海外新能源专题（二）：美国光储：弱电网下的多层次、自驱动市场

产业背景：美国的碳中和目标定在2050年，要实现该目标需累计部署的光伏装机达到1050-1570GW，以满足44%-45%的电力需求。由于“页岩气革命”，美国的化石能源能够实现自给且天然气实现净出口。一方面美国在传统能源方面具备资源优势，另一方面两党在能源路线方面存在里面差异（共和党更重视扩大传统能源的生产，民主党支持优先发展替代能源），美国的能源路线仍存变数。 需求侧：电网掣肘，就地消纳为主 需求刺激政策：以联邦ITC为底色，各州因地施策。联邦ITC允许项目方从联邦税收中扣除固定比例的太阳能系统安装成本，已经历多次延期，目前政策为22年后补贴比例由26%降至22%，2023年降至10%（不含户用）。若《BBB法案》通过，则可延期10年。各州政策则以RPS为核心，辅以州级ITC补贴、净计量政策等，持续拉动光伏装机需求。 户用：模式创新，补贴退坡刺激家储需求。2021年美国户用光伏新增装机4.2GW，同比+30%以上，其中加州、PJM电力市场区域是较为重要的增量来源。美国户用光伏已衍生出多种商业模式，诞生了Sunrun、Sunnova、Sunpower等龙头企业，随着各州净计量政策逐步退出，户用储能需求有望高增。 非住宅：分为社区光伏和工商业光伏，集中于高电价地区。社区光伏主要针对中低等收入人群，受政府规划影响较大，2021年新增装机0.96GW；工商业光伏集中于工业较发达的加州和东北地区，2021年新增装机1.44GW。 地面电站：RPS开路，自发需求跟进，配套储能效果更佳。2020年以来，地面电站约占美国新增光伏装机的70-80%，驱动因素正从RPS等强制因素转向自愿驱动。历年新增签约和装机量受ITC政策驱动明显，2021年美国地面电站光伏新增装机17GW，2018年（6.2GW）-2021年复合增速约40%。地面电站与电化学储能的结合正成为趋势，带动美国表前储能高增。 供给侧：贸易壁垒下的特殊竞争环境 本土供给：截至2022年1月，美国本土仍有硅料、晶硅组件、薄膜组件及逆变器产能，主要集中在加州、五大湖地区及东南部，代表企业有Hemlock、REC Silicon、Wacker、First Solar等。 海外供给：2021年美国进口光伏组件23.6GW，同比下降12%，主要来自马来西亚、越南、泰国、韩国、柬埔寨；2021年美国进口光伏电池2.6GW，同比增长17%，主要来自韩国、马来西亚、越南。 对华光伏产业政策：美国自2011年开始对华施行“双反”，后经历二次“双反”，东南亚反规避调查（正在进行），以及201关税、301关税、涉疆暂扣令WRO等，力图扶持本国光伏制造业。 投资建议：美国光伏市场需求潜力巨大，拜登为东南亚豁免2年组件关税后，反规避调查阴霾暂时散去，2022下半年至2024年需求有望高增。若后续《BBB法案》取得进展，将进一步刺激美国光伏市场需求提升。建议关注布局美国市场的光伏产业链企业：1）组件环节：隆基绿能、晶科能源、晶澳科技、天合光能； 2）逆变器环节：阳光电源、锦浪科技、固德威、禾迈股份；3）储能环节：派能科技、科陆电子。 风险分析：东南亚贸易政策风险、硅料价格过高的市场风险、竞争加剧风险。 投资聚焦 我们与市场的不同 （1）底层逻辑 美国市场是全球光伏市场的重要组成，不仅装机量举足轻重，而且其较好的经济水平、较高的组件价格，成为光伏企业利润的重要来源。因此美国市场向来是中国光伏企业的正面战场。 但是由于语言、地域等多方面障碍，市场上鲜有针对美国光伏市场的详细分析。 我们从一手资料出发，通过详细的梳理，对美国市场需求侧（户用、工商业、地面电站等多层次需求）和供给侧（本土供给与海外供给）做了具体分析，以便从市场运行的底层逻辑去理解美国光伏市场。 （2）系统思维 市场主流观点把美国光伏市场需求的驱动因素简单归纳为联邦ITC政策，我们从美国电力市场结构及美国电网现状出发，介绍了美国弱电网下的多层次（户用、非住宅、地面电站）、自驱动市场。 股价上涨的催化因素 （1）美国市场表现超预期 首先，从机制方面，美国光伏市场具有自发性，光伏取代燃气发电的过程，主要由成本优势驱动，且具备多层次的市场需求传导。其次，从项目层面，美国光伏需求具有较强的确定性，根据IEA数据，2022-2023年美国计划新增光伏和储能装机约51GW，单就地面电站来看，截至2022Q1储备项目已达80.6GW。加上拜登对东南亚光伏组件设置2年的关税豁免，美国市场需求释放进度有望超预期。 （2）美国政策演变超预期 从本次反规避调查来看，光伏产业在美国已具备较强的民意基础和广泛的利益群体。截至5月18日共有20位州长、22位参议员和85位众议员联合致信拜登要求结束调查。发展新能源是民主党一贯主张。2022年6月6日，美国总统拜登签署命令，规定美国从柬埔寨、马来西亚、泰国和越南进口光伏组件和电池免税，持续24个月。基于强大的民意基础，我们认为，美国对新能源的政策支持存在持续超预期的可能。 投资观点 美国光伏市场需求潜力巨大，拜登发布东南亚组件进口关税豁免命令后，反规避调查阴霾散去，2022下半年至2024年需求有望高增。若后续《BBB法案》取得进展，将进一步刺激美国光伏市场需求提升。建议关注布局美国市场的光伏产业链企业： 1）组件环节：隆基绿能、晶科能源、晶澳科技、天合光能； 2）逆变器环节：阳光电源、锦浪科技、固德威、禾迈股份； 3）储能环节：派能科技、科陆电子。 1、美国光伏：自发扩张已形成，进一步突破取决于天然气 1.1、脱碳背景：2050碳中和，2035电力脱碳 2021年11月，美国白宫发布《迈向2050年净零排放的长期战略》，公布了美国实现2050年碳中和终极目标的时间节点与技术路径。 其中包括三个时间节点： 1）2030年，作为美国承诺的气候变化国家自主贡献目标年，需实现碳排放下降50-52%（相较2005年）； 2）2035年，美国电力完全脱碳，实现100%清洁电力目标。这个目标与能源消费端电气化相结合，是实现2050年碳中和的关键路径； 3）2050年，美国实现净零排放目标，相当于中国的2060年碳中和目标。 图1：美国碳中和规划 根据美国能源部《SolarFutures study》，到2035年，脱碳方案需要累计部署的光伏装机为760-1000GW，满足37%-42%的电力需求。到2050年，累计部署的光伏装机需达到1050-1570GW，以满足44%-45%的电力需求。其中地面电站约占80%–90%的规模。 图2：碳中和规划下美国光伏装机预期 1.2、能源背景：光伏风电取代天然气 “页岩气”保障能源独立，美国“以气代煤”成效显著 “页岩气革命”后，美国能源自供能力大幅提升，能源领域贸易逆差自2009年起连续缩小，至2020年已转正。而非能源领域贸易逆差则在2021年突破1万亿美元。 从一次能源消耗来看，2021年美国石油、天然气占一次能源消耗比重分别为36%和32%。自“页岩气革命”后，煤炭的消耗量持续下降。 图3：美国一次能源消耗 图4：美国能源与非能源领域贸易 2008年后，风电、光伏与天然气抢占煤炭份额 2008年后，美国煤炭发电份额快速下降，其空间被天然气和可再生能源替代。 而可再生能源中以风电、光伏为主要增量。2021年，美国风电、光伏占可再生能源消耗量的比重分别为27%、12%，同比提升1.7pct/1.8pct。 2021年，燃煤发电量与燃气发电的趋势发生逆转，原因在于美国天然气价格上涨，燃煤发电暂时具备经济性。 图5：美国各类能源发电量 图6：美国一次能源中可再生能源消耗 2018年后，风电、光伏新增发电量份额超越天然气 从美国国内天然气消耗来看，居民、交通、工业均保持相对平稳，增量消耗主要用于发电。 图7：美国各行业天然气消费 图8：美国天然气消费与产出 而在2018年后，天然气发电在新增发电量占比快速下降，从2018年的57%下降至2021年的10%。随着美国国内天然气消费量见顶，美国转向天然气出口。 图9：美国天然气价格 图10：美国新增发电量占比 而2018年后美国天然气新增发电量占比快速下降，核心原因在于光伏、风电的成本优势。其中光伏在2018年中国“531”新政后，成本端快速下降，加上运营成本接近零，因此在经济性方面超越天然气，一跃成为新增发电量占比最高的发电来源。 图11：美国不同发电类型PPA价格（$/MWh） 1.3、清洁能源路线涉及党争，光伏与天然气强关联 俄乌冲突后，美国天然气出口填补欧洲缺口，后续光伏成长仍与天然气强相关。 俄乌冲突后，“北溪二号”天然气管道认证程序暂停，欧盟计划与俄罗斯天然气脱钩，用美国天然气填补缺口。 2022年3月25日，欧盟委员会与美国联合发布《关于欧洲能源安全的联合声明》，确定美国将努力确保2022年为欧盟市场增加至少15bcm的LNG；欧盟委员会则确保2030年前对美国LNG的额外需求稳定在50bcm/年。 图12：美国向欧洲国家出口LNG 美国光伏发电量：下限看降本速度，上限看燃气发电扩张 虽然光伏发电持续降本，但美国燃气发电仍然具备成本竞争力。从2021年美国各发电类型来看，光伏发电固定成本为15.97美元/kW/年，高于燃气发电，但具备零成本运营的优势。 从世界范围看，美国燃气发电（CCGT）LCOE远低于中国、日本、欧洲，与美国光伏发电相近。 图13：2021年美国新电厂运营和维护的固定和可变成本 图14：不同发电技术LCOE（折现率7%，2020年） 因此，未来光伏、风电的增量空间仍需要与天然气发电进行竞争。根据IEA《2022年能源展望》，未来美国新增发电量增速维持在1%以下。中性条件下，2050年天然气发电量18559亿度，2021-2050年期间年化增速0.6%，光伏发电12160亿度，2021-2050年期间年化增速7.1%。可再生能源加速降本情形下，2050年天然气发电量15767亿度，2021-2050年期间年化增速0.03%，光伏发电16556亿度，2021-2050年期间年化增速8.3%。 图15：美国中性条件下能源消耗预测 图16：美国可再生能源加速降本情形下能源消耗预测 一方面，美国依靠“页岩气革命”实现能源独立实现天然气出口，使得能源领域成为美国为数不多的贸易顺差的领域；另一方面，传统能源与清洁能源涉及美国民主党和共和党的理念之争。 美国皮尤研究中心最新的气候调查表明，与开发替代能源相比，共和党与共和党支持者更重视扩大传统能源的生产；而大多数民主党人和民主党支持者表示，他们支持优先发展替代能源，并支持美国采取措施到2050年实现碳中和。因此，党派政治下的美国清洁能源路线仍存在变数。 图17：美国能源政策变化 2、需求侧：电网掣肘，就地消纳为主 地面电站强势，分布式发展稳健 从需求端来看，美国光伏以大型地面电站为主，户用为辅，工商业次之。 截至2021年底，美国累计光伏装机120GW，其中大型地面电站、户用、工商业、社区光伏占比依次为64%/19%/13%/3%。 2021年，美国新增光伏装机23.6GW，其中大型地面电站、户用、工商业、社区光伏占比依次为72%/18%/6%/4%。 图18：美国光伏累计装机 图19：美国光伏新增装机 根据EIA在2021年12月数据显示，2022-2023年美国计划新增发电装机共计约85GW，其中光伏和储能项目约51GW，燃气发电16GW，风电15GW。 光伏项目中，22-23年计划新增光伏装机分别为22/19GW。 图20：美国新增发电装机构成 分区域：加州光伏重地，德州后起之秀，佛罗里达州紧随其后 受益充足的光照资源、发达的经济，加州是美国光伏起步最早的区域之一，2016-2020年连续位居美国年度新增光伏装机量榜首。 德州光伏装机快速崛起，据SEIA数据，2021年德州新增装机6.06GW，取