政策暖风频吹,光伏板块涨声一片,行情发酵有望延续
2020年,光伏可谓市场最炙手可热的板块之一 ,龙头企业迎来“戴维斯双击”,纷纷跨进千亿市值大门。光伏行业,曾成就数位首富,但也曾大起大落,龙头陨落速度和造富速度同样令人始料不及。总之,这个充满故事的行业在2020年的A股市场“火”了。
1 为什么光伏板块在2020年大涨?
首先给大家介绍下什么是光伏。光伏是利用太阳电池半导体材料,将太阳光辐射能直接转换为电能的新型发电系统。简而言之,光伏就是利用太阳光进行发电。我们国家之所以大力发展光伏,首先因为太阳光是永续的清洁能源,其次作为石油进口大国,为了摆脱地缘政治的影响,摆脱对石油输出国的依赖,清洁能源是长期稳定发展的必须项。所以, 在过去20年的时间里,国家一直大力发展光伏产业,而光伏发电的成本也一降再降 ,单晶硅片从10年前100元/片到目前3元/片,组件从30元/瓦到1.6元/瓦。
而光伏在2020年大涨的原因之一,正是光伏发电的成本已经降低到和火电、水电等传统能源发电一样,我们称之为平价上网 。2020年8月5日国家能源局发布2020年平价光伏、风电项目名单,总规模共计44.45GW,其中光伏33.05GW。目前国内最低电价为青海无补贴平价上网光伏项目,上网电价为当地的水电价格0.227元/kWh,当前全国各省区火电上网标杆电价0.25~0.45元/KWh。
随着成本的降低,需求也在不断释放 。2020年前三季度累计新增装机18.7GW,同比增长16.95%。预计全年国内光伏装机有望达36-38GW,在今年的中国光伏行业年度大会上,国家能源局新能源司副司长表示:“从目前测算情况看,‘十四五’时期的新增光伏装机规模将远高于‘十三五’时期。”
2 光伏行业二十年大起大落
1970年4月24日,“东方红一号”卫星上天,彼时卫星上装载的就是 ---- 光伏电池。虽然70年代我们就开始研究太阳能发电,但由于成本过高,光伏发电一直停留在“实验室”阶段。
事实上光伏的民用落地最先于2000年左右在欧洲市场兴起。德国、西班牙等国的天然气、石油都亦受制于人,所以相继推出光伏补贴政策,欧洲市场被点燃。 在海外需求崛起的背景下,在中国的光伏产业逐渐发展,一批明星企业诞生,加入全球产业链当中 。2004年,那是全球光伏产业的高光时刻。
但是彼时国内的光伏行业集中在技术含量较低的电池和组件加工环节,上游硅料需大量进口,下游组件的销售也在海外市场,我们面临“两头在外”的局面。随后,全球遭遇2008年的次贷危机,欧洲大幅下调补贴,随后美国又对中国光伏企业展开“双反”调查, 国内光伏企业出口骤减,但产能在国内已经爆发,行业面临严重的供需失衡,产品价格大幅下降,因而一大批光伏企业倒闭,那是中国光伏产业的至暗时刻 。
但在欧洲美国市场的巨大压力下,中国政府加大了对光伏产业的支持力度 。2012年7月,政府出台了《太阳能发电发展十二五规划》,将2015及2020年装机目标进一步提升至21GW及50GW。同年10月,国家电网发布《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》,开放分布式并网时间,全面支持分布式能源发电。艰难时刻,中国光伏企业凭借技术升级,从弱到强,站稳了脚跟
3 光伏产业链格局
如今国内的光伏产业发展地较为成熟,纵观整个产业链,大致可以分为 上游的硅料、硅片,中游的电池片、组件,下游的光伏电站三大环节 。
硅料环节 ,我们早年需向国外进口。但随着国内多晶硅技术的提升,国内产能开始爆发,2019年国内多晶硅产能45.2GW,占全球比重69.2%。硅料环节,龙头企业成本优势十分明显,小企业已经逐步退出,基本形成垄断格局。
硅片环节 ,我国硅片产能占全球97.3%,占据绝对份额,是硅片制造大国。在硅片领域,同样龙头格局稳定,集中度很高。硅片环节存在单晶、多晶的技术差异,目前单晶硅片市场占比逐步提升,形成趋势。
电池片 可以说是光伏产业链中的核心环节,技术含量较高,是降低成本的关键。2019年底国内太阳能电池片产能163.9GW,同比增长28%,全球占比超70%。在电池片领域,格局相对分散,集中度有望进一步提高。
组件 可以理解为将电池片组装成发电板,所以组件环节技术含量不高,更加看重的是规模效应、成本把控,以及品牌和渠道壁垒。目前组件领域的格局也相对稳定,龙头公司已经持续多年出货量保持第一。
光伏电站 ,就是以组件为主体,辅以逆变器、支架安装形成的电站。这其中涉及一些光伏设备的细分领域,比如今年涨的很好的光伏玻璃,光伏玻璃是技术和资本双密集型行业,龙头公司毛利率水平高。比如逆变器也是光伏电站的重要组成部分,龙头公司地位稳固。
目前, 不少光伏行业的龙头公司已经形成了从上游硅片到下游电站的垂直一体化产业链 ,避免需求错配,降低成本,提高毛利。而光伏行业随着市场化的发展,也逐渐出清,竞争格局稳定。不过摆在光伏龙头们面前,并不是一条好走的路,多少领军企业,我们眼见它朱楼起、眼见它楼塌了。 光伏行业在过去20年里龙头迭代速度很快,背后的根本原因就是技术 。以单晶、多晶这两条技术路线来说,单晶拥有完整的晶体结构、较高的发电效率,但是之前产能不足、价格较高,而多晶成本较低,效率稳定提升,所以之前光伏行业主流的技术路线是多晶。但近年来在技术的快速更迭下,单晶成本劣势逐步缩窄,单晶电池在PERC、双面电池等领域技术突破更快,因此份额快速提升,目前优势已经愈发明显。所以,选对了技术路线,并且不断进行技术突破,提升发电效率,降低成本的龙头企业才能真正走出来,过去如此,未来亦是如此。
4 未来投资机会
据中证光伏产业指数数据显示,截至12月23日近一年指数回报已达到115%。 万家战略发展产业拟任基金经理李文宾认为,光伏行业未来面临广阔的发展空间 。从国内来看,根据我国的能源转型发展战略目标,中国非化石能源占一次能源消费比重,2020年达15%,2030年达20%,2050年达50%以上,2019年已提前完成了2020年15%的目标,因而在“十四五”规划中,非化石能源占比可能上调,国内光伏年均增长有望落在95-115GW区间。
从全球来看,随着成本优势进一步凸显,预计2025年光伏新增装机450GW。定价模式上,预计中国将全面转向世界范围内通用的PPA模式,但要从辅助电源走向主力电源,则需解决光伏“不可控、不可调”的天然属性,在搭配储能以后,将为光伏带来长期、可持续的发展动力。另外,从估值角度来看,目前光伏企业的估值水平在40倍左右,相对合理。
所以总的来看, 2021年包括中国在内的全球光伏市场将基本进入到平价上网时代,十四五期间光伏装机将快速增长,行业竞争格局相对稳定,估值合理,其中优质公司投资价值凸显 。
光伏行业过去的二十年可谓大起大落。我们经历过两头在外、受制于人的局面,经历过高度依赖补贴、骗补横行的年代,经历过反倾销的贸易打压,也看到产业政策逐步成熟、平价上网将成为常态。清洁能源是大势所趋,空间打开,未来已来。
面对上半年突如其来的新冠疫情以及国内外风险挑战明显上升的复杂局面,2020上半年中国光伏行业竟迎来了转折点,随着光伏平价上网项目的增长多,平价时代上网时代正加速到了。
据发改委、能源局于2020年8月公布数据显示,2020年光伏发电平价上网项目名单确定光伏平价上网项目规模为33.1GW,除了规模远超出市场预期之外,更首次超过补贴竞价项目装机规模的26GW。
2020上半年整体装机量也看到了喜人的变化,据中国光伏行业协会提供的数据显示,我国光伏发电新增装机容量为11.5GW,同比增长0.88%。但对比起2018上半年与2019上半年所录得的-1.6%和-52.5%增速,2020上半年的同比数据却是近3年来的首次正增长;加上半年光伏产业链各环节保持稳定增长情况,多晶硅、硅片、电池、组件产量分别同比上升32.3%、19.0%、15.7%、13.4%,因此,上下游共同发出了行业见底明确的重大信号。而近期政策利好及上游硅料价格抬升,更是加速了光伏行业持续景气的预期。
一般而言,当周期性行业进入顺周期,行业内企业的资产负债表更能快速得到修复或调整的机会,对于曾经处于“水深火热”企业来说,至暗时刻已经度过了,反而因此容易获得困境反转的机会,作为光伏发电领先企业协鑫新能源(0451.HK)或许会是其中之一。
公司股价自2020年6月份以来,累计最高涨幅已经超过102%,其背后的逻辑方向主要有哪些?接下来继续来看,协鑫新能源最新公布的中期业绩公告里面能否找到更多的证据。
战略转型迈出坚实一步,降负债成效显著,与中国华能集团合作下半年或有更多机会
据公告所示,截至2020年6月30日,扣除已出售资产后,公司总装机容量约7043 MW,已并网容量约6957 MW,光伏电力销售量约3666百万千瓦时。由于自2018年起,协鑫新能源坚定不移地推进战略转型,大力引入战略投资者以发展电站出表业务,上半年在扣除已出售资产后,光伏电站的规模有所减少,公司的收入规模因此小幅下降约14%至27.31亿人民币。
电站出表之后,公司对应的债务却发生了大规模的削减。例如,其与中国华能集团订立首批购股协议,出售七座光伏电站,总装机容量为约294MW,交易完成后项目约人民币15.8亿元的负债将不用再并表;又例如,于2018年和2019年公布分别向中广核太阳能开发有限公司、中国三峡新能源有限公司、五凌电力有限公司、上海榕耀新能源有限公司出售合共约1.6GW的电站资产,收回现金用作偿还债务,再加上项目相关的债务终止合并入账。令公司债务规模缩减合共约人民币94.3亿元。这些已公布的交易,累计出售电站规模接近1.9GW,负债规模下降却超过110亿之巨。
同时我们由中期业绩公告中看到,公司的负债率已较2019年底下跌约1个百分点至约80.8%,由于负债规模的快速下降,公司总融资成本较去年同期下跌约8个百分点。
从这个角度来看,上半年的协鑫新能源推动了转型战略的加速,大力发展电站出表业务,在降负债方面的工作取得了较大成效,而与中国华能集团达成的战略合作,更是标志着其在该既定方向下迈出了坚实一步。
据悉,公司与中国华能集团已公告的交易预期将于2020下半年完成。交易完成后,协鑫新能源及中国华能集团将进一步 探索 其他合作机会,以及积极推进其他批次之出售事项,双方计划在不久之将来能达成及落实签署更多出售光伏电站事宜之协议。
我们判断,协鑫新能源与中国华能集团合作模式的将带来积极的示范效应和“可复制性”,公司与国内中央直属企业及地方国有企业的战略合作模式的打通,有利于协鑫与战略合作伙伴实现强强联合,发挥资源优势互补的优势,一方面既有机会帮助合作方找到提升项目收益的路径,对自身而言,加快引进资本,替换光伏电站项目的相关债务,以减少融资成本,以期待在光伏平价上网时代行业爆发成长之前顺利完成公司战略姿态“华丽转身”,以及资产负债表的调整。
补贴发放问题的不确定性正逐步消除,平价时代协鑫新能源的轻资产模式有想象空间
2020上半年的业绩数据告诉了我们公司正向其既定发展方向顺利展开,而近期协鑫新能源股价大幅上涨,主要和两大逻辑相关,首先第一个是我们开篇所阐述过的行业见底及光伏平价时代开启的逻辑,第二个则是从近期公布的消息面判断,萦绕行业数年之久的光伏补贴发放问题或迎来了真正解决的时刻,这将大幅改变市场对光伏电站公司的因收到补贴而产生的现金流流入的预期。
为了促进光伏行业持续 健康 有序发展,国家于2020年下半年启动了大规模拨付,扩大补助项目,积极加大光伏发电被拖欠补贴的解决力度,预期将有效遏制国家可再生能源基金的补贴缺口进一步加大,让存量补贴将更快到位。2020年七月,财政部下发《关于下达二零二零年度可再生能源电价附加补助资金预算的通知》(以下简称《通知》),对可再生能源补贴资金兑付所做出的具体安排,进一步明确新的办法和流程,明确了第一至七批的“可再生能源电价附加资金补助目录”,将按照各项目应付补贴资金,采取等比例方式拨付。国家电网于2020年六月公布2020第一批可再生能源发电补贴项目清单的公告,协鑫获纳入2020年第一批可再生能源发电补贴项目清单的规模容量约1.5GW。另外,按中期业绩公告所示,协鑫新能源获纳入国家补助目录的电站总规模已达到1.91GW。
由于协鑫新能源预期获纳入发电补贴的电站规模,以及相关补贴应收款项之收取机会将不断增加,因而有利帮助公司加速实现其降负债的战略调整目标。
展望未来,在行业进入新一轮景气周期之际,协鑫新能源能在光伏平价上网做什么业务,其实市场内的投资者是有所忽略的,这里说明了存在着不少的预期差或挖掘空间。我们认为,凭着协鑫新能源在光伏电站开发建设方面具备强大的科研能力和雄厚的技术及经验累积,加上母控股集团在全产业链的深度布局及协同优势,协鑫新能源有望在多个环节中开创出新的商业模式,比如类似房地产行业中所采取的代建模式,加上已有的电站代运营 探索 路径,协鑫新能源完全有机会利用好的各种轻资产方式,再加上产业投资基金管理、产业运营及投资等机会。
只要行业成长性充足,只要公司在产业链有优势,实际上,协鑫新能源永远不会缺席这场即将席卷全球的能源革命。因此,公司中长期发展趋势大概率会遵循着力求快速完成调整,完成战略转型后快速以创新模式切入光伏平价时代,这两方面并驾齐驱,做好调整和寻求机会进攻,这是提供给投资者持续留意协鑫新能源未来发展的基本思路。
光伏建筑一体化(BIPV)是一种将太阳能发电(光伏)产品集成到建筑上的技术。BIPV是实现建筑物的绿色、节能、环保的解决方案之一,目前行业尚处于起始阶段,在“碳达峰”、“碳中和”政策背景下发展空间广阔。在巨大的市场潜力下,我认为以下上市公司值得重点关注:
隆基股份(601012)
公司致力于推动低碳化能源变革,长期专注于为全球客户提供高效单晶太阳能发电解决方案,主要从事单晶硅棒、硅片、电池和组件的研发、生产和销售,为光伏集中式地面电站和分布式屋顶开发提供产品和系统解决方案。
目前公司单晶硅棒、硅片生产基地主要集中于陕西、宁夏、云南、江苏、和马来西亚;单晶电池生产基地主要集中于陕西、宁夏、江苏、马来西亚和越南;组件生产基地主要集中于安徽、浙江、江苏、陕西、山西、马来西亚和越南,公司在国内外多地开展光伏电站开发及系统解决方案提供业务。公司已发展成为全球最大的集研发、生产、销售、服务于一体的单晶光伏制造企业,2020年单晶硅片和组件出货量均位列全球第一。
2021年3月,公司拟以协议转让方式现金收购森特股份130,805,407股股份,占目标公司截至2020年12月31日总股本480,019,842股的27.25%,标的股份每股转让价格为12.50元人民币,本次交易对价总额为1,635,067,587.50元。本次交易完成后,公司成为目标公司第二大股东。本次收购有助于促进双方业务融合,充分发挥森特股份在建筑屋顶设计、维护上的优势,同时结合隆基股份在BIPV产品制造上的优势,双方共同开拓大型公共建筑市场的业务发展。有助于公司扩大分布式市场范围,拓展光伏产品的应用场景。
东方日升(300118)
公司专注于新能源、新材料事业,主要从事的业务包括晶体硅料、太阳能电池片、太阳能电池组件、新材料、智能灯具、储能系统的研发、生产、销售;太阳能光伏电站开发、建设、运营、转让;新能源金融服务等。截止2021年6月末,公司收入占比超过10%的主要产品包括太阳能电池组件、太阳能光伏电站以及EVA光伏封装胶膜。
2020年8月公司在互动平台披露:目前公司正在研究多款BIPV产品,并已申请相关发明专利和实用新型专利;此外,公司正在与科研院所及产业链协同单位等合作共同推进项目产业化落地;目前位于公司江苏金坛基地的BIPV项目已并网并投入运行,项目收益率达到14.8%。
中信博(688408)
公司是一家世界领先的光伏跟踪支架、固定支架及BIPV系统制造商和解决方案提供商,主营业务为光伏跟踪支架、固定支架及BIPV系统的研发、设计、生产和销售。公司业务布局全球,截至报告期,产品已累计销往全球近40个国家和地区,成功交付案例超1,100个,在香港、日本、美国、印度设立子公司,并在西班牙、墨西哥、越南、澳大利亚、阿联酋、巴西、智利、阿根廷等地区设置了分支机构或服务中心。2017年至2020年,公司跟踪支架年出货量均位列全球前四。
公司持续多年研发并投入BIPV领域,取得多项专利技术,相继推出BIPV智顶、睿顶、双顶等产品。2020年建设完成国内单体容量最大的江西丰城40.9MWBIPV项目,2021年6月,公司总承包建设的中国华南地区最大的BIPV项目11.3MW已正式启动建设。根据国家“整县光伏推进”政策等行业利好政策,公司利用积累的 BIPV 定制化设计方案项目经验及成型的项目团队,依托光伏支架国内完善的市场布局、品牌优势等,加大 BIPV 市场开拓力度。
1、隆基股份 隆基早在2018年就开始关注和布局可再生能源电解制氢,近三年来,与国内、海外知名科研机构、权威专家进行了深入的研发课题合作,在电解制氢装备、光伏制氢等领域形成了技术积累。2021年3月末,隆基股份通过全资子公司隆基绿能创投与上海朱雀投资合资成立西安隆基氢能科技有限公司,进行氢能产业化布局。
2、阳光电源 逆变器龙头阳光电源是国内开展光伏制氢研究最早的光伏上市公司之一。公司表示已经成立了专门的氢能事业部,并与中国科学院大连化学物理研究所在先进PEM电解制氢技术、可再生能源与电解制氢融合、制氢系统优化等方面展开深入合作。 在具体光伏制氢项目方面:2019年7月,阳光电源在山西晋中榆社县签订了一个300MW光伏和50MW制氢综合示范项目;2019年9月,山西省屯留区200MW光伏发电项目(一期)开工暨二期500MW光伏制氢项目签约仪式。
3、宝丰能源 2019年起,高端煤基新材料领军企业宝丰能源开始启动制氢项目。2020年4月,该公司的“太阳能电解水制氢储能及综合应用示范项目”在宁夏宁东基地开工建设。该项目将涉及太阳能电解水制氢、氢气储运、加氢站、氢能交通示范应用、与现代煤化工耦合制高端化工新材料等多个领域。 该项目总投资14亿元,合计年产氢气1.6亿标方/年,副产氧气0.8亿标方/年。预计将实现年销售收入6亿元,每年可减少煤炭资源消耗25.4万吨、减少二氧化碳排放约44.5万吨。当前一期项目正在推进中,是宁夏首个氢能产业项目,也是国内最大的一体化可再生能源制氢储能项目。
4、晶科科技 2019年,晶科科技就表示:“到2025年,“光伏+储能”制氢系统技术的极大进步,将具备大规模应用的经济可行性”。为此,公司国内国外两手布局:在国外,2020年与空气产品公司(AirProducts)签署了战略合作协议,双方在光伏新能源领域展开合作,将“制氢”与“绿电”结合;在国内,公司努力推进可再生能源制氢项目落地实施。
5、大唐集团 2020年8月,为完善中国大唐集团新能源发电就地制氢产业发展布局,由云冈热电公司作为项目具体承担单位开展的6MW光伏就地制氢科技示范项目落户山西省大同市。作为大唐集团重大科技创新的重要依托与可再生能源大规模制氢方面的重要研究平台,该项目正在有序推进中。
6、亿利洁能 2021年2月份,亿利洁能母公司亿利资源集团与京能集团签订战略合作协议,双方将在光伏制氢等新产业开展深度合作。
7、长城汽车 2021年3月,长城汽车举办了一场氢能战略发布会,表示将采用光伏制氢,再投入30亿元用于氢能领域研发,以达到万套产能规模,并于2025年剑指全球氢能市场占有率前三。
8、新疆库车光伏制氢项目 根据中国石化新闻网2021年3月初的报道,广州(洛阳)工程公司启动了新疆库车光伏制氢项目拿总统筹及可研编制工作。该制氢项目规划建设1000MW光伏发电,辅以当地弃风、弃光等绿电资源,配套建设2万吨/年绿电制氢厂,项目建成后将成为全球最大的绿氢生产项目。项目由广州(洛阳)工程公司作为项目总体院,负责项目拿总,开展输配电系统、电解水制氢、氢气输储及系统配套单元设计,信息产业电子第十一设计研究院负责光伏发电单元设计,中网联合能源服务有限公司负责新疆当地绿电资源整合及交易事项办理。
拓展资料:
1.国际巨头强强联合,制氢项目不断刷新纪录 在国际市场上,光伏制氢已经开始得到落地,比较有名的如日本的福岛氢能源研究基地。该基地为世界上规模最大的可再生能源制氢工厂,占地总面积为22万平方米。其中,18万平方米为光伏发电区域,4万平方米为制氢车间,系统装置具备1万千瓦制氢能力。此外,全球最大的绿氢项目也在刷新纪录。2020年7月,空气产品公司(AirProducts)与ACWAPower(沙特国际电力和水务公司)和NEOM宣布签署协议,将共同投资50亿美元,在沙特阿拉伯建造一个使用可再生能源的世界级绿色氢基氨工厂。该项目定于2025年投产,包括超过4GW太阳能和风能可再生能源电力的创新集成;采用蒂森克虏伯(thyssenkrupp)技术通过电解法日产650吨氢气;利用空气产品公司的技术通过空气分离法生产氮气;采用托普索公司(HaldorTopsoe)的技_年产120万吨绿色氨。据不完全统计:截止2020年底,全球范围内正在开发的13个最大的绿色制氢项目,规模均在吉瓦级别以上,总计达61GW。这些重大项目主要分布在西欧、南美洲、中东、澳大利亚等地。
2.光伏成本大幅降低,国内企业积极布局 目前,煤制氢是中国最成熟、最便宜的制氢方式,其成本约为天然气制氢的70%~80%。可再生能源发电在电解水制氢的成本主要依赖于发电效率及成本,随着风电、光伏发电等产业规模扩大和技术进步,可再生能源制氢成本还有大幅下降的空间。
前几天,正当大盘指数加速杀跌之际,有一个板块在悄然崛起,逆市大涨5%,并彻底火了起来!
板块概念叫BIPV。
之所以会受到市场资金追捧,主要原因有两个:一是两会期间频繁提到的碳中和,BIPV刚好算得上碳中和的分支;二是来自于光伏龙头隆基股份的对建筑企业的一项收购。
BIPV究竟是什么呢?
BIPV是光伏领域的某一细分赛道,英文全称叫Building Attached Photovoltaic,是指光伏建筑一体化,即人们将光伏产品集成到建筑上的一种技术。
BIPV是相对于BAPV而言的,BAPV是建筑上安装的太阳能光伏发电系统,说白了就是在房屋表面外加安装的太阳能电池板。而BIPV比较特殊,既有建筑的功能,又能充当“发电站”。怎么理解?BIPV是直接将太阳能电池板变成建筑材料的一部分,比如制造成门窗、墙面、阳台、屋顶等。目前最广为人知的典型BIPV就是特斯拉屋顶。
说起来,BIPV与BAPV目标都是依靠建筑表面进行太阳能发电,而两者也是仅一字之差,但它们从设计到集成再到建筑物过程实质有很大不同。
BIPV产品竞争优势在哪?从目前来看,BIPV产品迭代已经经历了三个发展阶段:
第一代BIPV:光伏组件(硅基电池)通过简单支撑或直接贴合在建筑表面。
第二代BIPV:光伏组件(薄膜电池)具备建材属性,能够替代传统玻璃、屋顶瓦片和水泥墙。
第三代BIPV:对第二代进行优化,同时加入智能电网技术。
从各种技术的特点和BIPV的要求对比来看,第一代发电效果差,缺乏美感。第二代外观有所改善,但需要大量的电力变换装置和连线结构来满足供电要求,维护起来非常麻烦。第三代在第二代的基础上进行了改良,降低了维护成本,同时进一步追求美学设计及定制化需求,是当前发展主流。
从经济性方面考虑,BIPV还存在替代收益和发电效益优势。一是建筑建造时采用BIPV组件可以节省对应面积的建材成本;二是BIPV发电的自发自用节省了业主的电费。更重要的是,BIPV的产品价格和安装成本可以摊进被它取代的建筑材料和工程中,降低整体成本。这是过去采取BAPV这种方案所不具备的。
不过,BIPV仍有一些问题是目前需要面对的。例如,BIPV安装角度不尽相同的话,就会导致发电能力有所削弱。而且关于材料寿命方面,现在的光伏组件质保期在20-30年时间内,相比建筑材料仍然不够。
此外,设计还需要考虑建筑的艺术美学,当两个完全不同的领域知识揉在一起的时候,对设计师而言成了很大挑战。
虽然BIPV这段时间很火,但它并不是近两年才出现的。实际上,最早使用BIPV的领域可以追溯到上世纪军备竞赛的卫星和国际空间站。在当时,卫星上的电源供应系统便是BIPV最早的雏形。
1967年,日本MSK公司将透明前后板加工成半柔性和轻量化光伏组件粘贴在屋顶和墙面上,BIPV技术迎来了第一次商业应用。
但真正让BIPV进入全球视野的是1991年德国慕尼黑举行的一次建筑行业展会。在展会期间,旭格公司将光伏组件和艺术空间设计相结合首次推出了“光电幕墙”。
由于这种既环保又新奇的玩意勾起了大部分人的兴趣,之后德国、美国、西班牙、中国等部分国家纷纷建成了一批BIPV建筑。比如德国柏林中央车站、世博中国馆、日本京瓷总部、上海拉斐尔云廊以及嘉兴秀洲光伏 科技 馆......
从目前来看,BIPV的应用已经从早期单一的屋顶拓展到建筑的方方面面,如光伏常规屋顶或透明采光屋顶、幕墙、遮阳板、站台、电子树等场景。其中,光伏屋顶是市场份额最大的BIPV产品,占到BIPV总收入约60%。据统计,2020年全球六大主要企业在工商业屋顶应用的BIPV产量就高达709MW。此外,建筑玻璃幕墙是第二大的BIPV产品。
进入21世纪,减排成为全球共识,新能源有了更多用武之地。
光伏是全球第三大电力供给方式,随着度电成本不断降低,各类场景应用层出不穷。BIPV正好作为光伏细分赛道,得到全球主要国家重点关注。
自2000年以来,欧美和日本开始出台相关政策,将BIPV列入重点发展目标。
由于早期BIPV使用的是晶硅电池,而且产品安装方式是通过简单支撑或贴合在房屋表面的,太过缺乏美感,再加上光伏组件受技术成本导致价格相对昂贵,最终市场迟迟没有迎来爆发。
2010年之后,BIPV产品技术经过几轮迭代,无论经济性还是适用性有了很大改善,部分消费者逐步接受这种产品。与此同时零能耗建筑、低碳社区、智慧城市的发展,BIPV产业走向成熟。
2016年,受益加州政策,特斯拉通过收购SolarCity(美国户用太阳能系统安装商),从光伏屋顶切入了BIPV业务,期间面向欧美住宅陆续发布BIPV产品第一代和第二代Solar Roof。至此,BIPV开始真正受到欧美地区人们的欢迎。
不同于欧美这些国家,我国BIPV本世纪初期起步,在2004年深圳园博园和北京天普工业园首次引入BIPV理念。
尽管BIPV起步晚,但实际上BIPV产业在2010年的时候就有了蓄势待发的迹象。奈何当时欧美对中国光伏的阻击,以及国内光伏产业配套不够完善,导致BIPV面临制造成本高、技术积累不成熟、确实政策扶持等难题,最终很难发展起来。
直到最近两年,我国光伏产业站在世界前列,BIPV产业才开始具备了大规模产业化发展的良好基础。
根据IMSIA数据统计,2019年全球BIPV总装机量为1.15GW,渗透率仅有1%。
整体看来,全球BIPV市场处于起步时期,距离规模化发展尚远。
然而近年随着全球各国减排目标不断提升,建筑迈向近零能耗是未来发展趋势,BIPV产业发展在逐渐加快。此背景下,全球BIPV市场规模也随之“水涨船高”。
Grand View Research机构乐观估计,全球BIPV市场规模将在2025年达到367.4亿美元。
实际上,我国发展BIPV产业要取得的经济价值要远高于那些发达国家。
我国是世界上太阳能资源最为丰富的国家之一,除东北的少数地区外,其他地区年平均日照时数都在2600小时以上,充足的日照使得BIPV发电效益并不差。
早在2009年我国就启动了“太阳能屋顶计划”,并在当年开展了111个太阳能光电建筑应用示范项目,装机容量达到91MW。到了2011年,我国光电建筑装机容量已为535.6MW。
2019年“电改”加速后,BIPV有了更多参与竞争的机会。同期,中国成立首个BIPV联盟,通过政策引导+资本助力,攻克“卡脖子”技术,拉开了BIPV发展新时代序幕。
此外,“十四五”规划以及“碳中和”也在明确指出煤炭消费达峰甚至负增长的目标。这意味着光伏迎来重要发展时机,BIPV在迎来最强风口!
以2018年为例,我国BIPV的市场累计安装规模仅为1.1GW左右,市场规模预计不足50亿。根据国家统计局数据,我国每年的建筑竣工面积在40亿平方米左右,若按照2%的BIPV渗透率,仅新建建筑的年增量空间就在一千亿以上,远高于目前的市场容量。
BIPV的整个产业链共分为三部分:上游光伏电池生产企业、中游BIPV系统集成商、下游BIPV应用。从整个产业链分布的情况看,中游的BIPV系统集成服务有望成为利润最丰厚的环节。
隆基股份和特斯拉是当前布局BIPV的两大巨头。隆基股份面对的是ToB市场,特斯拉是ToC市场。
上面已经提到过,特斯拉是通过收购本土太阳能系统安装商进入BIPV赛道。2019年10月,特斯拉推出Solar Roof第三代。第三代Solar Roof使用黑色纹理玻璃制成新型瓷砖,将组件和屋顶一体化,面向欧美住宅和其它市场的高端住宅市场。
BIPV在未来达到万亿市场规模是必然发展趋势,马斯克曾多次公开表示,太阳能屋顶会成为特斯拉继电动车后的另一个核心业务。
除特斯拉以外,国内光伏组件巨头隆基股份依托在BAPV累积的经验,进军BIPV市场。2019年6月,隆基股份开始建设首座BIPV工厂,2020年8月发布首款BIPV产品“隆顶”。其他光伏企业,如晶科、汉能、中信博、英利能源等也在纷纷推出自己的BIPV产品。
不过随着光伏平价临近,“补贴驱动”向“需求驱动”转变,BIPV会重新迎来新发展契机。届时,具有品牌、渠道、集中度等优势的龙头企业机会明显。
下面是主要BIPV厂商梳理:
特斯拉(TSLA): 全球BIPV光伏龙头,主打太阳能发电屋顶BIPV产品Solar Roof,目前已经推出第三代。
隆基股份(601012): 国内BIPV光伏龙头,对标特斯拉。2019年才开拓BIPV市场,2020年就推出“隆顶“、”隆锦“等BIPV产品,面向工商业屋顶客户供货。公司规划未来5年BIPV收入要达百亿级别。
中信博(688408): BIPV业务尚处于起步阶段。2016年研发BIPV系统,作了充分的技术和市场积累。2017年推出第一款BIPV产品——智顶。2019年承接国内江西唯美陶瓷40.9MW、江苏东方日升3MWBIPV项目,当年贡献百万级别收入规模。2020年公司推出智顶迭代产品,BIPV业务进一步成熟。
(文章来源于:解析投资)
再上一周光伏资讯回顾:
一周动态(08.30-09.05):光伏行业,发生了这些事儿!
行业主要上市公司:隆基股份(601012)晶澳科技(002459)晶科能源(688223)通威股份(600438)天合光能(688599)等
本文核心数据:光伏发电板块上市公司研发费用光伏发电相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“solar pv”、“solar
photovoltaic”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
光伏发电行业技术概况
1、技术原理及类型
(1)光伏发电行业技术原理
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,其发电原理如下。
(2)光伏发电种类
光伏发电一般分为两类:集中式发电和分布式发电,集中式发电主要为大型地面光伏系统分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。
2、技术全景图:主要为光伏电池技术路线
光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成,其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同,光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池(第三代电池)。
晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术,按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池,其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池,而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。
薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池,以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等的化合物薄膜电池为代表。
叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。
光伏发电行业技术发展历程:电池技术路线演变拉动
光伏发电行业技术发展主要是由光伏电池技术路线演变拉动的,从以硅系电池为代表的第一代光伏电池、到以铜铟稼硒(CIGS)、锑化镉(CdTe)和砷化镓(GaAs)等材料的薄膜电池为代表的第二代光伏电池,如今光伏电池技术已发展至第三代,第三代光伏电池技术主要包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等,具有薄膜化、转换效率高、原料丰富且无毒的优势。
光伏发电行业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近年来,我国出台一系列光伏发电技术及研发的相关政策,通过政策指导,行业加快光伏发电技术的推广和革新,促进光伏发电产业的快速发展。
光伏发电行业技术发展现状
1、光伏发电行业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国光伏发电技术相关国家重点研发计划项目共计15项。
注:2019年未公布光伏发电技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
光伏发电行业经过多年发展,产品相对成熟,但行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国光伏板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,光伏板块上市公司研发总费用约281.13亿元。
2、光伏发电技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从光伏发电相关论文发表数量来看,2010年至今我国光伏发电相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见光伏发电科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有18289篇光伏发电相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解光伏发电行业内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中近约5000条专利中最常见的关键词,其中,光伏组件、太阳能、光伏板、太阳能板、光伏发电、太阳能电池板、逆变器等关键词涉及的专利数量较多,说明光伏发电行业研发和创新重点集中于光伏组件和光伏板等领域。
(3)专利聚焦领域
从光伏发电专利聚焦的领域看,目前光伏发电专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于太阳能、光伏板、太阳能电池、光伏组件等。
主要光伏电池技术对比分析
从技术水平来看,硅、砷化镓、磷化铟、碲化镉和铜铟硒多元化合物(铜铟镓硒是其典型代表)是可选光伏材料中综合性能的最佳集合。而它们各方面性能的优劣,直接导致了目前光伏电池技术百花齐放的现状。
注:平均转换效率均只记正面效率。
光伏发电行业技术发展痛点及突破
1、光伏发电行业技术发展痛点
(1)硅基光伏电池:P型电池转换效率低
由于电池片的光电转换效率直接影响整个光伏系统的效益,因此光伏电池的光电转换效率十分重要,光电转换效率的提升主要依靠技术更新换代。现阶段,晶硅光伏电池面临着转换效率较低的问题,尤其是P型电池。
据德国哈梅林太阳能研究所(ISFH),PERC电池的理论极限效率为24.5%,PERC产线的量产效率已经达到23%,逐步逼近理论极限效率。
(2)薄膜电池量产转换效率低
薄膜光伏电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合(BIPV)等特点,但薄膜电池面临着量产转换效率低的问题,性价比较低。
2、光伏发电行业技术发展突破
(1)N型电池技术突破P型电池极限转换效率
相较于P型电池,N型电池技术少子寿命高、无光致衰减、弱光效应好且温度系数小,转换效率更高。面临P型电池逐步逼近理论效率极限,N型电池技术能够突破P型电池的理论效率极限并达到更高转换效率。据中国光伏行业协会(CPIA),2022-2023年N型电池技术的平均转换效率就可以达到PERC电池的理论极限效率(24.5%)。
(2)钙钛矿电池可实现高转换效率
钙钛矿电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的第三代太阳能电池,钙钛矿材料的吸光能力强于晶硅材料,因此钙钛矿电池能够实现高转换效率。除了拥有高转换效率,钙钛矿电池还具备价格低、投资小、制备简单等优势。
光伏发电行业技术发展方向及趋势:降本增效
2022年8月,工信部五部门联合印发的《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》,提出通过5-8年时间,在太阳能装备方面重点发展高效低成本光伏电池技术,包括推动TOPCon、HJT、IBC等晶体硅太阳能电池技术和钙钛矿、叠层电池组件技术产业化,开展新型高效低成本光伏电池技术研究和应用等。
可见,未来光伏发电技术将向着降本增效方向发展,一方面由于现有光伏电池逐渐逼近最高理论转换效率,因此更高转换效率的电池将成为光伏电池技术发展方向另一方面,光伏组件转换效率的提升以及制造成本的降低,是降低光伏电站建设成本,并最终降低光伏发电成本的关键因素。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《光伏发电行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
该论坛主要目的是与国内同行分享心得,共同讨论在电站设计和实施的过程中的技术难点,提出新的解决思路和方案。议程包括电站的设计要点、权威机构认真介绍、支撑结构的力学分析、光伏电站的发展前景等。
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光伏发电引发人们的热议,因为现在能源供应比较紧张,煤炭发电价格快速上涨,好多城市煤炭发电价格平均上涨15%~20%,这么高价格的上涨人们就在考虑替代品。比如说风力发电水力发电,太阳能发电,这些都是替代品,但是现在光伏发电的市场还不成熟。
要说光伏发电的前景确实是比较广阔的,但是如果是现在的这个市场的情况,对于普通个人用户来说不是一个好的选择。因为这个东西对你来说成本太高了,根本不合适,光伏发电,这种技术是没有问题的,但现在存在的两个主要问题,一个是成本问题,一个就是能源转化率问题,太阳能发电的效率比较低,非常容易受到自然条件变化的影响,太阳能不充足的时候发电量就会很小,而且真正能转换成电能的效率并没有你想象的那么高。
还有就是成本的问题,如果是一个光伏发电的模块,包括风机,包括能够储电的电池,包括这个太阳能的帆板,这一套下来,一个家庭一天如果按照6~10度电的需求来看的话,一个月差不多电费就是100块钱多一点,这样一个模块能满足大多数家庭的需要了。但你知道这样一个模块要多少钱吗?这一整套下来价格比较便宜的也要在1万块钱,而你一个月电费也就是100块钱多一点。
一年这个电费能省下来的就是1500块钱,但是这样一套设备要1万块钱,也就是说这套设备不出现任何问题的情况下,连续使用7年才能回本,你能保证这个设备不出任何问题吗,这还是说满效率运行的情况下说的天气不好的因素呢,到了冬天的时候,太阳能不是那么充足的时候呢,这个问题不解决就没有办法大规模的推广。