样的 175KW 组串 式逆变器的单位功率成本相比 20KW 以下的产品要低 0.21 元/W,毛利率要高出 10pcts 以上。
技术优化: 一方面,随着未来硅半导体功率器件技术指标的进一步提升、碳化硅等新型高效 半导体材料工艺的日益成熟、磁性材料单位损耗的逐步降低,并结合更加完善的电力电子变 换拓扑和控制技术,逆变器效率未来仍有进一步提升的空间;另一方面,未来逆变器电路、 体积等方面仍然存在进一步优化的空间,从而进一步节省半导体和箱体材料。
3.4. 盈利能力:中短期有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平
多重因素作用下逆变器价格逐年下跌。 从产品价格上来看,随着传统光伏市场趋于稳定,逆 变器企业在传统市场中的竞争加剧;与此同时,国内企业加快出海,越来越多具备成本优势 的中国企业参与到新兴市场的竞争中,光伏逆变器全球化竞争也愈发积累。此外,由于行业 降本增效的压力,逆变器成本优化带动售价逐年下降。在上述多重因素的作用下,集中式逆 变器价格从 2014 年的 0.28 元/W 降至 2019 年的 0.12 元/W 左右,组串式逆变器由于竞争更 为激烈,价格降幅较大,从 2014 年的 0.54 元/W 降至 0.22 元/W。
中短期盈利能力有望随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。 虽然近年来逆变器价格下降 幅度较大,但是从国内企业的毛利率数据看,除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当年盈利能力略有下滑外,近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势,主因一是中国企业 加速向海外高毛利地区渗透,二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。从当 前时点看,微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实,中短期国内逆变器 厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。
受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放,逆变器需求有望持续高增。 逆变器内 部 IGBT 等电子元器件的使用寿命普遍在 10-15 年左右。2010 年全球光伏新增装机达到 17.5GW,首次达到 10GW 以上规模,随着全球各地原有光伏发电设备的老化,整个光伏市 场对更换逆变器的需求正在持续增长。受益于全球光伏装机增长和逆变器存量替代需求释放, 逆变器需求未来有望持续高增, 2020-2023 年 全 球 逆 变 器 总 需 求 量 分 别 为 125.6/167.1/197.6/227.4GW,市场空间分别为 210.7/262.6/295.4/326.6 亿元。其中,由于 工商业和户用分布式市场发展迅速且越来越多的地面电站开始使用组串式逆变器,组串式逆 变器需求增速预计将快于行业整体增速,我们测算 2020-2023 年全球组串式逆变器总需求量 分别为 74.5/99.6/118.2/136.4GW,市场空间分别为 152.4/189.5/213.6/236.8 亿元。
国内逆变器企业竞争优势明显,海外渗透率持续提升。 受到中国市场政策波动影响,尤其是 2018 年 531 新政后,国内逆变器企业加快拓展海外渠道,加速海外布局。2019 年我国光伏 逆变器出口规模约为 52.3GW,同比增长 176.7%。近年来随着国内逆变器企业快速发展, 国产逆变器产品的质量逐渐接近海外老牌逆变器企业,与此同时国内的人工、制造成本相比 海外企业更低,因此国内逆变器企业在海外的竞争优势较为明显。目前国内企业在欧洲、印 度、拉美等主流市场的市占率分别为 77%、61%、58%,在美国、日本的市占率为 34%和 23%,后续凭借较大的竞争优势渗透率有望进一步提升。
海外出货占比增加&成本优化助力,逆变器企业盈利能力稳中向好。 虽然近年来逆变器价格 下降幅度较大,但是从国内企业的毛利率数据看,除个别企业受到 2018 年 531 新政影响当 年盈利能力略有下滑外,近年来国内逆变器企业毛利率有持稳甚至上升态势,主因一是中国 企业加速向海外高毛利地区渗透,二是逆变器产品的降本幅度冲抵了价格下跌的不利因素。 从当前时点看,微观企业的盈利仍然在持续验证中观行业边际向好这一事实,中短期国内逆 变器厂商盈利能力有望继续随海外渗透率提升和降本维持在较好水平。
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(报告观点属于原作者,仅供参考。作者:安信证券)
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国家能源局发布的《2022年一季度光伏发电建设运行情况》显示,一季度全国光伏发电新增装机13.21 GW,同比增长近1.5倍。其中,地面电站新增4.34 GW,分布式光伏8.87 GW。
海外市场同样火热,疫情并未影响国内光伏组件出口增长势头。海关总署公布的数据显示,一季度国内光伏组件出口量达41.3 GW,同比增长109%。
据PV InfoLink统计图表,1-3月,中国单月组件出口均较去年同期有大幅提高,同比增长率分别为115%、125%和97%。
图片来源:PV InfoLink
组件是国内光伏行业最为主要的出口环节。一季度海外需求提升,也促使国内光伏组件龙头出货量及业绩上涨。
全球前六大光伏组件龙头均在中国,分别为隆基绿能(原隆基股份,601012.SH)、天合光能(688599.SH)、晶澳科技(002459.SZ)、晶科能源(688223.SH)、阿特斯(CSIQ.US)和东方日升(300118.SZ)。
数据来源:2021年各公司财报 制图:马悦然
这些海外市场火爆
据界面新闻统计,海外收入已成为这六大组件龙头的重要营收来源。除隆基绿能外,其他五家组件制造商去年海外收入均超过总营收的一半。阿特斯未披露具体数据,但从往年数据来看,其海外收入比重或继续超过80%;晶科能源海外营收比重达78%。
今年一季度,六大组件龙头的营收和净利均实现正向增长。其中,晶澳科技和东方日升净利幅度最大,分别同比提升378.27%和280.59%。
制图:马悦然
各组件商出货量排名在一季度发生较大变化,其中最亮眼的当属晶科能源。
该公司以单季8.03 GW的出货量,重返全球第一。至此,晶科能源全球累计出货量达100 GW,成为历史上首个达到此成就的光伏企业。
对于公司一季度排名逆袭,晶科能源副总裁钱晶对界面新闻表示,这主要因公司响应了超预期爆发的海外需求,在欧洲、南亚、拉美等市场及国内市场取得较高的出货份额。
今年一季度,欧洲市场约占晶科能源全球出货量的四分之一。去年,其欧洲市场占比不到20%。
与此同时,由于印度太阳能电池和组件基本关税政策(BCD)将在4月1日生效等因素,晶科能源一季度在印度市场的出货量出现爆发式增长,在印度的市场份额排名第一。
晶澳科技副总裁祝道诚也肯定了印度市场对晶澳科技的业绩贡献。
祝道诚对界面新闻表示,今年一季度,光伏市场打破了以往因天气寒冷造成的淡季规律。目前海外市场呈现印度和欧洲明显增长、亚太地区稳步增长的态势;在国内,分布式和户用系统则成为新的装机增长点。
据中国光伏协会的统计数据,去年国内光伏组件出口市场中,荷兰、巴西、印度市场份额增长明显,分别占组件出口额的24.3%、12.2%和10.3%。欧洲、亚洲和美洲,也因此成为中国组件三大主要出口市场。
2021年中国光伏产品出口数据 图片来源:中国光伏协会
今年一季度,欧洲继续延续高增长态势。随着俄乌两国爆发冲突,欧洲各国愈发重视自身能源独立性,加快转型新能源以摆脱对传统能源的依赖。例如德国,已宣布将100%可再生能源的目标提前至2035年,较原计划快了五年。
此外,拉美等市场需求也在增长。今年年1月,巴西颁布法律,引入分布式发电和净计量新规则,一定程度上利好光伏。
东方日升市场总监庄英宏对界面新闻表示,一季度该公司在巴西出口量最大,从巴西辐射至整个南美洲,成为主力市场。
与晶科、晶澳不同,东方日升更愿意追求欧美市场的更高利润,正在有意退出印度市场。庄英宏称,组件在印度市场的利润率较欧美地区低。
高增长背后的挑战
自2020年新冠疫情爆发以来,对社会各行各业造成巨大冲击,中国光伏行业也不例外。这主要集中体现在物流、供应链等问题上。
去年,国际集装箱海运市场运力供需失衡,海运多个环节价格高涨,这给组件公司带来成本压力。
钱晶表示,晶科能源采取的措施是,通过与头部船司签署协议,获取相较于市场更具竞争力的船约价格。
“预计二、三季度海运运费略有下降,但不会有太大改观。”祝道诚表示,晶澳科技一直在与客户做透明沟通,协调定舱,或与船公司签订长期锁定协议,尽可能降低成本。
据庄英宏介绍,东方日升在物流端的措施,主要集中在更改欧洲部分海航航线,以及锁定船只等。此外,也有部分产品利用了中国到欧洲的铁路,改用陆地运输。
今年以来,国内疫情多发,尤其3月以来,长三角整体陆路运力下降,影响各产品交付时效。
钱晶对此表示,晶科能源在疫情初期就进行了相应的生产物资储备,开展生产闭环管理,未曾发生停工情况。
在国内物流方面,晶科能源采用了多种运输线路,协调供应商和运输资源保障,并开展了车队自提等措施。
“疫情影响总体偏短期,且可控。”钱晶称。
晶澳科技则更多利用了其在国内不同地区设厂的优势。据祝道诚介绍,一季度疫情爆发,晶澳在江、浙、沪、皖四个省份的工厂,根据不同疫情条件开工、调配,遇到问题时积极与相关政府沟通,以最大努力降低影响。