太阳能光伏行业研究报告

太阳能光伏行业研究报告太阳能光伏行业研究报告 目录目录 第一章第一章 太阳能光伏行业整体分析太阳能光伏行业整体分析 1 1 1 1对太阳能光伏行业的基本认识 1 1 2我国太阳能光伏行业发展变革历程 1 1 3中国太阳能光伏市场特点 2 第二章第二章 宏观环境分析宏观环境分析 6 6 2 1 政策法律分析 6 2 2 经济分析 6 2 3 技术分析 7 2 4 社会分析 9 第三章第三章 我国太阳能光伏产业现状分析我国太阳能光伏产业现状分析 1010 3 1 中国太阳能光伏产业现状分析 10 3 2 太阳能光伏产业价值链分析 16 3 3 产品分析 17 第四章第四章 太阳能光伏行业市场分析太阳能光伏行业市场分析 2121 4 1 太阳能光伏行业集中度分析 21 4 2 太阳能光伏产业链分析 21 4 3 太阳能光伏行业价值链分析 23 第五章第五章 行业发展趋势分析行业发展趋势分析 2525 6 1 政策是决定光伏装机的关键因素 25 6 2 中国将成为世界太阳能重要的发动机 25 6 3 2012 年光伏市场 恢复数量性增长 26 6 4 技术进步替代产能扩张成为关键所在 27 6 5 组件厂商竞争加剧 产能略有过剩 28 第七章第七章 行业发展建议行业发展建议 2929 1 第一章第一章 太阳能光伏行业整体分析太阳能光伏行业整体分析 1 11 1对太阳能光伏对太阳能光伏行业的基本认识行业的基本认识 太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术 其核心是可释放电子 的半导体物质 最常用的半导体材料是硅 地壳硅储量丰富 可以说是取 之不尽 用之不竭 太阳能光伏电池有两层半导体 一层为正极 一层为 负极 阳光照射在半导体上时 两极交界处产生电流 阳光强度越大 电 流就越强 太阳能光伏系统不仅只在强烈阳光下运作 在阴天也能发电 其优点有 燃料免费 没有会磨损 毁坏或需替换的活动部件 保持系统 运转仅需很少的维护 系统为组件 可在任何地方快速安装 无噪声 无 有害排放和污染气体等 1 21 2我国太阳能光伏行业发展变革历程我国太阳能光伏行业发展变革历程 我国的光伏发电市场需求发展速度一直较慢 在 2008 年全球新装机 容量中的比例和累计装机容量中的比例都很低 2008 年累计装机容量仅 占世界总容量 1 新装机容量在 2 左右 我国传统电价较低 使用光伏 产品发电的经济性相对不足 在财政部补贴政策公布之前 我国针对光伏产业的扶持政策主要是 可再生能源法 中间接的提到过一些 2009 年初 为了进一步加大减 排力度 同时帮助两头在外的国内光伏产业健康发展 我国政府出台了具 有历史意义的国内光伏补贴计划 2009 年 3 月 23 日 中央财政部 住房和城乡建设部联合发布了 关 于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见 与 太阳能光电建设应用财 2 政补助资金管理办法暂行办法 2009 年 7 月 16 日 财政部 科技部及 国家能源局共同发出了 关于实施金太阳示范工程的通知 其政策配套 政策也陆续出台 指导相关工作进行 包括光伏行业在内的新能源产业被 作为国家新兴战略型产业 受到中央的重视和支持 2009 年 我国进行了首次光伏并网电站招标 由于业内企业的积极 参与 该项目装机容量由计划的 10MW 增加为 20MW 之后 随着金太阳工 程和光伏屋顶计划补贴的有序进行 根据不完全统计 2010 年全国新增 容量达到 140 150MW 左右 1 31 3中国太阳能光伏市场特点中国太阳能光伏市场特点 一 生产大国 消费小国 中国光伏产业近年来实现飞速发展 2000 年以后 全球太阳能电池 产量以年均 40 左右的速度增长 我国光伏产业近 5 年平均年增长率为 49 5 成为全球太阳能第一生产大国 占全球产量的 26 6 2007 年世 界前 16 家太阳能电池公司中 中国已经占有了 6 家 2008 年 中国超过 了之前一直居全球市场份额首位的日本 成为全球第一大生产国 而这一 年的全球产量约为 7GW 中国的太阳能电池产能约为 3 3GW 产量超过了 2GW 因此中国的份额超过了 30 2010 年中国的太阳能电池产量达到了 4 3GW 占的全球份额已达到 4 成 二 两头在外的市场格局 一直以来 我国的光伏产业始终受到 两头在外 的双重制约 以每 兆瓦太阳能电池需多晶硅 10 11 吨计算 2007 年国内太阳能多晶硅需求 达 1 2 万吨左右 而 2007 年国内太阳能多晶硅产量不足 1000 吨 同时 3 我国的光伏产业需求相对增长较慢 造成了我国光伏产业发展和应用市场 发展出现极大的不平衡 我国目前太阳能产业最大的特点 在于原料依靠 进口 产品以出口为主 也即形成了两头在外的格局 市场狭小已经严重 阻碍我国光伏技术的跨越式发展 同时海外需求 汇率 国外补贴政策等 等都会给中国光伏企业带来直接影响 三 研发和创新能力薄弱 技术层面 光伏应用中存在系统效率低 可靠性低 受自然条件限制 大 光伏系统专用蓄电池的研发成本高等问题 光伏产业尚未建立起全面 的研发和创新体系 也缺乏一些高新制造产业的支撑 因此我国的太阳电 池关键生产设备基本依赖进口 这种现状导致我国光伏产业被打上 代工车间 的烙印 另外 光伏 生产技术更新换代较快 光伏技术已经在朝着全产业链优化 自动化的方 向发展 而我国目前主要靠进口生产线 并且各产业链单兵作战 四 光伏发电成本尚待降低 国内光伏发电市场迟迟不能启动的主要原因是光伏发电的成本还是太 高 影响了大规模推广 目前 我国光伏发电成本为 1 3 元 度 2 0 元 度 远高于普通火电平均不到 0 30 元 度左右的发电成本 15 如此高昂 的成本 一直以来都是制约我国乃至世界光伏产业发展的瓶颈 太阳能电池成本在整个光伏发电系统成本中占比最高 比例超过 60 而太阳能电池的成本中最大的组成部分为多晶硅原料 占比在 50 以上 2004 年以来全球光伏市场出现多晶硅供不应求的局面 导致了太 阳能光伏发电成本的高居不下 主要原因是多晶硅的供应增速已经跟不上 4 光伏产业的高速增长对多晶硅的需求 这种景象一直持续到 2008 年全球 金融危机以前 金融危机以后 国际市场陡然萎缩 需求的下降导致了硅料和硅片价 格快速下滑 目前全球经济形势的逐渐好转促使了光伏市场的回暖 尽管 价格略有回升 但随着大规模新增硅料生产线的建成和产能的释放 多晶 硅原料供应已不再成为光伏产业发展的阻碍 电池转化效率的提高 制备 技术的改进 原材料价格的降低以及政府鼓励政策的推动 都将有力促进 太阳能发电成本的下降 预计未来 5 10 年内将将逐步接近常规电力的上 网电价 五 未来市场发展空间巨大 目前国际上对光伏发电的发展目标是 2020 年装机容量占到总容量的 1 2030 年占到 10 2050 年占到 50 以同样的增长比例放至国内 2020 年的装机容量要达到 4000 万千瓦 2030 年将达到 5 亿千瓦 所以 中国只要能达到 1 4 甚至 1 2 的发展目标 2020 年就能实现 1000 万千瓦 2000 万千瓦的光伏装机量 此外 我国也开始推行 太阳能屋顶计划 并从财政和建设领域上 进行政策扶持 业内人士透露即将公布的 新能源产业振兴规划 将 2020 年我国光伏发电累计装机容量目标设定为 20GW 预示着我国国内市 场需求即将开启 光伏产品的生产和消费都将进入快速增长期 考虑已经获得批准的光伏屋顶及金太阳工程项目及其建设计划 以及 光伏或电力企业签订的合作框架下的项目规划 预计未来 3 年我国新增光 伏市场将分别达到 150MW 500MW 和 1 000MW 并网发电市场将成为未来 5 的主要增长点 我国的光伏市场将一直保持快速的增长 另外 如果国家 进一步出台太阳能行业的补贴政策的话 国内市场的增长速度将大大加快 6 第二章第二章 宏观环境分析宏观环境分析 2 12 1 政策法律分析政策法律分析 2009 年 3 月 23 日 中国财政部出台了太阳能屋顶计划 在作为太阳 能屋顶计划实施细则颁布的 关于加快推进太阳能光电建筑的实施意见 中 中央政府明确表明了扩大国内太阳能发电市场的态度 并且对地方政 府制定相关财政补贴政策提出了要求 另外 7 月 21 日出台的金太阳工 程将为 500MW 规模项目提供支持 而且 除太阳能屋顶计划和金太阳工程 外 包括 十一五 规划在内的 新兴能源产业发展规划 等也将出台 中央政府明确态度后 各地方政府也随即颁布了地方政策 太阳能发 电相关企业集中的江苏省 上海市 浙江省 江西省 四川省和太阳能资 源丰富的青海省更出台了多项相关政策 其中 江苏省和青海省的政策最 为有力 江苏省预定首先推动产业规模扩大计划 建立多个旨在扩大应用 的项目 并且发布了实施地方首个上网电价政策的决定 青海省的太阳能 资源丰富 此次发颁布的地方政策中 大型电厂建设计划的数量最多 2 22 2 经济分析经济分析 十二五 期间 国家财政工作的重点之一是要坚持改善民生 推进 和谐社会建设 财政部长指出 财政部门将进一步优化财政支出结构 加 大对 三农 教育 医疗卫生 社会保障和就业 保障性住房等方面的 支持力度 切实保障和改善民生 十二五 期间 我国将继续面临抑制 通胀和保持经济增长的两难选择 积极 稳健 审慎 灵活 的八字调 7 控思路将指导我国各项经济工作的开展 2011 年 国家在稳定物价的同 时 货币政策逐渐从适度宽松转为稳健 这是国家整个调控转型的开始 预计 十二五 期间 国家将实施较为积极的财政政策和稳健灵活的货币 政策 但随着形势的变化 国家调控也有可以逐步转向财政和货币 双稳 健 方案 另外 国家的投资仍会保持适度的增长 但是投资的结构会发 生变化 国家将严控投资产能过剩的行业 防止新的低水平重复建设 同 时将更多地投向战略新兴产业 现代服务业 以及传统行业的技术改造项 目 国家也将更多地关注民生领域 由此可见 国家现在对改善民生 节 能减排事业 绿色或低碳经济的政策倾斜度在逐步加强 国家财政资金的 安排 贴 低 息贷款的安排在这些领域会有较大份量的体现 2 32 3 技术分析技术分析 太阳能光伏发电产业取得的巨大进步是与各种降低光伏发电成本技术 的进步密不可分的 几十年来围绕降低成本的各种研究开发工作取得了显 著成就 具体表现为 电池效率不断提高 目前 单晶硅太阳能电池的实验室效率已经提高 至 24 7 多晶硅电池的实验室效率也达到了 20 3 非晶硅薄膜电池实 验室效率达到了 13 其他新型电池 如多晶硅薄膜电池 染料敏化电池 有机电池等不断取得进展 先进技术不断向产业注入 使商业化电池技术 不断得到提升 目前市场上商业化电池份额为晶体硅电池占 90 以上 非 晶硅电池占 9 其他类型电池占 1 商业化晶体硅电池的效率达到 14 20 其中单晶硅电池为 16 20 多晶硅电池为 14 16 硅片厚度持续降低 30 多年来 太阳能电池硅片厚度从 20 世纪 70 8 年代的 450 m 500 m 降低到目前的 180 m 240 m 硅片厚度降低 减少了硅材料消耗 是光伏发电技术进步的重要方面 生产规模不断扩大 太阳能电池单厂生产规模已经从 20 世纪 90 年代 的 5MWp 30MWp 年增长到现在的 50MWp 500MWp 年 生产工艺不 断简化 自动化程度不断提高 出现了多家年产量超过 100MW 的大型企 业 光伏组件成本大幅度降低 近 10 年来 世界晶体硅光伏组件的生产 成本降低了 32 以上 达到 3 美元 W 左右 虽然自 2004 年以后因材料紧 缺生产成本有所回升 但这种趋势仍在继续发展 经过多年积累 我国通过一系列的科技攻关和产业发展计划安排支持 了一批提高现有装备生产能力的项目 大幅度提高了光伏发电技术和产业 的水平 尤其是在产业链的后段如电池封装 系统集成 并网发电技术等 方面与国外的差距进一步缩小 目前我国商业化的光伏组件效率达 14 15 一般商业化电池效率达 10 13 太阳能光伏电池生产成本 已大幅下降 从 2000 年的 40 元 W 降到现在 27 元 W 太阳能光伏产业链包括材料制造 将硅料通过提纯和精炼加工成晶体 硅 和硅片制造 将晶体硅熔铸锭再切成片 电池制造 硅片通过半导体加工 工艺变成电池 组件制造 将电池连接并封装形成组件 四大部分 呈明显 的金字塔结构 在整个产业链中 晶体硅生产是整个产业链的瓶颈 关键 技术基本被日 美 德的 7 家企业所控制 我国在产业链的前端与国外先进水平相比仍差距较大 晶体硅的生产 仅处于百吨级水平 离最小经济规模 千吨级水平尚有较大差距 国内生 9 产线工艺设备落后 物料和电力消耗过大 与国际水平相比 能耗高出一 倍以上 缺乏竞争力 硅片制造所需的加工设备也主要依赖进口 这导致 我国太阳能光伏产业是典型的两头在外的产业 即技术和原材料 销售和 市场在国外 加工制造在国内 要实现我国光伏产业由大到强的转变 必 须加强产业链前端部分 突破材料制造和加工设备这两大制约我国光伏产 业发展的瓶颈 2 42 4 社会分析社会分析 中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要 中指 出 面对日趋强化的资源环境约束 必须增强危机意识 树立绿色 低碳 发展理念 以节能减排为重点 健全激励和约束机制 加快构建资源节约 环境友好的生产方式和消费模式 增强可持续发展能力 积极应对全球气 候变化 把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标 有效控制温室气体排放 合理控制能源消费总量 抑制高耗能产业过快增 长 提高能源利用效率 强化节能目标责任考核 完善节能法规和标准 健全节能市场化机制和对企业的激励与约束 实施重点节能工程 推广先 进节能技术和产品 加快推行合同能源管理 抓好工业 建筑 交通运输 等重点领域节能 调整能源消费结构 增加非化石能源比重 提高森林覆 盖率 增加蓄积量 增强固碳能力 加强适应气候变化特别是应对极端气 候事件能力建设 建立完善温室气体排放和节能减排统计监测制度 加强 气候变化科学研究 加快低碳技术研发和应用 逐步建立碳排放交易市场 坚持共同但有区别的责任原则 积极开展应对全球气候变化国际合作 10 第三章第三章 我国太阳能光伏产业现状分析我国太阳能光伏产业现状分析 本报告主要以晶体硅太阳能电池产业链阐述 硅系太阳能电池的产业 链主要包括晶硅制备 硅片生产 电池制造 组件封装四个环节 我国企 业在这四个环节中均涉足颇深 3 13 1 中国太阳能光伏产业现状分析中国太阳能光伏产业现状分析 一 产业链各环节产值分布 经过过去几年的发展 我国光伏产业已成为一个名副其实的大产业 2010 年我国太阳能多晶硅产量为 25000 吨左右 硅锭产量为 1 33 万吨左 右 电池片产量为 2000MW 左右 光伏组件产量为 2000MW 左右 占全 球产量的 29 45 光伏产业产值为 1500 亿元 行业从业人数为 12 万人 从业企业达 500 多家 二 多晶硅产能快速扩张 在过去几年里 国内多晶硅产量和产能都处于快速扩张之中 2007 年国内投产的项目有洛阳中硅 新光硅业 江苏中能 东汽峨嵋 这 4 家 当年产量 1130 吨 2008 年新投产项目有 10 家 2009 年 1 月投产 2 家 在建还有 30 家左右 总产能超过 8 万吨 按 8g w 可供应 10GW 这些 项目绝大多数用的是西门子改良法生产工艺 三 电池片产量占据全球四成 太阳能光伏发电系统应用的市场主要在欧美以及日本等一些发达国家 和地区 整个市场基本处于一种供不应求的状况 而且原料基本由国外进 11 口 大的公司基本都已经建立相应的供求关系 因此对国内相关电池片 电池组件的企业之间来说 难以形成实质性的正面竞争 另外国内电池片 电池组件以及系统的生产技术已经得到国际市场认可 在技术上接近或者 领先国际水平 加上国内便宜的能源以及廉价的劳动力 国内生产电池片 电池组件以及系统具备一定的竞争力 2002 年以来 我国的光伏制造能力实现了跨越式的发展 电池生产 能力迅速提升 一大批组件封装企业纷纷涌现 无论是电池生产规模还是 组件生产规模 都迅速向世界光伏制造大国迈进 2002 年中国光伏制造首次跻身世界 10 强 电池和组件产量均位居世 界第七 2003 年中国电池产量和组件产量分别排名世界第六和第五 2004 年以来 中国的光伏制造处于年均增幅超过 100 的高增长期 增速 超过全球平均水平 2005 年中国光伏电池和组件制造又全面跻身世界四 强 2010 年我国共有太阳能电池生产企业近 62 家 总产能 3000MW 电 池片产量 2000MW 左右 占全球产量的近四成 共有组件企业 330 家 总产能 4000MW 产量 2000MW 左右 四 薄膜电池发展相对缓慢 薄膜太阳能电池产业链 电池单 元 光伏组 阵 接线贴 盒 安装 过去几年里 我国薄膜电池的发展速度相对较慢 2010 年我国非晶 硅电池生产企业共有 17 家 其中排名前 10 位的薄膜电池生产企业产能与 12 产量情况详见下表 中国非晶硅电池前 10 位生产企业产能与产量 MW 公司名称产能产量 浙江正泰3020 拓日新能2511 上海赛斯新能源206 深圳创益科技65 北京世华创新154 天津津能2 52 5 深圳庆丰光电科技1 51 5 深圳明环太阳能22 福建金太阳122 浙江富升太阳能1 51 五 产业链下游优势明显强于上游 整个光伏产业链越到上游 资本 技术密集型特点越明显 越到下游 劳动力密集型特征越明显 像组件企业 投资门槛只需不到 100 万元就可 以接单作业 光伏产业各环节投资成本见下表 项目产品产能总投资 亿元 单位投资 乐电天威太阳能级多晶硅3000 吨227 亿元 千吨 四川硅业太阳能级多晶硅3000 吨279 亿元 千吨 13 薄膜非晶硅电池300MW5017 亿元 MW 英利 07 年 中 硅定 硅片 电池片 组件 200MW168 亿元 MW 英利 08 年 末 硅定 硅片 电池片 组件 500MW5010 亿元 MW 六 光伏设备行业刚刚起步 1 结晶硅设备为主 光伏设备制造业以及光伏发电应用系统技术产业等光伏相关产业已成 为我国光伏产业的重要组成部分 并对太阳能光伏发电成本下降发挥了重 要作用 光伏设备制造业包含硅料提炼设备 硅片生产设备 电池和组件 生产设备 专用材料 铝浆 封装玻璃等 生产设备 光伏系统支持部件 生产设备等一系列设备的制造 太阳能电池分为结晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两类 结晶硅太 阳能电池是目前最主要的太阳能电池 市场占有率达 85 以上 以结晶硅 为主导的太阳能电池用硅片的生产加工需要多种设备 如单晶硅生长设备 多晶硅铸锭设备 切割设备 清洗设备 检测设备等 初期的设备生产主要是对国外先进设备的仿制 高性能全自动化精密 设备的制造技术长期被发达国家控制 高端设备长期依赖进口 2005 年 以来 全球光伏产业快速增长和高纯硅材料的严重短缺为国产光伏设备企 业提供了极好的发展契机 我国设备制造商在技术研究和自主创新方面经 过不懈的艰苦努力 生产能力不断提高 部分技术已达国际先进水平 尤 其是硅片加工设备中的单晶炉以优良的性价比占据了国内市场的绝对统治 14 地位并批量出口亚洲 国产单晶硅锯床 切方机和滚磨机也已基本能够满足国内市场的需求 在过去很长一段时间内完全依赖进口的多晶硅铸锭炉已取得技术上突破 我国已经能够生产最大投料量为 450 公斤的多晶硅铸锭炉 并自 2008 年 起实现了批量生产和销售 2 全球竞争格局及市场化程度 目前我国光伏设备制造的生产规模已逐渐形成 并在北京 西安和长 三角地区形成了产业集群 市场化程度较高 但高端的光伏设备的制造技 术仍掌握在少数外国制造商手中 国际领先水平的设备主要由美 日 英 德 瑞等西方发达国家制造 某些设备甚至仅有 3 4 家生产商提供 行业 集中度非常高 在单晶硅生长炉市场上 国际主要供应商是美国 Kayex 公司 日本 Ferrotec 公司和德国 CGS 公司 他们所生产的硅单晶炉自动化程度较高 主要技术指标 经济指标及可靠性指标较高 但其价格也相当昂贵 因此 国外单晶炉主要被对硅片性能要求较严格的集成电路级硅片生产厂商所采 用 多晶硅铸锭炉市场更加集中 目前 全球多晶硅铸锭炉市场基本被美 国 GTSolar 公司和德国 ALD 公司垄断 前者市场主要在亚洲 后者市场主 要在欧洲 从 2008 年开始 为了增加生产效率 太阳能晶体生长厂商开始规划 将铸锭炉的容量从原本的 270Kg 提高到 450Kg 这为各大设备生产厂商提 供了重新抢占市场份额的竞争机会 目前国内多晶硅铸锭炉已突破技术限 制 实现小批量生产和销售 随着国内厂商自主研发能力和制造能力的加 15 强 主要依赖进口的格局将在未来有所改变 单晶硅切割设备和切方滚磨设备的市场容量较小 仅为单晶硅生长炉 市场容量的 1 10 1 4 设备生产商也相对集中 国外设备具有效率高 耗 损小等特点 但国产设备由于价格低廉 维修方便等特点 在国内市场上 更具竞争力 3 进入本行业的主要障碍 技术壁垒 光伏设备的设计制造十分复杂 涵盖半导体物理学 热学 自动控制学和机械设计学等多门学科 涉及温度控制技术 加热技术 精 密传动技术 真空技术和计算机控制技术等多个前沿技术 同时光伏产业 链上的光伏产品制造商对光伏设备的稳定性 可靠性 耐高温性 高真空 性 精密程度以及自动化水平都有很高要求 这需要企业具备丰富的实际 经验和研究创新能力 能够不断结合用户在实际生产过程中的需要设计制 造出上档次的设备 行业专有的技术诀窍抬高了涉足光伏设备行业的门槛 人才壁垒 二十一世纪以来 光伏产业发展很快 光伏设备行业为了 更好地支持光伏产业的发展 需要不断的开发新设备 扩大生产规模 这 意味着对专业人才有很大的需求 同时 很多光伏设备必须在安装调试过 以后才能够投入生产 需要生产企业具备丰富的实践经验 在现场为企业 解决设备在生产过程中的问题 目前 行业内有经验的技术及服务人员数 量较少 进入本行业面临着人才缺乏的障碍 历史业绩和品牌形象 单晶硅生长炉 单晶硅锯床和单晶硅切方滚磨 设备用于晶体硅的生长和加工 由于多晶硅提纯项目的核心技术掌握在德 16 日 美等少数国家手中 供应基本处于垄断地位 2004 年以来太阳能级 多晶硅的需求急剧上升 导致多晶硅价格一度上涨到每公斤 460 美元 面 对如此昂贵的硅材料 仅仅是试生产也将产生不菲的成本 因此硅片生产 厂商不得不提高对设备的要求 以减少损失 提高效率 设备经受了长期 考验 质量获得市场广泛认可的品牌将容易继续被客户选用 这对新进入 者构成了一定的障碍 3 23 2 太阳能光伏产业价值链分析太阳能光伏产业价值链分析 晶体硅太阳能电池产业链基本由五个环节构成 分别是高纯多晶硅原 料生产 单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸 硅片切割 电池芯片制造 组件 及系统封装与应用 其中 进入壁垒最高的环节为太阳能级高纯多晶硅原 料生产 由于其制造过程资金密集 技术密集 高耗能 回收周期长的特 点 目前基本上被国际上 7 大厂家垄断 其次 产业链中游的太阳能电池 芯片 cell 制造进入壁垒较高 其制造过程主要是技术密集 工艺和设 备要求高 电池芯片转换效率的高低决定了处于该环节企业的盈利能力 另外 硅片切割环节由于切割厚度以及破片率等方面的要求较高 进 入也存在一定的壁垒 相对来说 单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸 Ingot 组件及系统 module system 封装与应用进入壁垒较低 目前 晶体硅 光伏发电产业呈现 倒置漏斗 形状 光伏发电产品市场的发展速度远远 超过上游产业的发展 引起这种状况的主要原因是产业链发展不均衡 高 纯硅原料的供应不足 上游生产厂家扩产速度过慢 导致高纯度晶硅材料 市场出现供不应求的局面并愈演愈烈 不过今年以来 由于大量厂商的投 产 处于上游的硅原料价格急剧回落 17 太阳能电池的生产主要集中于欧洲国家 日本和美国 其中德国 西 班牙 日本和欧盟集中了太阳能电池生产商 也是产品主要的需求国 目 前 我国生产太阳能电池的企业主要有 无锡尚德太阳能电力有限公司 中电电气 南京 光伏有限公司 江苏林洋新能源有限公司 晶澳太阳能 电源有限公司 除此之外 国内还有 300 多家太阳能电池厂家 但是国内 大多数厂商都只是购买电池芯片进行简单的组件封装工作 且产品品种单 一 在各产业链环节 其生产成本具有很大差异 因而所获利润也有较大 差异 下面给出在整个产业链最终生产出太阳能电池的成本构成 如下图 所示 当然这两年以来由于多晶硅产能的急速扩张 硅材料的价格下降较 多 电池成本有较大下降 3 33 3 产品分析产品分析 一 晶体硅原料 在光伏产业链上 多晶硅生产环节壁垒最高 建设周期长 难以迅速 扩大产能 因此光伏市场呈现明显的供不应求局面 多晶硅在旺盛的需求 带动上 价格一路攀升 2008 年一度突破 400 美元 公斤 多晶硅的暴利 使得更多资本进入多晶硅生产环节 2007 2008 年 多晶硅的高额回报吸引了国内大批资金进入该产业 自 2006 年起 全球七大多晶硅厂商在下游企业预付定金 签订长期供应 合约的情况下 开始进行大规模的太阳能级多晶硅生产线扩张 预计 2012 年七大厂商的产能将达到 10 万吨左右 产量预计在 8 万吨左右 同 时我国国内各大厂商也扩建产能 积极引进多晶硅生产技术 经过 2 3 年 18 左右的建设 调试 2012 年将是国内多晶硅产能释放的高峰期 根据各 家企业在建 筹建项目和宣传规划简单推算 未来 2 3 年间国内将形成 8 9 万吨 年的产能 产量在 6 万吨左右 光伏发电终端需求是影响多晶硅产业发展的决定因素 由于需求萎缩 2009 年多晶硅产业供大于求的特征明显 2010 年 需求复苏 供需关系 有望修复 目前多晶硅含税价格降至 50 60 美元 吨 已经达到现阶段国内 大部分企业的综合成本线 因此价格短期内基本见底 但较难回升 二 晶硅生产工艺 多晶硅材料在太阳能电池组件成本中占很大比例 是重要的细分行业 在生产高纯多晶硅的技术方面 目前多种生产工艺路线并存 国际上多晶 硅生产主要的传统工艺有改良西门子法 硅烷法 流化床法和冶金法 多晶硅售价降至行业综合成本线反衬出成本和质量的重要性 这也是 未来几年中多晶硅企业竞争的焦点 国内大部分企业所采用的是改良西门 子法 改良西门子法制多晶硅的生产成本主要包括三氯氢硅 电费和折旧 1 三氯氢硅是原材料 转换效率约为 10 1 目前售价约为 1 万 元 吨 三氯氢硅是氯碱化工的副产品 多晶硅企业可外购也可自行合成 氯化氢 工业硅粉 2 电费是重要的生产成本 多晶硅生产是连续过 程 生产周期 5 7 天 其中还原环节 氢化环节耗电量大 多晶硅单位耗 电量与企业生产规模 生产稳定性 启 停设备耗电量大 工艺成熟度有 很大关系 目前千吨级 且工艺较成熟多晶硅企业国内领先的千吨级多晶 硅企业目前的完全成本约为 50 美元 kg 未来节省成本的空间在于单位耗 19 电量的降低 副产品四氯化硅的循环再利用 节省三氯化硅 精馏环节 的节省 生产规模扩大后的其他单位成本和费用的降低 三 硅片 铸锭与硅片的切割是整个产业链中重要的环节 目前其毛利率仅次于 硅原料的生产环节 硅片主要包括单晶硅和多晶硅 工序包括多晶硅铸锭 单晶硅生长 切块 线切割片 抛光清洗等 其中单晶硅硅片以高纯的单晶硅棒为原料 或者使用半导体加工的头 尾料和废次单晶硅材料 经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒 多晶 硅硅片以多晶块料或单晶硅头尾料以及锅底料 破碎后经过适当的腐蚀 然后用去离子水冲洗呈中性并烘干 用石英坩埚装好 加人适量硼硅 放 人浇铸炉 在真空状态中加热熔化 熔化后保温一段时间 注入石墨铸模 中 待凝固冷却后 即得多晶硅锭 硅片制备工艺不断提高 硅材耗量逐 渐降低 目前 硅片切割厚度已经可以降至 160um 多晶硅用量降至 8g Wp 四 电池 目前 太阳能电池基本上以高纯度硅料作为主要原材料 简称硅基太 阳能电池 硅基太阳能电池又分为晶硅太阳能电池与非晶硅太阳能电池 晶体硅太阳能电池一直是主流产品 其中多晶硅太阳能电池自 1998 年开 始成为世界光伏市场的主角 目前在用的光伏发电技术主要有三种 晶体硅太阳能电池 薄膜太阳 能电池和聚光太阳能电池 其中晶体硅电池应用最广泛 占 80 以上 薄 膜电池近年增长迅速 占 10 以上 聚光太阳能电池有少量应用 在这 3 20 种光伏发电技术中 晶体硅电池的优点是转换效率较高 占地面积小 缺 点是硅耗大 成本高 比较适于城市地区 薄膜太阳电池的优点是硅耗小 成本低 缺点是转换效率低 投资大 衰减大 占地面积大 比较适于偏 僻地区的并网电站和建筑光伏一体化 聚光电池的优点是转换效率高 缺 点是不能使用分散的阳光 必须用跟踪器将系统调整到与太阳精确相对 目前主要用于航天航空 预计未来光伏发电将呈现多种技术并存 共同努 力降低成本的局面 在整个太阳能电池家族中 非晶硅薄膜太阳能电池因为其技术和应用 方面的优势 正在获得爆发性增长 2010 年行业增速约为 120 预计未 来三年内年均增速高达 100 随着技术的进步 主流的非晶硅薄膜电池 寿命已在 10 年以上 使得非晶硅薄膜电池成为最被看好的薄膜电池技术 之一 由于独特的技术优势 薄膜硅电池在民用领域具有广阔的应用前景 1 在光伏建筑一体化上的应用 采用薄膜太阳能电池作为玻璃幕 墙可以在成本提高不多的前提下实现建筑物能源的自给自足 且整体性好 美观 2 大规模低成本发电站 薄膜电池因为其弱光效应好 每天工作 时间可超过 8 个小时 远高于晶硅电池每天约 4 个小时的工作时间 这补 足了其发光效率相对较低的不足 3 太阳能照明光源 由于薄膜硅太阳能电池的弱光响应好 这个 优势使薄膜电池组件在太阳能交通灯和公共照明系统上的应用更具优势 而 LED 节能灯和非晶硅薄膜电池的匹配 更是开创了无源照明的新纪元 21 第四章第四章 太阳能光伏行业市场分析太阳能光伏行业市场分析 4 14 1 太阳能光伏行业集中度分析太阳能光伏行业集中度分析 一 我国光伏产业地区分布情况 经过过去一段时间的发展 我国光伏产业已形成四川 江苏 河北 江西 浙江 深圳 河南 内蒙 宁夏等几个产业聚集区 以及天威保变 无锡尚德 江苏中能 江西赛维等几家龙头企业 四川 河北 江苏的光伏产业链最为完整 目前已形成的几个主要光 伏产业聚集区已形成明显的区域特点 其中四川地区可以说是国内光伏产 业链完整的产业聚集区 区内企业涉足工业硅 多晶硅 硅片 电池片 组件等几乎全部产业链 同时还吸引了天威保变 东汽集团 拓日新能等 多家行业内重量级企业及多家 A 股上市公司 此外就是江苏与河北 这两 个地区以下游组件为主 且骨干企业多为海外上市公司 江西 浙江 深 圳等地也以下游组件企业为主 而河南 内蒙 宁夏等地区则以上游多晶 硅原料为主 全国光伏产业地区分布基本上可概括为 沿海地区和中部地区以下游 组件为主 西北地区借助电力 原材料优势以上游多晶硅原料为主 四川 则成为国内产业相对较完整的光伏产业聚集地 4 24 2 太阳能光伏产业链分析太阳能光伏产业链分析 晶体硅太阳能电池产业链基本由五个环节构成 分别是高纯多晶硅原 料生产 单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸 硅片切割 电池芯片制造 组件 22 及系统封装与应用 其中 进入壁垒最高的环节为太阳能级高纯多晶硅原 料生产 由于其制造过程资金密集 技术密集 高耗能 回收周期长的特 点 目前基本上被国际上 7 大厂家垄断 其次 产业链中游的太阳能电池 芯片 cell 制造进入壁垒较高 其制造过程主要是技术密集 工艺和设 备要求高 电池芯片转换效率的高低决定了处于该环节企业的盈利能力 另外 硅片切割环节由于切割厚度以及破片率等方面的要求较高 进 入也存在一定的壁垒 相对来说 单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸 Ingot 组件及系统 module system 封装与应用进入壁垒较低 目前 晶体硅 光伏发电产业呈现 倒置漏斗 形状 光伏发电产品市场的发展速度远远 超过上游产业的发展 引起这种状况的主要原因是产业链发展不均衡 高 纯硅原料的供应不足 上游生产厂家扩产速度过慢 导致高纯度晶硅材料 市场出现供不应求的局面并愈演愈烈 不过今年以来 由于大量厂商的投 产 处于上游的硅原料价格急剧回落 太阳能电池的生产主要集中于欧洲国家 日本和美国 其中德国 西 班牙 日本和欧盟集中了太阳能电池生产商 也是产品主要的需求国 目 前 我国生产太阳能电池的企业主要有 无锡尚德太阳能电力有限公司 中电电气 南京 光伏有限公司 江苏林洋新能源有限公司 晶澳太阳能 电源有限公司 除此之外 国内还有 300 多家太阳能电池厂家 但是国内 大多数厂商都只是购买电池芯片进行简单的组件封装工作 且产品品种单 一 在各产业链环节 其生产成本具有很大差异 因而所获利润也有较大 差异 下面给出在整个产业链最终生产出太阳能电池的成本构成 如下图 23 所示 当然这两年以来由于多晶硅产能的急速扩张 硅材料的价格下降较 多 电池成本有较大下降 4 34 3 太阳能光伏行业价值链分析太阳能光伏行业价值链分析 光伏发电成本 经济效益 是影响整个产业发展的关键因素 因此有 必要结合现阶段行业情形对光伏产业进行量化分析 一 利润从产业链的上游往下游转移 在过去几年 光伏装机的新增市场快速增长 产业链的上游多晶硅环 节由于相对投资周期最长 技术壁垒较高 就成为了供需缺口最大的环节 多晶硅的现货市场价格也从 2004 年的 50 60 美元 公斤飙升到了 2008 年 的 400 美元 公斤 不过 2009 年以来 由于金融危机的影响需求减弱 多 晶硅的价格也一路下滑 国外传统七大厂的成本为每公斤 25 35 美元 而国内大部分多晶硅厂 成本在每公斤 60 90 美元 少数成本较低企业成本也在 50 美金以上 未 来如果现货价格降至 50 美元 国内的大部分企业都将面临亏损 因此投 资或者参股多晶硅企业的公司未来几年多晶硅贡献的利润有限 产业链的 利润不会再像以前那样过多的集中在上游多晶硅环节 会部分转移到下游 系统安装以及光伏装机投资商环节 多晶硅供不应求导致的暴利时代结束后 未来多晶硅材料成本的下降 主要依靠硅材料生产技术的突破和硅片切割技术的提升 目前主流的多晶 硅生产方式包括改良型西门子法 新硅烷法和硫化床法 改良型西门子法 是目前应用范围最广的一种多晶硅生产工艺 但新硅烷法 硫化床法 冶 金法等新的工艺具有耗能小 成本低的特点 在多晶硅价格不断下行的情 24 况下 这两种新工艺将逐步代替西门子法 以降低多晶硅材料成本 保证 多晶硅生产环节的利润率 二 硅料成本大幅下降 促使太阳电池成本下行 多晶硅是生产太阳能电池的主要原料 2006 年多晶硅占太阳能电池 成本的 41 随着多晶硅价格的下跌 2008 年底其成本占比降至 37 5 预计目前多晶硅成本占比不到 25 除了硅料成本大幅下降外 电池片加工及组件 系统集成环节成本下 降也非常明显 2006 年电池片加工成本为 9 元 Wp 2008 年降至 3 元 Wp 降幅达 66 7 电池组件环节成本降幅为 57 1 系统集成环节成 本降幅为 34 8 电池片加工 组件及系统集成这三个环节的技术壁垒较低 建设周期 较短 厂商进入比较容易 产能规模容易扩张 竞争相对激烈 预计未来 成本还有进一步的下降 每个产业环节的增加值降低均构成了太阳能电池 组件最终价格的降低 另外 由于光伏产业链各个环节都有不同程度的产能过剩情况 近期 产能过剩的局面难以改变 2009 年受西班牙市场急速降温以及全球金融 危机的影响 光伏系统价格下降约 20 但产业链各环节利润水平已趋于 合理 因此预计组件价格仅能下降 10 左右 系统价格仅能下降约 5 但如果未来竞争加剧 预计附加值率有可能将进一步逐渐下降 三 光伏并网发电投资与运营成本 目前光伏发电单位投资总成本为 1 90 万元 kw 其中太阳能光伏电池 组件 1 09 万元 kw 占总投资成本的 60 左右 25 光伏发电运营成本主要由折旧 运营费用和财务费用构成 我们进行 案例分析 假设装机容量 1kw 发电小时数 1400 20 年折旧 残值率 10 负债率 70 利率 5 94 计算得到发电成本为 1 328 元 kwh 如果以 17 的 增值税税率计算 盈亏平衡的上网电价为 1 554 元 kwh 近期 光伏发电 产业内领先企业已经提出要在 2012 年将光伏发电成本控制在 1 元 kwh 此计划中假设的多晶硅为 70 美元 kg 且不考虑优惠政策 第五章第五章 行业发展趋势分析行业发展趋势分析 6 16 1 政策是决定光伏装机的关键因素政策是决定光伏装机的关键因素 根据国外的经验来看 国家政策引导甚至强制规定 是光伏装机能否 在该国大规模应用的关键 各国的补贴政策主要可以分为两类 一类是投 资补贴法 即对安装光伏系统直接进行补贴 如日本 一类是上网电价法 即对光伏发电的上网电价进行设定 设定的价格高于传统的火电水电等上 网电价 该方法在德国 西班牙等国显示出巨大威力 刺激了光伏产业迅 速发展 另外如美国加利福尼亚州将两种政策混合执行 投资补贴法增加了财政支出 从而增加了纳税人的负担 但这种方法 实施起来非常方便 上网电价法使得光伏补贴由电力公用事业的消费者承 担 且更加注重光伏发电的实际效果 但增加了管理负担 另外 投资补 贴法主要注重设备安装的容量 忽略了设备的实际运行情况 而上网电价 法更有效地促进了光伏设备的实际使用情况 26 6 26 2 中国将成为世界太阳能重要的发动机中国将成为世界太阳能重要的发动机 中国光伏产业的投资主体往往是政府部门和大型垄断集团 补贴按资 金来源分为两个部分 一是财政部资金补助项目 根据文件是 2009 年 3 月份财政部公布的 关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见 和 7 月份公布的 金太阳示范工程财政补助资金管理暂行办法 主要面向光 伏建筑一体化项目和金太阳工程文件附注中指定的项目 补贴方式是申报 批准后 装机时一次性补贴 二是可再生能源附加支持项目 补贴方式是进行招标 而后使用光伏 标杆电价补贴 凡是享受了金太阳示范工程补贴资金的太阳能项目 都不 再享受光伏标杆电价补贴 光伏建筑一体化的上网电价目前暂未确定 但 从其补贴方式 金额来源以及补贴比例 20 元 瓦 接近装机总投资的 50 和金太阳工程类似 金太阳工程明确表示要补贴装机总投资的 70 来看 预计其再享受标杆电价的可能性很低 因此中国的光伏市场是由以财政部资金支持的金太阳工程 光伏建筑 一体化市场和以可再生能源附加支持的标杆电价市场组成 两个市场基本 互相独立 6 36 3 20122012 年光伏市场 恢复数量性增长年光伏市场 恢复数量性增长 光伏产品成本的下降 转化率的提高 竞争的加剧导致光伏补贴成本 的下降 因此 从世界范围看不存在某个国家光伏市场大幅下降的风险 老牌光伏市场德国 西班牙都已接近政府补贴上限 预计其两年内难以起 色 相对的 美 日 中三国光伏补贴离这个上限还远 政府态度积极 光伏市场有望在今年大幅提升 另外 中国光伏市场受利息变动影响不大 27 综合考虑我国对新能源 低碳经济的支持态度 预计国内市场仍将保持快 速增长 在中国市场的拉动下 2012 年世界光伏市场将恢复数量性的增 长 6 46 4 技术进步替代产能扩张成为关键所在技术进步替代产能扩张成为关键所在 过去几年 光伏产品供需缺口大 产能扩张是各个企业的战略重点 但随着目前供需发生变化 通过技术研发进步来降低成本和提高效率成为 了关键所在 到 2011 年 单位瓦太阳能装机容量的成本将较之前有明显 的下降 这个下降主要来自三个方面 规模效应 技术进步导致的太阳能 组件各原材料成本的下降 太阳能电池组件工艺的进步导致转化率的提升 电池组件厂商竞争的加剧 光伏组件的成本包括直接材料 直接人工 动力费用 制造费用四种 而直接材料又包括硅材料 镀铜切割线 银浆 玻璃 EVA TPT 接线盒 辅助材料 铝边框等 随着工艺的进步及行业整合 规模效应的提高 单 位瓦太阳能原材料成本会不断下降 多晶硅成本下降主要来自两个方面 硅材料生产技术的突破以及硅切 片技术的提升 目前 主流的多晶硅的生产方式主要包括改良型西门子法 新硅烷法 硫化床法三种 其中 改良型西门子法是目前应用范围最广的 一种多晶硅生产工艺 但新硅烷法 硫化床法 冶金法等新的工艺具有耗 能小 成本低的特点 在同为 1 万吨以下的生产规模中 新硅烷法 硫化 床法成本是西门子法的 2 3 目前大多数厂商仍在使用改进型西门子法 在多晶硅价格不断下行的情况下 这两种新的工艺必将大规模替代西门子 法 从而有效拉低多晶硅材料成本 28 除了工艺改进之外 改进硅切片技术 降低电池片厚度也是减少硅材 料损耗的有效途径 提高硅片切割技术 降低硅片厚度是减少硅材料消耗 降低晶体硅太阳电池成本的另一有效措施 30 多年来太阳电池硅片厚度从 20 世纪的 450 500 m 降低到目前 160 180 m 降低了一半以上 硅材料用量的大幅减少 对太阳电池成本 的降低有着非常重要的作用 在技术路线和切片技术改进的推动下 即使 不考虑转化率提升的因素 每瓦电池耗硅成本也将从现在的 5 6 元降到 2012 年的 3 9 元 6 56 5 组件厂商竞争加剧 产能略有过剩组件厂商竞争加剧 产能略有过剩 国内太阳能组件厂商并没有放缓扩产的步伐 以无锡尚德 天威英利 河北晶澳 常州天合 江苏林洋五个国内组件厂商为例 除了无锡尚德停 止了对电池组件的扩产之外 其余几家企业纷纷选择了扩大产能 以上五 家样本公司的产能扩充计划如果能够充分实施 将在 2012