光伏建筑一体化.doc

光伏一体化应用优势明显光伏建筑一体化是薄膜太阳能电池的一个重要应用，它是结合太阳能电池发电和建筑物外墙的功能，将太阳能电池组件装置在建筑物上，使它起到既可以发电又可以代替建筑材料的双重用途。在土地价格昂贵的地区，光伏建筑一体化是解决土地成本过高和整合发电运送的最佳方案。建筑业已开始使用薄膜太阳能电池，因为它既能发电，又可降低二氧化碳的排放量，这是未来一个新的趋势。在这方面，薄膜太阳能电池具有无限的潜力。依安装位置的不同，光伏建筑一体化有很多种类型，如与屋顶结合、与外墙结合、与遮阳装置结合、做玻璃幕墙用等。光伏建筑一体化具有如下优点：1.节省太阳能电池支撑结构，并可替代屋顶、墙面、窗户等建材；2.节省太阳能电池安装成本；3.有效利用建筑物的表面积，不需另外占用土地；4.可以遮阳，降低建筑物外表温度；5.增加建筑物美观；6.将太阳能和建筑物结合，使建筑物能有自己的电源供应。随着技术的进步，薄膜太阳能电池产品的转换效率将可达到10%以上，加上原来就具有低成本、可大规模量产的优点，组件的售价可以降到1美元/瓦以下，发电成本也就可以降到8美分/千瓦时以下，和现有传统电力相比是具有竞争力的。光伏建筑一体化将建筑和薄膜太阳能电池结合在一起，部分建筑材料由薄膜太阳能电池取代，使得建筑物能有自己的电源供应，减少二氧化碳的排放，具有重要的环保意义。因此，在电力供应市场和光伏建筑一体化方面，薄膜太阳能电池将都占有举足轻重的地位。薄膜太阳能电池与光伏一体化优势明显晶体硅太阳能电池仍占有大部分的市场,但其成本下降的空间有限，而薄膜太阳能电池不仅成本下降的空间较大，转换效率也在迅速提升，在电力供应市场和光伏建筑一体化方面,薄膜太阳能电池都占有举足轻重的地位。由于薄膜太阳能电池的厚度只有数个微米，比一般纸张还要薄，所以原材料的消耗比晶体硅要少得多。它镀膜时的温度只有200摄氏度300摄氏度，生产时所消耗的电能回收期较短。薄膜太阳能电池对弱光较为敏感，在同样条件下，高温时的效益也比晶体硅好。它的外观颜色一致性良好，容易和建筑物融为一体，已逐渐被使用在建筑物上，在光伏建筑一体化应用上有无限的商机。薄膜电池发电成本低非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池转换效率虽然稍低，但因前景被看好，有很多企业购买应用材料、Oerlikon等公司的生产设备，它属于容易普及化的产品。碲化镉薄膜太阳能电池由于受到专利保护，仅限于FirstSolar等少数几家公司在生产，未见大量投资者设厂生产，属于封闭式。铜铟硒(镓)薄膜太阳能电池效率较高但生产程序较为复杂，尚未大规模生产，投入生产的厂家也还不多。非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池的制造是从最开始的原材料做到最后的产品，晶体硅太阳能电池的制造则可以分为4个阶段，依次为原材料、硅片、电池片、组件,厂商可以挑其中任何一个阶段或数个阶段制造生产，相对而言，生产非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池的设备就贵了许多,但另一方面，成本下降的空间较大，较具市场竞争力。非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池的制造过程并不复杂，容易生产大面积的电池板，适合大规模量产，目前已有中国的百世德公司和日本的Sharp太阳能公司相继宣布要将产能扩充到GW的范围。百世德公司计划在苏州成立一个大规模国际联合研发中心，从事大面积非晶硅/微晶硅薄膜太阳能电池转换效率和产品可靠性的研发。尽管到目前为止，晶体硅太阳能电池仍占有大部分的市场，但其成本下降的空间有限，而薄膜太阳能电池不仅成本下降的空间较大，转换效率也可以逼近晶体硅，薄膜太阳能电池目前生产成本大约1.25美元/瓦，估计到2015年，组件的售价可以降到1美元/瓦以下，加上安装费用1美元/瓦，整个系统可以在2美元/瓦安装完成，发电成本大约是8美分/千瓦时，和目前的平均电费约10美分/千瓦时相近，在电力市场中被普遍使用是指日可待的。薄膜电池薄膜电池寻找中国FirstSolar我们分析认为，最可能成为中国FirstSolar的厂商是天威薄膜、孚日光伏，分别给予“强烈推荐”和“推荐”评级。FirstSolar作为薄膜电池标志性厂商，是美国市场上享受最高估值水平的光伏股，目前股价对应08年、09年市盈率水平分别为87倍、45倍，薄膜电池产品供不应求，订单已排至2010年后，目前市值相当于人民币1380亿元，成为投资者热烈追逐的对象。薄膜电池行业处于发展初期，但未来市场空间巨大，在BIPV等应用需求推动下将迅猛发展，2015年产值有望达到1000亿欧元，成本快速下降，有望先于晶体硅电池实现平价上网。我们认为三类主流薄膜电池中，硅薄膜电池已逐渐具备产业爆发性增长的条件，有望超越其他种类的薄膜电池1、硅薄膜电池技术成熟度高，发展路径清晰，使用叠层工艺将使转换效率及衰减问题不再突出；2、薄膜电池设备供应商快速崛起对行业迅猛发展起到了重要的推动作用；3、硅薄膜电池在原材料易得性与清洁安全等方面均不存在瓶颈。薄膜电池行业不同于晶体硅电池行业1、技术更接近半导体行业，技术水平对良率学习曲线和盈利能力影响很大；2、技术工艺需持续发展要求企业保持强大研发能力；3、设备制造壁垒高，供应存在瓶颈；4、实力厂商自行设计设备工艺是趋势。我们给出寻找中国FirstSolar的投资思路企业成功的关键在于可持续发展的潜力，拥有稳定的核心技术团队是决胜未来的关键。国内多家A股上市公司投资薄膜电池行业，我们认为，最可能成为中国FirstSolar的厂商是天威薄膜，孚日光伏在CIGS方面也有很大发展潜力。我们给予相关上市公司天威保变(行情 论坛 资讯)以“强烈推荐”评级，给予孚日股份以“推荐”评级，对于拓日新能，我们对公司发展战略转向尚有疑惑，暂不给予投资评级。引言WhoisFirstSolar？FirstSolar是总部位于美国亚利桑那州一家从事碲化镉薄膜电池生产制造的厂商，成立于1998年，2002年生产出第一块光伏电池产品，2006年底在美国纳斯达克上市，代号FSLR，上市首日收盘价为24.73美元，一年半时间内股价上涨近10倍。FirstSolar是美国市场上享受最高估值水平的光伏股，以2008年7月3日收盘价253.65美元计算，对应08年、09年市盈率水平分别为87倍、45倍，2007年实现销售收入5.39亿美元(合人民币约37亿元)，目前市值达202亿美元(合人民币1380亿元)。包括FirstSolar在内，很多薄膜电池厂商手上订单已排至2010年之后，薄膜电池行业何以成为众多投资者热衷追捧的对象，中国的企业中已有成长为全球光伏企业前三强的无锡尚德，还能不能找到能够成长成甚至超越FirstSolar的企业，我们将与您一同寻找答案。全球薄膜电池行业发展现状薄膜电池刚刚起步，市场份额远低于晶体硅电池薄膜光伏电池是在低成本的玻璃、塑料、不锈钢等基板上沉积形成很薄的感光材料实现光电转换，主要包括硅薄膜电池(a-Si、a-Si/c-Si等)、碲化镉(CdTe)、铜铟硒(CIS、CIGeS)。晶体硅电池是目前应用最广，技术最为成熟的光伏电池，除了成本较高这点不足之外，晶体硅电池所具有的高转换率、无污染、性能稳定不易衰减、大规模制造技术成熟的优点，使之一直是光伏电池市场的主流。2007年各类薄膜电池的市场份额为10.4%，比2006年增长近3个百分点，相比晶体硅电池比重仍显偏低。截止到2007年底，全球前十大薄膜电池厂商的总产量为395MW，比2006年增长了接近100%。薄膜电池成长潜力巨大，短期受制因素较多权威机构预测数据显示，光伏产业在全球能源中占比将达到50%，而薄膜电池在BIPV等应用需求推动下将迅猛发展，到2015年产值有望达到1000亿欧元。从成本角度分析，未来的薄膜电池比晶体硅电池有明显优势，未来3到5年内，各主要类型的薄膜电池成本将相继进入1美元/瓦以下，到2016年有望进入0.7美元/瓦以下，在欧美等发达国家完全可以实现平价上网，将对火电等常规能源具有明显的替代优势。薄膜电池毕竟处于发展初期，面临多个问题的制约，如工艺成熟性、专业技术人才缺乏、缺少成熟设备制造商，有的还存在工艺技术的专利权等问题。从各类薄膜电池内在因素来看，不同的薄膜电池还有各自的缺点，或转换效率偏低，或环境安全问题，有的存在原材料资源稀缺问题，这些问题也需要产业逐渐形成规模后一一解决。碲化镉薄膜电池率先进入低成本区间，但对其他薄膜电池发展影响不大以FirstSolar公司为代表的碲化镉电池厂商已率先实现了规模化生产和接近1$/w的低成本，使碲化镉电池在2007年薄膜电池行业占有率取得领先地位，目前FirstSolar手中订单已经排到2010年之后。我们认为碲化镉电池的快速发展不会影响到其他光伏电池的发展，主要是因为1、碲化镉电池大量使用剧毒元素镉作为原材料的问题对其发展仍有限制作用。虽然碲化镉化学性质相对稳定，但在剧烈撞击、焚烧、雷击等特殊情况下仍有安全隐患；2、碲化镉电池与其他薄膜电池的成本优势将逐渐不明显；目前碲化镉转换效率约9%到10%，成本1.1美元/瓦，后续成本将缓慢下降，若硅薄膜叠层技术产品规模化生产或CIGeS电池技术出现突破，转换效率及成本都将与之接近；3、碲元素相对贫乏，碲化镉电池形成较大规模后碲供应可能紧张。CIGeS薄膜电池发展相对迟缓，尚有近忧远虑CIGeS薄膜电池又称铜铟镓硒薄膜电池，在实验室中已经取得了薄膜电池最高的转换效率。不少厂商投入到CIGeS薄膜电池的研发和生产中，较具代表性的公司有德国WrthSolar、美国NanoSolar、日本Honda。虽然CIGeS薄膜电池的转换效率较高而且后续仍有较大提升空间，但生产的工艺技术相对复杂，产品性能与材料配比有较高的敏感度，如何提高产品良率是大部分厂商面临的一大难题，以2007年全球规模最大的CIGeS生产厂商WrthSolar为例，产品良率也只有50%左右。产品良率直接影响了单位成本和产品质量，目前CIGeS薄膜电池的生产成本还在2美元/瓦以上，高于其他薄膜电池，因此CIGeS薄膜电池的发展相对迟缓，不过我们认为随技术不断进步，这一问题仍有望逐渐解决。对于CIGeS薄膜电池的长期发展，我们对关键原材料铟的问题仍有担忧。铟是非常稀缺的资源，全球所有伴生矿中铟含量仅1.5万吨，每年产量只有500吨，而液晶行业对铟的需求占70%左右，年需求增长率在20%以上，依靠回收等环节可缓解需求的压力，但长期看仍显紧张，很多发达国家都已将铟作为战略资源。每MW的CIGeS薄膜电池用铟约50千克左右(形成较大规模后有望下降到20千克)，达到GW规模后对铟的需求拉动将十分明显，这一瓶颈可能影响CIGeS电池长期发展，但中短期内发展不会受明显影响。硅薄膜电池高速发展条件开始具备，有望尽压群雄硅薄膜电池即将迎来高速成长，并有望超越其他各类薄膜电池。主要基于三点理由1、硅薄膜电池技术发展成熟度高，使用叠层工艺将使转换效率及衰减问题不再突出；2、研发实力雄厚的半导体设备供应商纷纷切入硅薄膜电池设备供应领域，薄膜电池设备供应商快速崛起对行业迅猛发展起到了重要的推动作用；3、硅薄膜电池在原材料易得性与清洁安全等各方面均优于其他薄膜电池。从技术路线发展看，硅薄膜电池已经发展到第四代非晶硅/微晶硅双结叠层电池，而这种非晶硅与微晶硅叠层的基本结构将成为未来硅薄膜电池的主流发展趋势。从各大厂商未来的产能扩张计划来看，这种薄膜电池的发展前景也得到了整个光伏行业的认同。实际上，薄膜电池行业在工艺技术方面更接近半导体行业，大量工艺涉及真空镀膜技术，镀膜技术水平、沉积速率直接影响产品良率和生产效率，间接影响到盈利能力。有强大的设备供应商支持，不但有助于技术改良和进步，而且也有利于形成规模，我们分析认为，硅薄膜电池正在逐步具备这一条件。目前硅薄膜电池的主要设备提供商有瑞士欧瑞康(Oerlikon)、美国应用材料(AMAT)、日本真空(ULVAC)，这些厂商具有较强的技术实力，设备符合从非晶硅薄膜电池向生产叠层工艺产品过渡的要求、而美国EPV、香港华基光电、北仪创新(后两者可看成EPV的拷贝)是相对低端的设备制造商，产品尺寸小且采用RF技术(主流厂商采用更先进的VHF技术)，无法生产叠层工艺产品，而且单条生产线规模很小，难以发挥规模优势。设备供应商的崛起为硅薄膜电池厂商的快速扩张提供了支持和保证，目前几家设备商还未形成规模，即使是布局早，技术工艺相对成熟的欧瑞康也仅有3条生产线进入量产。除了技术工艺路线日趋成熟、设备商积极投入以外，我们认为硅薄膜电池的安全性和材料易得性也是长期看好的又一个重要理由。硅薄膜电池是以上三种薄膜电池中唯一不含镉元素的，而且不存在使用稀缺元素作为原材料的问题，因此我们判断叠层电池的技术进步逐渐解决其初期衰减和低转换效率的问题，硅薄膜电池的优势将逐渐凸显。近期硅薄膜电池需求可用极其火爆来形容，最近的德国光伏展上，08年产能仅30MW的绿能，待签约订单量达到200MW，是09年产能6倍，宇通光能尚未量产，也取得订单60MW。寻找思路成功关键在于可持续发展潜力，关注核心技术团队根据前文的阐述，我们可以归纳出以下几点1、与晶体硅电池有很大不同，薄膜电池生产制造广泛使用真空镀膜等技术，更似半导体行业，因此技术水平高低直接影响产品良率及良率学习曲线，间接影响到企业的盈利能力(从各大LCD厂、IC制造商盈利能力的巨大差别可略见一斑)。2、薄膜电池行业是一个技术不断创新发展的产业，有的工艺路线还不成熟，因此从工艺技术需要持续改进的角度看，薄膜电池厂商要比晶体硅电池厂商更需要强有力的研发与技术团队；3、薄膜电池生产设备具有较高技术壁垒，因此薄膜电池生产设备的供应存在厂商稀缺、产能有限、技术成熟性、工艺专利权等多个问题，薄膜电池行业的实际产能释放将受此瓶颈约束；4、薄膜电池设备供应商为客户提供类似“傻瓜机”的TurnKey服务，但实力厂商自行设计工艺设备是发展趋势，拥有强大技术实力的厂商将以此为基础设计更为先进的工艺设备，在技术和成本方面都将超越依赖TurnKey的厂商。综上，我们总结了寻找中国FirstSolar的投资思路薄膜电池企业的成功需要可持续发展的潜力，拥有稳定的核心技术团队是决胜未来的关键。国内薄膜电池厂商分析谁能成为中国的FirstSolar？遵循此前的分析逻辑，我们试图找出未来高速成长，市值超越千亿的中国FirstSolar，主要厂商情况如下所示。孚日股份(002083，￥5.59，推荐)引进国外先进技术，稳健切入CIGS行业成为中国FirstSolar几率70%公司与德国厂商Aleo合作成立了国内首家从事CIGS薄膜电池生产的企业孚日光伏，2008年三季度开始为Aleo代工组件产品，2009年三季度切入CIGS薄膜电池生产，设计产能为60MW。核心技术人员曾是薄膜电池检测技术专家，先代工CIGS组件业务切入，09年切入核心工艺环节，利用德国技术和提供的设备，结合中国廉价劳动力及金属铟资源优势，公司有望成为中国CIGS薄膜电池的领先企业，我们将持续关注合作厂商Aleo的产品情况。天威保变(行情 论坛 资讯)(600550，￥33.58，强烈推荐)技术团队最具实力，后续潜力最大成为中国FirstSolar几率90%天威薄膜核心技术团队包括微晶硅电池P-I-N结构及N-I-P结构的光电转换效率世界记录保持者麦耀华博士和黄跃龙博士，两位曾就职于欧洲著名的Jlich研究所，该技术涉及生产叠层电池必需的核心工艺技术。公司投资的第一条46.5MW非晶硅薄膜电池生产线将于2009年6月进入量产，预计稳定转换效率6.5%以上，后续投资4条非晶硅与