大宗商品视角下的光伏产业系列专题之下游篇：光伏电站收益率分析

中信期货研究|专题报告 大宗商品视角下的光伏产业系列专题之下游篇：光伏电站收益率分析 2022-08-04 投资咨询业务资格：证监许可【20 报告要点 本文分析了光伏电站在目前高硅料及高组件价格下的收益率，并分别推算了不同光伏电站运营所能承受的最高硅料及最高组件价格。整体来看，目前高成本使得大部分地区集中式光伏已经处于负利润边缘，但工商业分布式光伏在仍能够承受较高原料成本；未来需要通过特高压和储能提高消纳率和自用率以提升光伏电站收益率。 能源与碳中和组 研究员：朱子悦 从业资格号F03090679 投资咨询号Z0016871 摘要：近年来分布式光伏装机增速快速提升。受光伏产业链涨价及储能配置要求，2021年 集中式电站安装量受到抑制，同比下降21.66%。而分布式光伏受整县政策驱动，2021年新增装机容量同比大幅增长88.65%，首次超过集中式电站装机量。 近期硅料价格大涨推动成本显著提升，抑制下游装机需求。光伏成本中占比最高的大宗商品多晶硅料价格由2021年初的110元/kg大幅上涨168%至2022年7月的295元/kg。在涨价过程中，光伏上游环节获取超额利润，中游组件等环节承担较大成本压力。若硅料价格长期高企，将影响下游装机需求和长期投资收益率。 若考虑到当前超过2元/W的组件价格，以全国平均水平，集中式光伏的收益率低于6.5%，户用光伏收益率高于7%，工商业光伏收益率约15%。集中式光伏方面，通常企业开发集中式光伏的全周期内部收益率需要达到6.5%，在目前的高成本下，仅有在部分二类地区才能够超过开发集中式光伏的长期收益率要求。而由于工商业光伏本身生产出来的电是优先给工商业用户使用，而其售价通常高于上网电价，使得工商业光伏项目具有最高的收益率。 近年来弃光问题逐渐受到重视，未来需要特高压和储能解决消纳和自用率等问题。考虑到未来西部要建设大批光伏电站，对当地的消纳能力提出较高要求，可能需要将生产的电量通过特高压外送。此外，光伏发电对电网的功率输送以及安全稳定运行带来较大的挑战，光伏发电想要保持相对稳定需要依赖储能技术。因此为了提高光伏项目的收益率，未来需要通过特高压和储能提高消纳率和自用率。 风险因素：光伏原材料成本大幅增加，碳中和相关政策不及预期 “光伏”系列研究 专题报告一（总量篇）：能源转型，春“光”正好——20220414 专题报告二（政策篇）：全球光伏产业政策分析——20220506 专题报告三（产业链）：产业概况及产业利润分析——202205019 专题报告四（上游）：硅料、硅片的供需分析 专题报告五（中游）：光伏电池片、组件供需分析 专题报告六（中游）：光伏玻璃与纯碱供需分析 专题报告七（中游）：光伏边框与支架供需分析 专题报告八（中游）：光伏银浆供需分析 专题报告九（下游）：光伏电站收益率分析 重要提示：本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读本报告内容而视相关人员为客户；市场有风险，投资需谨慎。 目录 摘要：1 前言：错误!未定义书签。 一、中国光伏电站基本情况：分布式光伏发展迅速4 二、集中式、分布式光伏盈利测算重要参数6 1.光伏运营数据假设：主要涉及周期、折旧与光照资源6 2.光伏成本构成及收益：光伏电池占成本大头，收益受光照小时数与电价影响7 2.1组件及硅料成本构成：近期硅料价格大涨推动成本显著提升7 2.2光伏收益：利用小时数/电价是影响收益的主要因素9 三、集中式、户用、工商业光伏盈利测算结果10 1.光伏电站收益率：不同类型光伏电站收益率存在显著差异10 1.1集中式光伏收益率：当前组件/硅料价格下大部分地区收益率低于6.5%10 1.2户用分布式光伏：当前组件/硅料价格下收益率接近7%12 1.3工商业分布式光伏：当前组件/硅料价格下收益率约15%13 2.光伏电站收益特征：工商业光伏收益率最高，二类地区收益率偏高14 四、未来下游电站盈利预期及挑战15 1.存在问题：近年来弃光问题逐渐受到重视15 2.破局途径：储能是解决消纳问题和提高自用比例的关键15 3.未来展望：不同区域未来发展路径存在明显差异16 免责声明17 图目录 图1：近年来分布式光伏装机增速快速提升4 图2：集中式与分布式光伏的对比5 图3：集中式光伏运营模式5 图4：分布式光伏运营模式5 图5：模型主要运营数据假设6 图6：全国光伏资源地区分类6 图7：中国地面光伏全流程成本构成7 图8：中国光伏组件成本构成7 图9：光伏多晶硅料价格走势8 图10：光伏组件价格走势8 图11：光伏单位装机硅料用量8 图12：光伏装机成本9 图13：光伏收益（以全国平均为例）9 图14：中国部分地区光伏5年平均利用小时数10 图15：全国部分省份基准电价及工商业电价10 图16：97%消纳率，不同硅料价格下的集中式光伏收益率10 图17：97%消纳率，不同组件价格下的集中式光伏收益率11 图18：不同消纳率，不同硅料价格下的集中式光伏收益率（全国平均）11 图19：不同消纳率，不同组件价格下的集中式光伏收益率（全国平均）11 图20：97%消纳率，不同硅料价格下的户用光伏收益率12 图21：97%消纳率，不同组件价格下的户用光伏收益率12 图22：不同消纳率，不同组件价格下的户用光伏收益率（全国平均）13 图23：不同消纳率，不同组件价格下的户用光伏收益率（全国平均）13 图24：75%业主自用率，不同硅料价格下的工商业分布式光伏收益率13 图25：75%业主自用率，不同组件价格下的工商业分布式光伏收益率13 图26：不同业主自用率及硅料价格下的工商业分布式光伏收益率（全国平均）14 图27：不同业主自用率及组件价格下的工商业分布式光伏收益率（全国平均）14 图28：全国弃光率近年来并未持续下降15 图29：西部地区弃光率显著高于东部地区15 图30：各省弃光的主要原因是调峰能力不足16 图31：西部地区弃光率显著高于东部地区16 近期硅料价格上涨成为市场关注的重点，行业两大硅片制造商隆基和通威大幅上调单晶硅片价格和电池片价格，此外7月新疆协鑫、新疆大全、东方希望有 检修计划，对硅料的产量造成显著影响。据此预计7月份国内多晶硅月产量将环比持平，远低于原预期，预计短期内硅料供需仍旧紧张。而从中下游的反馈信息来看，6月我国光伏组件招标规模创今年新低，这意味着当前高价硅料已对下游需求产生实质性的影响。在该背景下，本文将从大宗商品的角度出发，针对不同类型的光伏的收益率进行分析。 一、中国光伏电站基本情况：分布式光伏发展迅速 近年来分布式光伏装机增速快速提升。光伏发电站主要分为集中式光伏发电站和分布式光伏发电站。2010-2015年间，市场主要以集中式光伏发电站为主，大批电站项目集中建设，而分布式光伏发电站建设增速较慢。2015年后，分布式光伏发电站凭借占地面积小、传输能耗低、组装便捷等优势，处于快速上升期，中国分布式光伏发电站累计装机容量逐年增长。从近期来看，受光伏产业链涨价及储能配置要求，2021年集中式电站安装量受到抑制，新增装机量仅为25.6GW，同比-21.66%。而分布式光伏受整县政策驱动，2021年新增装机容量达29.3GW，同比+88.65%，首次超过集中式电站装机量。 图1：近年来分布式光伏装机增速快速提升 GW分布式光伏新增装机集中式光伏新增装机% 60同比-分布式（右轴）同比-集中式（右轴） 50 40 30 20 10 0 201320142015201620172018201920202021 400 350 300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 资料来源：Wind中信期货研究所 集中式光伏与分布式光伏适用场景、优缺点存在明显不同。从发电原理、光伏组件的角度来看，集中式光伏和分布式光伏基本是相同的，主要的不同体现在建设地点、并网电压、装机容量、输送距离等。如果从优缺点来看，集中式光伏的优势在于选址灵活、运行方式便于管理、建设周期短等，劣势在于长距离输电损耗高、占用大量土地以及管理费用高等。而分布式光伏的优势减少电能运输损耗、减少电网建设以及缓解用电紧张等，劣势在于成本高、电压和无功调节困难以及增加谐波问题。综合来看，我国西部地区更适合发展集中式光伏，而分布式光伏更适合在东部地区推广。 图2：集中式与分布式光伏的对比 对比 集中式光伏 分布式光伏 差异 建设地点 一般建在沙漠、戈壁 一般建在建筑屋顶、蔬莱大棚等地方 并网电压 30MW及以下：35KV 30MW以上：110KV 通过220/380V电压并网 装机容量 一般20W以上 一般3~50kW 输送距离 经高压并网，远距离输送 用户侧自发自用、余电上网 系统复杂度 高 低 优势 选址更加灵活，光伏出力稳定性有所增加 长距离输电过程中易产生损耗 运行方式便于管理(相对于分布式光伏易实现电 压控制和电网频率调节) 需占用大量土地 建设周期短，安装便利，成本相应较低，便于集 中管理 需专业人员进行日常管理维护，管理费用高 劣势 减少电能量在运输过程中的损耗 成本较高 减少电网重复建设 电压和无功调节问题。大容量的光伏接入后，会存在控制难的问题 一定程度上缓解局部用电紧张的情况 谐波问题：谐波、三相不平衡等问题 资料来源：网络公开资料中信期货研究所 集中式光伏与分布式光伏的运营模式核心差异在于是否全额上网。集中式光 伏电站的运营模式是依托本身项目规模较大（一般超过20MW）的优势，可以从银行等金融机构获取较低融资利率的贷款，进而将所发电能并入高压输电网，由电网公司统一代购运营商的电，进而通过调配向用户供电，通常所售电价只有上网电价。分布式光伏电站的运营模式是优先将电能输送给居民或工商业主，以支付租金或电费折扣的合作方式租用业主屋顶，若居民和工商业主未能完全消纳所有电量，则再把余电以上网电价接入电网，通常所售电价有两个（工商业用电折扣后电价以及上网电价）。考虑到本身光伏电站运营是典型的资金密集型行业，这意味着在投资初期需要较多资本投入，因此运营模式导致的电价差异会对项目收益率存在显著影响。 图3：集中式光伏运营模式图4：分布式光伏运营模式 数据来源：Wind中信期货研究所数据来源:Wind中信期货研究所 二、集中式、分布式光伏盈利测算重要参数 我们针对集中式光伏、户用光伏及工商业光伏采用了不同模型进行了盈利率测算。模型的共同点：1）组件价格及硅料成本是分布式及集中式光伏最主要的变量。2）集中式光伏及分布式光伏的初期投资均采用部分贷款的模式。3）光伏利用小时数、折旧率、运维费用、衰减率、税率及通胀率保持一致。 模型不同点：1）集中式光伏及户用分布式光伏发电采用消纳率计算收益，工商业分布式光伏则主要参考业主自用率（光伏发电工商业主自用的比例）。2）光伏初始投资成本不同，分布式光伏忽略土地及路条费用。3）光伏收益参数不同，集中式光伏收益主要来自电站上网基准价，分布式光伏收益来自节约的工商业电价及部分上网收益。 1.光伏运营数据假设：主要涉及周期、折旧与光照资源 主要光伏运营数据假设决定了光伏项目的周期、折旧、固定成本、金融成本、预期收益等环节。下表为光伏部分主要运营数据假设，均采取市场上较为主流的数据进行测算。其中光伏设备使用年限为25年，发电功率以0.8%/年的速度衰减，年运维费用为6万元/MW。金融方面来看，年通胀率为3%，贷款期限及利率分别为10年/5.4%。（以上数据均可根据具体情况进行调整） 25年 光伏设备使用年限 数值/单位 数据假设 图5：模型主要运营数据假设 年衰减率0.8% 年运维费用6万/MW 10年/5.4% 贷款期限/利率 年通胀率3% 资料来源：网络公开资料中信期货研究所 我国太阳能资源主要集中在内蒙、甘肃、青海及西藏。根据年等效利用小时数将全国划分为三类太阳能资源区，年等效利用小时数大于1600小时为一类资源区，1400-1600小时之间为二类资源区，1200-1400小时之间为