高压锂电池组全景调研与发展战略研究

高压锂电池组全景调研与发展战略研究我国光伏产业发展较快光伏发电作为绿色能源的一种，是我国迈向碳中和碳达峰，进行能源结构转型发展中的重要一环。从累计装机容量方面来看，据国家能源局统计数据显示，2015年以来，我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2015年，全国光伏发电累计装机容量为4318万千瓦，到2020年已经增长至25300万千瓦。从一定程度上说，我国的光伏发电正在迅速发展起来。户用型光伏是分布式光伏发电的主要形式，户用型光伏并网发电系统的工作原理是太阳能电池板接收太阳能辐射，光伏阵列输出直流电，经逆变转化为与市电电网同频、同相的交流电，实现交流并网同时供本地交流负载使用。一个典型的户用型光伏并网发电系统一般由光伏电池阵列、接线箱、并网逆变装置、电表、电网和负载组成。光伏发电是指利用光伏材料的光电特性，将光的辐照能量转换为电能（直流），再通过逆变器并入三相交流电网的新能源发电。作为分布式光伏发电的主要形式，户用光伏系统已在国外得到成功推广。从光伏的全球应用来看，分布式光伏发电是主流，分布式的应用占比已经达到79%。在日本和澳大利亚，分布式光伏发电占比超过99%，在应用最成熟的德国，分布式占比也高达86%。光伏逆变器行业基本情况（一）光伏逆变器的原理及分类光伏逆变器是能够将光伏组件所产生的直流电转化为可并入电网或供负载使用的交流电的设备，是光伏发电系统的核心部件，其稳定性直接决定了发电系统整体的稳定性。光伏逆变器主要由输入EMI电路、DC/DCMPPT电路、DC/AC逆变电路、输出EMI电路、核心控制单元电路组成，根据不同的用途和技术特点，光伏逆变器有多种分类方式。（二）光伏逆变器行业发展情况1、全球光伏逆变器行业保持较快增长作为光伏发电系统的核心设备，光伏逆变器的行业发展情况与全球光伏产业的发展趋势一致，近年来保持较快增长。根据国际知名的电力与可再生能源研究机构WoodMackenzie发布的统计数据，2016年以来全球光伏逆变器出货量快速增长，从2016年的81．3GW上升至2021年的225．4GW，年复合增长率达到22．62%。中国美国和欧洲作为光伏产业的主要市场，同样为光伏逆变器出货量最大的国家和地区。同时，印度、拉丁美洲等光伏产业新兴市场的光伏逆变器出货量也呈快速增长趋势。2、中国光伏逆变器企业市场份额不断提升近年来，中国光伏逆变器企业的市场竞争力和国际化程度不断增强，在全球的市场份额持续提升。2015年以来，华为和阳光电源稳居全球逆变器行业前两名，2021年度市场占有率合计约44%；同时，包括固德威、锦浪科技在内的国内知名逆变器品牌快速成长，出货量以及全球市场占有率不断提升。3、光伏逆变器行业集中度呈上升趋势光伏产业经过前期的产业调整，竞争力不足的厂商逐步被淘汰，技术研发实力、业务规模、国际化程度等方面具有优势的光伏企业逐渐脱颖而出。根据WoodMackenzie的统计数据及测算，全球光伏逆变器出货量排名前五名、前十名的市场占有率已分别从2013年度的40%和55%上升至2021年度的63%和82%。在全球各国保护性和补贴政策趋稳、产业逐步向市场化驱动转变后，光伏逆变器行业集中度整体呈上升趋势，并逐渐趋于稳定。（三）光伏逆变器行业发展趋势1、光伏发电成本优势逐渐体现随着光伏发电产业快速发展、产业技术不断革新、产业链上下游竞争加剧，光伏组件、光伏逆变器等光伏发电系统核心部件的研发能力、生产效率不断提升，进而使得光伏发电成本整体呈下降趋势。根据国际可再生能源署（IRENA）统计，2010年全球光伏度电成本平均为0．37美元/度，2019年已下降至0．05美元/度，降幅超过80%。近年来，受到新冠肺炎疫情、国际战争冲突等因素影响，全球化石能源价格不断上涨，使得光伏发电的成本优势进一步凸显。随着光伏平价上网的全面普及，光伏发电已逐步完成从补贴驱动至市场驱动的转变，进入稳定增长的新阶段。2、光储一体化成为光伏逆变器行业发展趋势光储一体化指在光伏发电系统中增加储能逆变器、储能电池等储能系统设备，有效解决光伏发电间歇性、波动性大、可调控性低的弊端，解决发电连续性和用电间断性之间的矛盾，实现电力在发电侧、电网侧和用户侧的稳定运行。随着光伏装机量的快速增长，因光伏发电的波动性特征产生的弃光问题日益凸显，储能系统的运用将成为光伏大规模应用、能源结构转型的关键要素。根据彭博新能源金融（BloombergNewEnergyFice，BNEF）发布的统计数据，近年来，电化学储能市场累计装机量呈快速增长趋势。2021年度，全球电化学储能市场新增装机量24．3GW，同比增长127．10%。2021年末全球已投运电化学储能累计装机量约为57．4GW，占光伏累计装机量的比例为6．81%，光储配套比例呈上升趋势。储能逆变器作为储能系统中的核心设备，根据IHSMarkit的预测，2022年度全球并网型储能逆变器出货量将达到7．1GW，2018年度至2022年度复合增长率达24．03%，呈现快速增长趋势。3、分布式光伏已成为光伏发电的主要方向（1）中国的分布式光伏基本情况及变化趋势2016年，国家发展改革委、国家能源局对外正式发布《电力发展十三五规划（2016-2020年）》，明确提出十三五期间，太阳能发电装机达到110GW以上，分布式光伏发电要达到60GW以上的装机规模，占比约55%，体现国家侧重发展分布式光伏的政策导向。根据国家能源局统计，2021年我国分布式光伏新增装机容量29．28GW，较2020年增长88．66%，占光伏新增装机容量的53．35%。2022年1-6月，我国光伏新增装机容量30．88GW，其中分布式光伏装机容量占比63．63%，分布式光伏占比持续增加。2021年以来，国内密集出台推动分布式光伏高速发展的政策。2021年6月，国家能源局综合司发布了《关于报送整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，通知中明确为加快推进屋顶分布式光伏发展，将在全国组织开展整县（市、区）推进屋顶分布式光伏开发试点工作，其中机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%；学校、医院等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%；工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%；农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。2021年9月，国家能源局综合司发布《关于公布整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点名单的通知》，各省（自治区、直辖市）及新疆生产建设兵团共报送试点县（市、区）676个，全部列为整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点。相关政策将推动各地共同参与分布式光伏发电的开发，进一步加快我国户用分布式光伏发电的发展。2021年12月，国家能源局、农业农村部、国家乡村振兴局联合印发《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》，提出要将能源绿色低碳发展作为乡村振兴的重要基础和动力，支持具备资源条件的地区，采取村镇+农户等模式，利用农户闲置土地和农房屋顶，建设分布式风电和光伏发电，配置一定比例储能，自发自用，就地消纳，余电上网，农户获取稳定的租金或电费收益。2022年3月，国家能源局发布《2022年能源工作指导意见》，明确提出继续实施整县屋顶分布式光伏开发建设，加强实施情况监管。因地制宜组织开展千家万户沐光行动，充分利用油气矿区、工矿场区、工业园区的土地、屋顶资源开发分布式风电、光伏。2022年5月，国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，方案提出要促进新能源开发利用与乡村振兴融合发展，鼓励地方政府加大力度支持农民利用自有建筑屋顶建设户用光伏。在具备条件的工业企业、工业园区，加快发展分布式光伏、分散式风电等新能源项目，到2025年，公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率力争达到50%；鼓励公共机构既有建筑等安装光伏或太阳能热利用设施。2022年6月，国家发展改革委、国家能源局等九部门联合发布《十四五可再生能源发展规划》，提出大力推动光伏发电多场景融合开发。全面推进分布式光伏开发，重点推进工业园区、经济开发区、公共建筑等屋顶光伏开发利用行动，在新建厂房和公共建筑积极推进光伏建筑一体化开发，实施千家万户沐光行动，规范有序推进整县（区）屋顶分布式光伏开发，建设光伏新村。国家政策的发布标志着分布式光伏发电在我国进入全面快速发展阶段的趋势。（2）境外主要市场分布式光伏基本情况及变化趋势由于集中式光伏占地面积较大，涉及土地审批等手续较为复杂且耗时较长，欧洲各国的土地资源较为稀缺，同时屋顶、墙面等易于安装且具备经济性，2021年末欧洲分布式光伏累计装机量占总装机量约63%，占比较高，2018年至2021年分布式光伏新增装机占比均超过50%。2022年，欧盟提出REPowerEU计划，欧盟太阳能战略（EUSolarEnergyStrategy）作为其中重要组成部分，提出2030年度可再生能源在能源使用总量中占比目标从40%上调至45%；到2025年，光伏累计装机量达到320GW，到2030年，光伏累计装机量达到600GW。欧洲太阳能屋顶倡议（EuropeanSolarRooftopsInitiative）为支撑目标的具体举措，主要为释放未被充分利用的屋顶的太阳能发电潜力，推进分布式光伏发展，使欧洲的能源更清洁、更安全、更实惠。欧盟将：1）缩短项目审批流程，将屋顶太阳能装置等的政府审批时间限制3个月内；2）强制要求以下建筑安装屋顶太阳能：A、到2026年，实用面积大于250平方米所有新建的公共和商业建筑；B、到2027年，实用面积大于250平方米所有现有的公共和商业建筑；C、到2029年，所有新建的住宅建筑；3）通过规定，确保所有新建建筑均为可安装太阳能设备的楼房。综上，分布式光伏在欧洲的总光伏装机占比较高，预计随着REPowerEU计划的实施，未来分布式光伏的占比将进一步提高。巴西地处热带，光照资源充沛。水电在巴西可再生能源累计装机占比较高，但由于近年全球气候变暖，受气候变化影响，巴西境内旱灾频发，使得巴西遭遇能源供应紧张的情况，因此巴西大力发展光伏发电，提升非水可再生能源的装机规模。巴西的分布式光伏的装机占比持续提升，截至2021年末，巴西已并网的光伏发电装机总量为13．71GW，其中分布式光伏的装机容量为9．08GW，分布式光伏占比66．23%。截至2022年6月末，巴西分布式光伏装机量占已并网光伏发电装机总量的68．94%。2022年1月，巴西政府发布《第14，300号法案》，该法案规定现有分布式电站及2023年底前建成的分布式电站将继续实施税收优惠政策直至2045年，新的法案公布后，分布式电站的税收红利得以延续，预计巴西分布式光伏装机将保持快速发展的趋势。4、组串式逆变器市场占比上升近年来，光伏逆变器市场以集中式逆变器和组串式逆变器为主，其中组串式逆变器主要应用于分布式光伏发电系统，具有安装灵活、智能化程度高、易于维护、安全性高等特点。随着技术的不断进步，组串式逆变器的成本不断下降，发电功率已逐渐接近集中式逆变器。随着分布式光伏发电的广泛应用，组串式逆变器市场占比整体呈上升趋势，已超越集中式逆变器成为目前的主流应用产品。5、光伏逆变器新增装机需求与存量置换需求并存光伏逆变器中包含印刷线路板、电容、电感、IGBT等多种电子元器件，随着使用时间的增长，各类元器件的老化、磨损现象会逐渐显现，逆变器发生故障的概率也随之提升。根据权威第三方认证机构DNV的测算模型，组串式逆变器的使用寿命通常在10-12年，超过一半的组串式逆变器需要在14年内进行更换（集中式逆变器则需要更换部件）。而光伏组件的运行寿命一般超过20年，因此在光伏发电系统的全生命周期中往往需要对逆变器进行更换。全球范围内，欧洲、美国、澳大利亚等发达国家及地区光伏发电起步较早，大规模光伏装机主要起步于2010年前后。因此，自2020年开始，光伏逆变器已进入置换周期，存量光伏发电系统中光伏逆变器的置换需求将逐步显现。按照组串式逆变器的使用寿命为10年进行预测，2011年度至2015年度新增光伏装机量将对应2021年度至2025年度的光伏逆变器的置换需求，合计约182．9GW，存量置换需求所产生市场容量也将具有较大的规模。分布式光伏装机量占比逐渐增大近年来，国家光伏发展政策逐渐向分布式光伏发电倾斜。在太阳能资源优良、电网接入消纳条件好的农村地区和小城镇，推进居民屋顶光伏工程，结合新型城镇化建设、旧城镇改造、新农村建设、易地搬迁等统一规划建设屋顶光伏工程，形成若干光伏小镇、光伏新村。据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国分布式光伏发电市场份额稳步提升，2013年，分布式光伏发电累计装机容量占总体的16．0%，到2018年，增长至占总体的29%。2019年市场份额进一步提升，分布式光伏发电累计装机容量占总体比重上升至30．7%;截至2020年底，全国分布式光伏装机7831万千瓦，占光伏总装机比重30．9%，高于全球均值近10个百分点，且此项占比将继续上升。市场份额逐步提升的同时，我国分布式光伏发电累计装机容量也在快速提升，据国家能源局统计数据显示，2013年，全国分布式光伏发电累计装机容量仅为3．1GW，到2019年，我国分布式光伏发电累计装机容量已达到62．63GW，较2013年增长近20倍;2020年，我国分布式光伏发电累计装机容量达到78．31GW。整体来说，由于户用光伏在独立性、稳定性、可移动性等方面较之一体式光伏发电具有较大优势，近年来我国户用型光伏发电的装机量越来越多，分布式光伏装机量占比也随之不断提高。进入光伏发电行业的主要壁垒（一）光伏发电技术壁垒逆变器作为光伏发电系统的大脑，直接决定了系统的发电效率和运行稳定性。光伏逆变器的生产和制造结合了电力系统设计技术、半导体技术、电力电子技术、微电脑技术、软件算法编程技术等，属于技术密集型行业。一款产品从技术研发到最终成熟应用需要投入大量的资源，并且研发人员的专业能力、电子元器件的选择运用、生产工艺的先进程度、软件算法的迭代升级以及对于应用场景的了解和把握，均会直接影响产品的质量和稳定性。对于新进入行业的竞争者，难以短期内完成各项技术、人员和应用场景数据的积累，因此具有一定的技术壁垒。（二）光伏发电产品认证壁垒中国欧洲美国等全球主要光伏市场对于光伏逆变器均制定有独立的认证体系，如中国的CQC认证、欧洲的CE认证、北美的UL认证等，每一款型号的光伏逆变器均需完成认证后，方可进入市场向下游客户进行销售。不同市场的资质认证内容不尽相同，且认证程序复杂、测试标准严格、认证周期较长，对于新进入行业的竞争者，难以短期完成相关产品的认证，因此具有一定的产品认证壁垒。（三）光伏发电渠道壁垒从供应链渠道来看，光伏逆变器属于电力电子产品，一方面电容、电感、IGBT等电子元器件对于产品品质的影响较大，另一方面产品存在使用老化和技术更新迭代，要求供应商能够在满足原材料供应品质和时效的前提下，能够对于技术路线升级快速反应。从销售渠道来看，分布式光伏用户具有较强的C端客户属性，相较于多采用招标方式集中采购的大型电站，分布式光伏产品的客户对于产品设计、稳定性、售后服务等方面要求更具有个性化，因此要求厂商需更加了解终端客户的使用场景和使用习惯，建立广泛的营销网络。对于新进入行业的竞争者，难以短期建立稳定的采购及销售渠道，因此具有一定的渠道壁垒。（四）光伏发电资金壁垒行业需要较大的资金投入。在产品研发阶段，因产品型号众多、技术迭代速度快，需要投入大量研发资源；在产品生产及检测阶段，企业需配置自动化加工生产线、高温老化设备等，并产生设备维护、保养及检修等费用支出；在产品销售阶段，企业需进行营销推广，并组建本地化团队提升售后服务响应能力；最后，对于大型光伏电站项目，销售回款周期普遍较长，企业需具备较好的资金实力和融资能力保障经营性现金流的稳定。对于新进入行业的竞争者，难以同步投入大量资金用于产品研发、生产检测、营销售后，难以参与大型工程项目的竞标，因此具有一定的资金壁垒。中国光伏发电行业产业链光伏发电产业链上游为原材料，包括硅矿石、硅料、硅片、银浆等；产业链中游为光伏发电系统，主要由太阳能电池板（组件）、控制器、蓄电池组（可无）、逆变器等设备组成，其中太阳能电池板由电池片和电池组件组成；产业链下游则是光伏发电站以及光伏应用产品。从光伏发电产业链上游来看，硅料领域供应商主要有通威股份、新特能源、保利协鑫等；硅片领域供应商有隆基股份、中环能源、晶科能源等。从产业链中游来看，电池片方面我国通威股份、恒星科技、中利集团等企业已处在领先地位；光伏组件方面，隆基股份、晶澳科技为龙头企业；光伏逆变器方面，阳光能源、锦浪科技、上能电气排名前列。中国光伏发电行业市场规模及未来发展趋势中国的光伏发电行业已经取得了快速发展，成为全球最大的光伏发电市场。根据统计，2018年中国光伏发电安装量约为21．2GW，较去年增长了4．4GW，同比增长25．8%。与2018年相比，2019年中国光伏发电安装量将超过30GW，较2018年增长了40．9%。随着中国积极发展可再生能源，未来的光伏发电市场规模将会进一步扩大。中国政府强调推进新能源发电，政策支持更加稳定，投资环境更加优越。政府支持政策包括电价补贴、建设补贴、财政补贴、运行