光伏设备行业研究技术迭代视角的光伏设备投资机会分析

光伏设备行业研究：技术迭代视角的光伏设备投资机会分析1

“政策+技术”驱动，光伏行业进入快速增长期1.1

政策驱动为光伏行业发展提供长期动力回顾国内光伏行业发展历程，行业发展主要受到政策推动。2013

年

7

月

15

日国务院印发

《关于促进光伏产业健康发展的若干意见》，对光伏行业施行发电补贴，行业步入快速发展阶

段。2017

年发改委提出分资源区降低光伏电站上网电价，下调了度电补贴标准，一类至三类资

源区新建光伏电站每千瓦时下调

0.15

元、0.13

元、0.13

元，行业发展进入拐点。站在目前的时点，短期的政策驱动在于：2020

年

7

月

31

日，国家发改委和能源局发布了

《关于公布

2020

年风电、光伏发电平价上网项目的通知》，通知表示

2019

年第一批和

2020

年光伏发电平价项目须于

2020

年底前核准（备案）并开工建设，除并网消纳受限原因以外，须

于

2021

年底前并网。未在规定时限内并网的项目将从项目清单中移除，无法享受平价项目的并

网、消纳保障。存量平价项目加快建设速度，行业增速重回升势，2021

年有望继续保持。2020

年

9

月，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，中国表示力争于

2030

年前使二氧

化碳排放达到峰值，并争取在

2060

年前实现碳中和。2020

年

12

月，中央经济工作会议将做好

碳达峰、碳中和工作列为

2021

年八大重点任务之一，要求抓紧制定

2030

年前碳排放达峰的行

动方案，支持有条件的地方率先达峰，大力发展新能源。目前我国碳排放主要来自于电力、钢铁、水泥、交通等行业。根据国内学者的测算，电力

热力、工业、交通、建筑四个大类行业占国内碳排放的比例分别为：42%、37%、13%、8%。

为实现“碳达峰碳中和”目标，电力热力、工业、交通、建筑需完成的

CO2减排责任分别为

71%、

11%、7%、11%。

2016-2020

年，火力发电占总发电量的比例从

73.71%降至

67.87%，但占比仍旧较高。因此

在电力行业提高非化石能源占比对于实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。2020

年

12

月

12

日，我国在气候雄心峰会上表示：到

2030

年，中国非化石能源占一次能源消费比重将达到

25%左右，风电、太阳能发电总装机容量将达到

12

亿千瓦以上。2021

年

5

月

11

日，国家能源

局印发的《关于

2021

年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》中表示

2021

年全国风电、

光伏发电量占全社会用电量的比重达到

11%左右。按照全社会用电量

4%的增速计算，预计

2021

年全国风电和光伏发电量将达到

8592.6

亿千瓦时，较

2020

年增长

18.09%。

从长期来看，2022

年我国光伏将全面进入平价时代，“碳达峰碳中和”的长期目标驱动光

伏行业在长周期内保持景气。1.2

产业链各环节技术创新百花齐放，增效降本助力光伏全面进入平价时代光伏产业链主要分为

4

个环节：硅料、硅片、电池片、电池组件。增效降本是光伏产业永

恒的主题，技术的创新是增效降本的核心推动力。目前产业链的四个环节均有新的技术创新，

新技术往往会带来行业内竞争格局的变化，同一环节不同技术路线的竞争同样会对行业竞争格

局产生影响。各环节的新技术和技术路线竞争如下：

硅料：硅烷流化床法所生产的颗粒硅与改良西门子法所生产的块状硅。

硅片：大硅片技术，目前存在

182mm和

210mm两大阵营。

电池片：TOPCon和异质结电池，两种新型电池的生产路线上均出现两种以上的技术路线。

电池组件：半片技术（包含三片、四片技术）、多主栅技术和无主栅技术、叠瓦技术。2

硅料环节：供需错配，企业加速扩产利好设备厂商2.1

供需错配，硅料企业加速扩产受下游高景气度的影响，2021

年以来单晶复投料、单晶致密料、单晶菜花料的价格分从每

吨

8.75/8.5/8.2

万元上涨至

2021

年

11

月的每吨

27.22/26.97/26.71

万元，涨幅分别为

211.09%

/

217.29%

/

225.73%。根据中国有色金属工业协会硅业分会的统计，2020

年国内企业拥有多晶硅产能

42

万吨，

产能占全球多晶硅产能的

74.5%，2020

年我国实际生产多晶硅

39.6

万吨，产量占全球产量的

75.4%。与此同时，2020

年我国多晶硅消费量为

50.9

万吨，占全球消费量的

93.7%，硅片产量

159GW，占全球产量

98.8%。短期来看，国内供需有较大缺口。为了保证硅料供应，从

2020

年起下游企业开始陆续同硅料厂商签订长期供货合同，2021

年近

8

成产能已经被锁定。2.2

改良西门子工艺成熟，未来仍为市场主流目前硅料的加工工艺主要为改良西门子法和硅烷流化床法，分别对应棒状硅料和颗粒硅料。

西门子法在

1954

年由德国

Siemens公司研发，于

1956

年实现工业生产，经过几十年的完善，

目前已经发展到第三代（改良西门子法），综合能效显著降低。

改良西门子法主要有以下几个工艺步骤：1）硅粉的氯化；2）三氯氢硅的（TCS）提纯；3）

三氯氢硅还原；4）尾气回收；5）四氯化硅（STC）的氢化及其他辅助步骤。其中最核心的步

骤为第三步三氯氢硅还原，在化学气相沉积炉（还原炉）中用高纯度氢气还原三氯氢硅得到多

晶硅棒。改良西门子法通过对尾气和物料的回收循环利用，实现物料的闭路循环，同时可以有

效减少污染。当前改良西门子法生产的综合能耗为

10kgce/kg，相比于

2010

年综合能耗下降

69.24%。颗粒硅的工艺流程和设备仍有待优化。在产业端的产能也尚不具备规模，保利协鑫自

2010

年开始自主研发颗粒硅技术，2020

年协鑫具有颗粒硅产能

10,000

吨，预计

2021

年产能将超过

30,000

吨。因此在未来，改良西门子法生产的棒状硅仍将为市场主流。根据中国光伏行业协会

的预测，到

2030

年棒状硅仍然会占据

90.3%的市场份额。2.3

硅料设备市场空间预测关键假设一：受益于光伏发电成本下降，2021-2025

年全球光伏装机量将达到

160

GW/200

GW/250

GW/300

GW/350

GW（此数据为

CPIA预测的中性假设下装机量）。关键假设二：国内硅料产能未来继续提升，2021-2025

年国内硅料产能全球占比将达到

78%/81%/83%/85%/86%。关键假设三：由于多晶硅产能建设从开始落地需要

1-1.5

年，达到满产水平需要

2-2.5

年，

随着未来两年我国硅料产能的加速扩张，新建产能会拉低整体产能利用率，预计

2021-2025

年

我国多晶硅料产能利用率先低后高，然后维持稳定，分别为

62%/60%/70%/75%/80%。2.4

硅料核心设备还原炉：行业格局集中，拥有确定性成长机会还原炉是三氯氢硅（TCS）还原成多晶硅的反应产所，是改良西门子法生产多晶硅料的核

心设备。国内多晶硅还原炉市场集中度非常高，主要为双良节能（600481.SH）、上海森松和东

方电热（300217.SZ）。根据双良节能年度报告披露的数据，2017

年公司多晶硅还原炉占据接

近

60%的市场份额。

2021

年双良节能和东方电热还原炉订单显著增长。2020

年双良节能多晶硅还原炉收入

1.7

亿元，而

2021

年双良