光伏逆变器的厂家
(1)国外主要逆变器生产商:
目前全球龙头SMA占据市场份额达44%。
第二梯队4个厂商合计占据32%市场,包括Fronius、Kaco、PowerOne、Sputnik、
其余较有影响力的厂商包括:西门子、施耐德、爱默生、ABB等。
(2)国内主要的光伏逆变器生产商:
阳光电源(sungrow)
是中国目前最大的光伏逆变器制造商,于2011年在深圳创业板融资上市。主要产品有光伏逆变器、风能变流器、电力系统电源等,并提供项目咨询、系统设计和技术支持等服务。其光伏逆变器产品主要以适合国内市场的大机为主,在海外市场及小机市场并无明显优势。
古瑞瓦特新能源(Growatt)
是现在世界范围内最有影响力的中国光伏逆变器企业,2011年以3亿元销售额成为中国第一大光伏逆变器出口商。2012年获得了红杉资本和招商局科技的投资,应该说是目前中国光伏业内最具成长力的企业。公司主要产品为1.5k—500k光伏逆变器。产品在技术创新、转化效率方面都走在了国内逆变器企业最前面,最早的获得国际photon实验室A+评定,同时也成为在澳洲、欧洲、美洲等主要光伏市场最大的中国逆变器供应商。
南京冠亚(Guanya)
以生产适合大型电站使用的大型光伏逆变器为主,在大型机方面非常有竞争力的国内企业之一。主要从事光伏/风机并网逆变电源、光伏/风机离网型逆变电源、光伏/风机控制器、户用电源的研制开发、生产及销售为一体的高新技术企业。
另外,国内其他主要的或者能够成规模的光伏逆变器制造企业还有:正泰电气、中达电通(台达、台湾)、特变电工、科华恒盛、南瑞电气、许继电气、比亚迪、京仪绿能、颐和新能源、伏科太阳能、追日电气、聚能科技、索英电气等。
光伏、风力发电相信大家都不陌生,前面的文章也对这两个产业链进行了一些梳理。今天就重点说一说光伏发电和风能发电中比较核心的部分,光伏逆变器和风电变流器。
首先,什么是逆变器?简单来说是一种将低压 直流电 转变为 交流电 的电子设备。我们通常是将交流电整流变成直流电来使用,而逆变器的作用与此相反,因此而得名。
变流器,简单来说就是通过整流、逆变原理将 不稳定的电能 变换成为电压、频率恒定等符合并网要求电能的控制装置。包括整流器(交流变直流)、逆变器(直流变交流)、交流变流器和直流变流器。
光伏逆变器
由于太阳能光伏所发的是直流电能,因此需要通过逆变器转换为与电网同频率同相位的交流电能并入电网(电网一般为交流电网,直流电不能直接并网)起直流变交流之用。除此之外,逆变器还有主动运转和停机功能、最大功率追踪MPPT功能、孤岛效应的检测及控制功能、电网检测及并网功能等功能。说得具体一点,逆变器除了直流变交流之外,还监管电流运行情况,有点类似于“管家”的角色。
风电变流器
风力发出来的电本身是交流电,但由于风力发电有很大的不稳定性,且风速和设备本身等都会直接影响发电机转动,因此需要风电变流器进行整理,先交流变直流,再变交流,从而提高电能质量。在风电设备中,变流器是风力发电中非常重要的一种设备,如果想把风力的发出的电能实现并网,那么变流器是不可缺少的设备,所以也是决定能否产生经济利益的核心部件。
光伏逆变器发展格局及趋势
近几年,世界各国对光伏新能源大力发展,光伏发电装机容量快速增长的同时也带动了光伏逆变器产销量的不断增加,行业保持了快速发展。随着国内光伏逆变器市场表现出巨大的潜力,逆变器市场竞争更为激烈,价格越来越接近盈利临界点。更低的价格对光伏逆变器生产厂商的技术研发水平、产品生产实力等方面都提出极高要求。以购买元器件组装为主的中小逆变器生产企业将面临生存考验,难以获得持续发展。
纵观光伏逆变器市场竞争格局的发展变化,近10年以来,行业集中度逐步提升,全球前十家企业的市场份额已达到73%。细分结构来看,1-3名地位稳固,市占率维持在45%左右,4-10名名次不断轮换,市占率在30%左右,头部稳定,腰部竞争激烈。
按应用场景与功率划分:光伏逆变器可分为 集中型逆变器 (28.5%)、 组串型逆变器 (66.5%)与 微型逆变器 三种。其中组串型逆变器是未来行业三大趋势之一。
集中型逆变器 :大型地面、水面、工商业屋顶(500-3400kw)
优势:技术成熟,逆变器和元器件数量少,故障点少可靠性高。
劣势:总功率受个别太阳能电池影响大,需要较大空间布置逆变器,后期维护较为复杂,总成本较高。
代表企业: 华为、阳光电源、上能电气 等企业
组串型逆变器 :小型分布式和地面站-工商业屋顶、复杂山区(20-300kw),户用(20kw以下)控制效果最好;
优势:逆变器体积小,重量轻便于安装,可最大限度提高发电量。
劣势:逆变器数量多,电子元器件多,总故障率相对较高。
代表企业: 锦浪 科技 、固德威 等
微型逆变器 :单体容量一般在1kw以下,多路MPPT+单机集中逆变。
优势:安装简单,安全,可最大限度提高发电量。
劣势:价格较高,适用范围小。
以目前光伏逆变器的市场情况来看,微型逆变器市场份额小,集中式逆变器是光伏发展早期的首选,因安装不方便和总成本较高的限制,增速大不如前。组串式逆变器因价格较低,安装方便的优势,得到了用户的青睐,市场份额不断提高。在短短几年间就成为全球光伏逆变器出货量最高企业的华为,其主打产品就是组串式逆变器。
组串型逆变器适应于 分布式光伏 应用场景,同时向集中地面电站场景扩展。随着下游应用场景增加,分布式光伏占比不断提升,预计组串型逆变器的市场空间将达到523亿,2020-2025年间的复合增长率14%,增长空间巨大!
2021十大光伏逆变器品牌排行榜:
1、华为 2、阳光电源
3、上能电气 4、古瑞瓦特
5、固德威 6、特变电工
7、科华数据 8、科士达
9、锦浪 科技 10、首航新能源
风电变流器行业竞争格局及发展趋势
国内风电变流器厂商整体起步较晚,长期以来,风电变流器因技术及工艺设计难度大、可靠性要求高等因素而被ABB、西门子、艾默生等国外几个电气巨头所垄断。但随着国内风电行业的快速发展,以及国家政策的扶持,国产变流器厂家纷纷发力。经过“十二五”期间产业界的持续努力和竞争,目前国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导,进口产品的市场占有率逐年下滑,部分企业甚至淡出了国内风电市场竞争。
值得注意的是,与陆上风电变流器相比,海上风电变流器对产品功率、可靠性、稳定性以及抗高湿高盐雾性能的要求更为苛刻,技术壁垒极高。我国海上风电使用的主要还是国际大型电气公司的变流器产品。
目前国内风电变流器市场,主要有以下两类参与者:一是能够生产风电变流器的风电整机企业或其设立的以制造变流器为主业的子公司,产品主要供给自身或母公司,以金风 科技 子公司天诚同创为代表;二是广泛参与市场竞争的独立变流器生产厂商,以 禾望电气 为代表。
据了解, 金风 科技 、明阳智能 等行业龙头设有自己的变流器子公司,同时上述企业亦使用了部分第三方生产厂商生产的变流器产品。而其他风机厂商,变流器产品则主要外采自 禾望电气、阳光电源、日风电气 等第三方供应商。
总结:
逆变器和变流器是光伏和风电发电并网的核心部分,技术含量相对较高。光伏逆变器环节我们基本上实现了国产化;风电变流器方面,国产陆上风电变流器在国内市场上已成为主导,但海上风电目前技术还相对薄弱,在变流器的关键技术层面,我国与欧美等发达国家还有一定的差距,随着我国风电的快速发展特别是海上风电的建设,掌握核心技术是必须要做的事情。未来研发投入高,自主创新能力强,掌握核心技术企业将会走出来。
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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。
原材料国产化 :光伏逆变器的原材料成本占产品成本的 80%以上,其中 MOSFET 和 IGBT等半导体为核心的电子器件,产品技术门槛较高,目前主要由德国英飞凌、日本三菱、富士 等国外企业供应。目前我国一线逆变器厂商主要功率期间大多选用进口产品。近两年收到国 际贸易因素的影响,国内逆变器企业对于供应链的安全愈发关注,国产替代加速成为国内 IGBT 供应商打开市场的突破口。当前国内 IGBT 行业已经能够具备一定的产业链协同能力, 部分逆变器企业也正在逐步接受国产 IGBT,国内 IGBT 的销量也在持续上涨。随着国内 8 英寸 Fab 厂产能大幅开出,国内 IGBT 在技术、成本等各个方面都将更加具备竞争优势,国 产替代的进程也必将加速从而降低国产逆变器原材料成本。
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。
投资策略: 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。 与此同时,由于竞争优势显著,国内逆变器企业加速海外布局抢占市场份额,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,我们认为未来逆变器 企业业绩有望持续高增, 重点推荐全球逆变器龙头阳光电源、组串式逆变器优质企业锦浪科 技和固德威,建议关注上能电气。
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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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人们为什么往往会高估一年发生的变化,但低估五年发生的变化?我认为主要是人的思维容易被当前看到的和听到的“真相”所迷惑!
文 / NE-SALON新能荟 张真人
过去的2021年,刚刚实现平价上网“成人礼”的中国光伏产业迎来了多重挑战:硅料、IGBT、玻璃、EVA、金属、海运的轮番供应紧张和涨价。笔者认为,上述挑战主要是全球疫情、美联储货币超发造成的全球通胀等因素叠加造成的。下面笔者将就自己对中国光伏产业链的理解,逐个分析上中下游未来一年的行情和竞争态势,供读者诸君参考。
一、 上游(工业硅、多晶硅、有机硅)
光伏产业的真正源头不是多晶硅料,而是工业硅。工业硅,又称结晶硅或金属硅,是由石英砂矿(硅石)和碳质还原剂(焦炭等)在矿热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右(近年来,含Si量99.99%的也包含在金属硅内),其余杂质为铁、铝、钙等。金属硅有三大应用领域:1.特种钢冶炼的脱氧剂( 汽车 工业等行业应用);2.硅橡胶、硅树脂、硅油等有机硅(建筑、医疗、新能源等行业应用);3.进一步提纯为多晶硅(太阳能光伏和半导体芯片等行业应用)
由上可知,随着我国新能源 汽车 、半导体芯片、太阳能光伏、电力电子等产业的快速爆发,工业硅相关产业链将会持续井喷。
1.1 合盛硅业(SH603260): 目前有80万吨工业硅年产能,工业硅产能全球最大,拥有国内最完整的硅产业链条;
1.2 通威股份(SH600438): 通威股份旗下的永祥股份目前产能18万吨,2022年硅料总产能将达33万吨,是全球太阳能级多晶硅龙头企业;
1.3 硅宝 科技 (SZ300019): 硅宝 科技 的有机硅密封胶年产能达20万吨,是亚洲最大的有机硅密封胶生产企业,有望成为建筑和光伏两大领域有机硅密封胶双龙头。
二、 中游(硅片、电池组件、装备)
2022年全球硅片规划产能合计将超过450G,将远远超出下游装机需求。由于硅片领域的技术门槛不高,全球硅片产能将更加分散,因此硅片环节的高毛利时代即将结束,转入到比拼“精耕细作”能力的工业4.0时代。
2021年,由于硅料、玻璃、EVA等原料辅材轮番涨价,缺“料”的专业电池、组件企业生存艰难,毁约不断。但2022年随着硅料等原材料上游产能的释放,电池组件制造企业的盈利能力将得以逐步修复,可谓“利空放尽,苦尽甘来”。
随着近年来全球碳中和进程加速,带来了光伏行业整体景气度上升。再叠加大硅片、HJT/TOPCon等产业链技术快速升级迭代,因此行业领先企业纷纷抛出大规模的扩产计划,并都有垂直一体化产业链布局冲动。“在光伏制造这样一个没有明显护城河的产业,扩产可能是找死,不扩产必然是等死!为了不被上游原材料卡脖子,有时也不得不抢供应商的饭碗,进入自己不擅长的制造领域”,某知名光伏企业负责人向NE-SALON新能荟描述了光伏产业链的无序竞争现状:“行业内卷必然会造成全产业链大规模的产能过剩,但对光伏装备企业或是重大利好!”
2.1 中环股份(SZ002129): 单晶硅片总产能约88GW,210先进产能超75%,N型硅片全球市场占有率超60%,半导体区熔单晶硅片国内市占率超80%;行业率先导入工业4.0智能制造体系,以出色的成本控制能力拥有行业定价话语权,或将登顶2021年单晶硅片对外出货全球第一宝座。
2.2 爱旭股份(SH600732) : 2021年电池片产能约36GW,专注高效晶硅电池研发、制造与销售,大尺寸出货占比超70%,并创新性推出的双面电池“双面 双测 双分档”,推动双面技术发展。其新一代N型ABC电池平均效率高达25.5%,8.5GW新产能将于今年中期投产。
2.3 东方日升(SZ300118): 2021年电池产能13.5GW,组件产能达19.1GW,连续多年稳居全球一线组件品牌行列。东方日升作为异质结技术一线企业,在一年内三次刷新自己创造的HJT世界纪录,创新技术潜力值得期待。随着上游原材料供应紧张局面的逐步缓解,该公司2022年盈利能力大概率将强力反弹。
2.4 迈为股份(SZ300751): 公司主要产品包括全自动太阳能电池丝网印刷生产线、异质结高效电池制造整体解决方案、OLED柔性屏激光切割设备、Mini/Micro LED晶圆设备、半导体晶圆封装设备等,其中太阳能电池丝网印刷生产线自2018年起连续4年全球市占率第一。作为异质结电池产业化技术的主力军,迈为正向千亿市值高端装备企业迈进。
三、 下游(逆变器、电站 投资 、系统集成)
“硅料供应能力决定2022年国内户用光伏装机量的下线,而逆变器的IGBT供应能力则决定了其上线”,山东光伏行业协会秘书长张晓斌对NE-SALON新能荟说到。
受全球疫情、新能源车市场爆发等因素的影响,2021年下半年以来,光伏逆变器IGBT的供应开始出现极度紧张局面。很多逆变器厂商先是涨价,然后是惜售、毁约、断供,特别是IGBT用量特别大的户用光伏市场。据了解,部分光伏逆变器企业已经尝试在低功率产品上使用国产IGBT,而更多逆变器企业也正在马不停蹄对国产品牌IGBT进行测试,预计2022年将会逐步批量导入,逆变器“缺芯”问题或将在今年第二季度后逐步缓解。
前几年国内大型光伏电站投资由央国企主导,分布式光伏电站由民企主导。而在国家碳中和战略的推动下,更多央国企涌入分布式光伏投资领域,甚至是之前看不上的户用光伏市场。央国企携资金成本优势在分布式市场所向披靡,甚至有时为了完成新能源配额任务指标,不断突破投资财务模型底线,让参与竞争的民企投资商只能干瞪眼!而光伏“整县推进”的政策,更让本就热闹的分布式光伏市场掺入地方招商引资的利益诉求,最终在各地上演了一出出“暂停备案”的闹剧。2022年,分布式光伏市场“国进民退”的趋势无疑将愈演愈烈。
“在新能源领域,国进民退或许是一件好事。让大多数电站资产放在央国企手里,我们民营企业应该发挥自己的特长,做好前期开发、产品配套、工程实施、技术方案,以及售后运维等相关服务,这才是最明智的选择!” 某民营光伏企业负责人向NE-SALON说到。
3.1 斯达半导体(SH603290): 全球IGBT模块市场排名第六,是唯一一家进入全球前十的中国IGBT领军企业,目前其产品已在新能源车、光伏风电等领域规模化应用。
3.2 正泰电器(SH601877): 正泰电器旗下的正泰新能源公司,累计投建光伏电站达8GW,运维总量超7GW,是中国最大的民营光伏投资运营商。
3.3 天合光能(SH688599): 天合光能旗下的天合智慧分布式能源公司,行业首创“原装光伏系统”标准,拥有1000+县级经销商,15000+乡镇服务网点,是国内最大的分布式光伏系统集成品牌。
结语
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华为针对光伏逆变器提出了三个发展理念:
华为通过技术创新和坚持数字化、简单化和全球自动化运维的发展理念,打造了全球满意度最高的“智能、高效、安全、可靠”的智能光伏电站整体解决方案。
华为进入光伏行业后给整个行业带来了三点重要贡献:
近期,Wood Mackenzie Power&Renewables发布了2018年逆变器销量的统计数据,数据显示华为以22%的市场份额位居第一,同时根据IHS之前数据显示华为已经连续三年位居全球市场份额第一宝座。
华为光伏逆变器在过去的几十年的发展中,推动了数据与运维、智能光伏、电站全生命周期管理等发展新方向。华为通过 探索 、实践和整合,率先推出FusionSolar智能光伏系统以及一站式解决方案,并与其他行业厂商共同努力,让电站业主认可了逆变器在光伏电站体系中的核心地位。
从销量排名中我们不难发现,除了华为以外,中国的阳光电源、上能电气和固德威等企业也榜上有名,可喜可贺。
进入2019年,华为光伏逆变器继续砥砺前行。
4月2日,济南第十四届太阳能展上,华为推出了首款AI加持的分布式光伏逆变器SUN2000(5KTL-M0、6KTL-M0、8KTL-M0、10KTL-M0、12KTL-M0)系列。
根据华为官网的介绍,SUN2000系列的光伏逆变器得到了AI技术的助力,大数据功能可以主动分析低效器件,降低了运维的成本;智能IV诊断技术使电站维护走向自动化,无论是巡检还是全检,都将迎来革命性的转变。 此外,基于AI技术的智能拉弧检测AFCI功能,能够检测并判断电弧的产生,并有效切断并网开关,消除电弧,主动消除由光伏系统引发的火灾隐患,防患于未燃。而机器学习的人工智能技术引入,使逆变器不断累积检测出电弧的特征参数,从而优化和提高识别电弧的能力,更精准,可靠的检测出真实电弧,给你的电站加上一道安全的防护锁。
在大工程项目中,华为也与世界各地的行业巨头积极合作,推动新能源的开发。
近日,由印度最大的独立可再生能源生产商ReNew Power投资开发,位于印度Pavagada Solar Park的300MW光伏电站顺利并网。 该项目选用华为全系列的1500V智能光伏解决方案,是目前印度首个使用高效单晶PERC光伏组件+跟踪支架+智能组串逆变器的大型地面电站。项目最大的特点是,实现了智能与高效的完美融合,LCOE降低6%以上,助力印度率先实现平价上网。
除此之外,欧洲能源巨头、全球领先的电站开发与服务供应商BayWa r.e.在西班牙南部 Don Rodrigo 落地总容量为175MW的无补贴电站项目,全面采用华为1500V智能光伏解决方案。 2月22日沙特能源标杆企业ACWA POWER管理层随同沙特王储访华,并中沙投资合作论坛上与华为签署全球合作备忘录。双方将深入合作开发全球光伏市场,将人工智能、大数据、云计算等最新最尖端的技术应用到光伏电站项目中,以 科技 创新引领行业进步。 3月26日华为与泰国最具影响力的光伏电站运营商和投资商TSE签署全面合作协议,双方将在整个亚太地区智能光伏电站的建设展开深度合作,加速新能源行业智能化进程。
虽然,华为的逆变器产品得到了全球客户的肯定和信任,但是一些不可抗拒的因素一直在困扰这华为整个公司的产品。
继华为5G被某些国家禁用后,已经有官员呼吁禁用华为的光伏产品,他们表示,一旦大型光伏电站或者企业使用了华为的光伏产品,都很容易遭受到网络的攻击。根据报道,华为的光伏产品遍及美国目前大多数住宅和商用逆变器,有约超过80%的住宅逆变器和超过50%的商用逆变器是从中国进口,其中包含着不少来自华为的光伏逆变器。有分析指出,华为光伏逆变器凭借可靠性高、成本较低和效益较好的优点,迅速占领了美国市场,目前已达到20%的市场占有率。
不得不说,近年来的贸易保护主义和带有政治目的的打压都将会影响华为产品的销售,甚至彻底退出某个特定市场。不过,从华为的发展轨迹可以看出,这家公司仍然值得我们以及全球合作伙伴的信任,这场"禁售"表面上是困境,长远看来是一种可遇不可求的机遇。如果华为能够继续推出具有竞争力产品,这些禁售都将形同虚设,所谓的谣言也会不攻自破。
我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步,十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展,建立了完整的市场环境和配套环境,已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业。本文主要梳理了中国光伏发电行业的产业链、发展现状、竞争格局等内容。
光伏发电行业主要上市公司:目前国内光伏发电行业主要上市公司有保利协鑫(03800.HK),中环股份(002129)、隆基股份(601012)、通威股份(600438)等。
本文核心数据:光伏装机容量、发电成本、竞争格局
产业概况
1、定义
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电系统主要分为两类,一种是集中式,如大型西北地面光伏发电系统一种是分布式(以>6MW为分界),如工商企业厂房屋顶光伏发电系统,民居屋顶光伏发电系统。
经过多年发展,太阳能光伏发电在我国的应用范围逐渐扩大,从家庭用户太阳能电源到通讯/通信以及石油、海洋、气象等众多领域都可以见到太阳能光伏发电的应用。
2、产业链剖析: 布局完整,硅片已经呈现双寡头格局
光伏发电的产业链主要有上游主要为光伏电池相关原材料组成,包括形成电池的单晶硅和多晶硅中游主要为电池片、电池组件生产企业和系统集成企业下游为光伏发电应用领域,包括分布式光伏发电和集中式电站。
目前,上游多晶硅和单晶硅生产业企业主要有保利协鑫、隆基股份、通威股份、中环股份等。而硅片生产企业已经呈现双寡头格局,中国的太阳能硅片占据全球市场份额的大部分,而中国的市场中,主流的厂商主要有包括隆基、中环、中晶等,产能格局仍高度集中,2020年中环股份、隆基股份硅片对外销售规模约分别为168.29亿元和155.13亿元,两家公司占据绝对领先地位。
中游电池片和组件生产企业主要有通威、隆基、晶澳等。光伏发电系统中逆变器生产厂商主要有阳光电源等企业涉及系统集成的包括亿晶光电、正泰电器等。部分企业,如隆基股份基本已经形成从单晶硅到组件到电站光伏运营一套完整的光伏发电产业链。
产业发展历程:光伏产业实现从无到有、从有到强的跨越式发展
我国光伏行业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步,十几年来实现了从无到有、从有到强的跨越式大发展,建立了完整的市场环境和配套环境,已经成为我国为数不多、可以同步参与国际竞争并达到国际领先水平的战略性新兴产业,也成为我国产业经济发展的一张崭新名片和推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列,已形成了从高纯度硅材料、硅锭/硅棒/硅片、电池片/组件、光伏辅材辅料、光伏生产设备到系统集成和光伏产品应用等完整的产业链,并具备向智能光伏迈进的坚实基础。
上游供给情况:多晶硅和硅片供应充足
我国多晶硅产业2005年以来在政策推动下起步,一路历经产能过剩、淘汰兼并,行业集中度不断提高。部分先进企业的生产成本已达全球领先水平,产品质量多数在太阳能级一级品水平。据中国光伏协会统计数据显示,2012年以来,我国多晶硅产量持续增长,2020年,全国多晶硅产量为41.95万吨,同比增长22.7%。
在硅片产量方面,我国更是占有绝对优势,国内产量占全球产量的90%以上。硅片环节产业规模化效应强、产业集中度高,前十家硅片企业产量占比60%以上。2020年,国内硅片产量为161.3GW,同比增长19.8%。
下游发展情况:集中式电站仍为主流,分布式占比预期提升
从2013-2020年中国光伏装机结构看,分布式光伏占比在33%以下,集中式电站依然是光伏发电的主流。但是分布式光伏的占比从2016年开始已经逐年增高,随着国家对于分布式光伏的大力推广,分布式光伏占比预期将仍处于提升状态。
产业发展现状
1、光伏累计装机容量:持续稳定增长
据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年,全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW,到2019年已经增长至204.68GW。在2013-2019年,全国光伏发电累计装机容量已超过10倍增长。截至2021年上半年,全国光伏发电累计装机267.08GW。
2、光伏新增装机容量:2021年上半年同比增长12.93%
据国家能源局统计数据显示,2017年,我国光伏发电新增装机容量为53.06GW,创历史新高,2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新增项目有所下滑,全年新增装机容量为44.26GW,同比下降16.58%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响,2020年光伏装机量大幅回升。2021年上半年,全国光伏发电新增装机13.01GW,同比增长12.93%。
3、光伏发电量:2020年较2013年增长28倍
根据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国光伏发电量增长迅速。2013年,全国光伏发电量仅为91亿千瓦时,到2019年,全国光伏发电量2238亿千瓦时,同比增长26.08%。2020年我国光伏发电量为2605亿千瓦时,同比增长16.40%。
4、发电成本:连续下降,平价上网时代到来
随着技术进步和政策扶持,中国的光伏发电成本迅速下降。2019年光伏发电成本较2015年下降了40%多。2021年起,国家对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目和新核准陆上风电项目不再补贴,平价上网时代正式到来。
注:数据截止2019年,2020年数据暂未公布。
5、弃光率:西藏和青海弃光率仍较高
全国新能源消纳监测预警中心发布数据显示,截止2021年8月,全国光伏利用率为98.1%,弃光率低于2%。从省市来看,2021年1-8月,部分省市的弃光率依然较高,西藏弃光率为20.8%,青海弃光率为13%。
产业竞争格局
1、区域竞争:山东、河北和江苏名列前茅
根据国家能源局2021年上半年各省市光伏累计装机量数据显示,截止2021年上半年,山东、河北和江苏名列全国光伏装机量前三,其中山东省累计装机量达到26.06GW排名第一。
注:以上统计不包括港澳台。
2、企业竞争:隆基股份在2020年中国光伏企业10强榜单中拔得头筹
由365光伏统计的2020年中国光伏企业10强榜单已出炉。其中,隆基绿能科技股份有限公司排名第一,2019年营业收入达到328.97亿元。此外,协鑫(集团)控股有限公司、晶科能源有限公司、天合光能股份有限公司、阿特斯阳光电力有限公司分列第二、第三、第四、第五位。
注:1、此榜单营业收入为2019年光伏相关企业的关键材料设备全球收入(组件、逆变器、支架、辅材)、全球电站出售收入、全球电费收入、全球电站EPC收入、全球电站设计及电站运维等服务收入2、本榜单依据365光伏能够调研到的数据形成。
产业发展前景及趋势预测
1、政策持续推动行业发展
“十四五”规划纲要提出要构建现代能源体系,推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,提高能源供给保障能力。大力提升光伏发电规模,加快发展东中部分布式能源,建设一批多能互补的清洁能源基地,“十四五”期间非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。
2021年5月11日,国家能源局发布《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》,明确提出2021年全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重达到11%左右,后续逐年提高,确保2025年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到20%左右。
2、分布式光伏发展提速
分布式光伏发电贴近用户侧,能够提高大用电量区域对太阳能的利用率,自发自用余电上网的形式符合太阳能本身分布式的特点,因此,分布式光伏发电也是光伏发电产业发展与推进的必然趋势。为推进分布式光伏发电的发展,浙江、山东、吉林、广东等省份将分布式光伏发展作为推动能源转型的重要部分,写进“十四五”规划之中。
2、2026年光伏累计装机容量或超700GW
在政策推动和光伏发电成本下降的利好之下,光伏装机容量将持续攀升。根据中国光伏行业协会的预测,在“十四五”期间,我国光伏年均新增光伏装机或将在70-90GW之间,为达成2030年碳达峰,2060年前实现碳中和,光伏行业将成为长期处于高速发展的新能源行业之一,据此预测2026年我国光伏发电行业累计装机量可能在673-793GW之间。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。