碳达峰碳中和系列研究之光伏制造篇：藏器于身，待时而动

2022年12月26日 碳达峰碳中和系列研究之光伏制造篇—— 藏器于身，待时而动 ■光伏新增装机容量增长空间广阔，产业链制造端需求具备良好成长空间。全球光伏发电量占总发电量的比重在3.2%，预计2030年占比达到约19%，未 来光伏发电占比提升趋势明确并且空间巨大，相应的未来全球光伏新增装机容量有至少10倍以上的增长空间。光伏新增装机需求稳步上升带动产业链制造端需求趋势向好。 ■技术趋势：产业链围绕N型、大尺寸、薄片化的发展趋势明确。N型技术主要对于产业链中硅料、硅片和电池片环节提出了更高的工艺要求。N型硅料对于硅料掺杂元素和纯度要求更高，西门子法目前可满足其纯度要求，而流 化床法有待继续观察。N型硅片对坩埚、热场等辅材纯度要求更高，同时大尺寸、薄片化继续推进。N型电池多技术路线齐头并进发展，结合不同N型电池技术路线的投资成本、量产光电转换效率以及良率情况来看，目前TOPCon电池最具性价比优势。 ■景气度周期：硅料和硅片向下，电池片向上。硅料在2023年的有效产能或将达到125万吨左右，完全能够满足终端装机需求，其价格自2022年底或开启 新一轮下行周期。硅片大尺寸产能供需两旺，部分低端产能未来或将逐步出清，同时未来当大尺寸渗透率提升放缓时其出货压力开始逐步显现。电池片环节在过去行业以N型为主要扩产方向下，大尺寸PERC电池出现供应紧张，随着上游价格回落行业整体盈利显著好转，进而带动大尺寸PERC电池升级改造的资本开支增加，未来大尺寸PERC紧缺或将边际缓解。 ■竞争格局：硅料和硅片往头部集中，电池片或将重塑。硅料行业集中度或有 所提升，龙头企业的N型技术、成本和客户优势明显，未来强者恒强的格局难以撼动。硅片环节非硅成本竞争力是不同梯队厂商差距所在，未来能够保证N型硅片稳定供货并且具备大尺寸非硅成本优势的企业竞争优势或将得以强化，行业集中度在过去短暂下滑后会再次提升。电池片厂商的产品性价比至关重要，未来N型电池持续扩产的情况下，行业竞争格局或将重塑。 ■业务布局建议及风险分析。客户选择上建议寻找符合N型技术趋势并且在不 同景气度周期下具备核心竞争力的标的，产品配置上关注项目贷款、供应链金融、跨境金融等机会，风险方面关注贸易摩擦、产能过剩、技术迭代等带来的不确定性冲击。（本部分有删减，招商银行各行部如需报告原文，请参照文末方式联系研究院） 杨荣成行业研究员 ：0755-82901273 ： yangrongcheng@cmbchina.com 华璧辰总行战略客户部 ：0755-83078011 ：huabichen@cmbchina.com 感谢实习生宋俊仪对本文的贡献 相关研究报告 《碳达峰碳中和系列研究之电力行业篇——构建新型电力系统，寻找确定性高成长赛道》 《碳达峰碳中和系列研究之风电制造篇——风电市场向好，深耕 产业链经营》 目录 1.光伏产业链需求随终端装机提升具备良好成长性1 1.1未来光伏新增装机容量提升空间广阔1 1.2光伏产业链制造端需求具备良好的成长空间3 2.技术趋势：产业链围绕N型、大尺寸、薄片化发展6 2.1N型硅料对于纯度要求更高，西门子法可满足纯度要求，流化床法有待继续观察6 2.2N型硅片对辅材要求更高，大尺寸、薄片化继续推进9 2.3N型电池技术齐头并进发展，目前TOPCON电池最具性价比优势12 3.景气度周期：硅料和硅片向下，电池片向上16 3.1硅料：23年整体供应充足，价格自22年底开启下行周期17 3.2硅片：未来低端产能将逐步退出，大尺寸或存在竞争压力20 3.3电池片：盈利持续修复，大尺寸PERC电池片紧缺有望边际缓解23 4.竞争格局：硅料和硅片往头部集中，电池片或将重塑26 4.1硅料：成本和客户是竞争关键，龙头企业强者恒强26 4.2硅片：非硅成本是差距体现，集中度短暂回落后或再度提升29 4.3电池片：产品性价比是核心，N型趋势或将重塑格局32 5.业务布局建议及风险分析34 图目录 图1：全球光伏发电量占总发电量比重情况（%）1 图2：中国光伏发电量占总发电量比重情况（%）1 图3：中国太阳能发电累计装机容量及占比情况2 图4：中国光伏新增装机占当年电源新增装机比重2 图5：2030年和2050年全球总发电量和总装机量预估情况2 图6：全球光伏年度新增装机规模情况（GW）3 图7：中国光伏年度新增装机规模情况（GW）3 图8：全球光伏新增装机量同比增速历史发展情况（%）4 图9：全球光伏新增装机规模预测（GW）4 图10：中国光伏新增装机规模预测（GW）4 图11：全球各国纷纷调高光伏装机目标5 图12：光伏制造产业链图示（其中硅料、硅片、电池片和组件是产业链主链环节）5 图13：光伏硅料产品图示7 图14：中国太阳能级硅料技术参数标准7 图15：改良西门子法多晶硅生产工艺流程图7 图16：硅烷流化床法多晶硅生产工艺流程图7 图17：棒状硅与颗粒硅未来市占率变化情况预测（%）9 图18：石英坩埚在长晶炉中的应用10 图19：石英坩埚构造及高纯石英砂价格情况10 图20：2021-2030年不同类型硅片市场份额占比变化趋势10 图21：大尺寸趋势下坩埚尺寸演变11 图22：大尺寸趋势下热场尺寸相应提高11 图23：2020-2025年不同尺寸硅片市场份额占比变化趋势（%）11 图24：金刚线切割成为硅片切割主流工艺12 图25：金刚线线径变化趋势（μm）12 图26：2021-2030年不同类型硅片厚度变化趋势（μm）12 图27：太阳能电池技术路线分类示意图13 图28：P型与N型电池结构示意图13 图29：不同类型N型电池片结构示意图14 图30：不同类型电池片制造工艺流程14 图31：2021-2030年不同电池技术市场份额占比变化趋势16 图32：2023年硅料价格下行带来产业链利润结构往下游转移17 图33：2018年至今硅料价格周度数据变化情况（元/公斤）20 图34：中国、全球硅片产量及占比情况20 图35：硅片有效产能中不同单晶炉设备台数情况22 图36：硅片有效产能中不同单晶炉设备开工率22 图37：硅片环节新增产能变化预测情况23 图38：一线厂商大尺寸硅片成交价格（元/片）23 图39：全球晶硅光伏电池片产能变化情况23 图40：2022年大尺寸PERC电池供需缺口情况23 图41：硅料价格变化对电池片（M10）毛利影响24 图42：大尺寸电池片一线厂商成交价格变化情况24 图43：光伏制造产业链主链主流产品一线厂商成交均价变化情况24 图44：2021年主链环节CR5对比情况26 图45：主链环节头部企业规模优势明显26 图46：2021年主要硅料厂商产能占比情况（%）27 图47：多晶硅料环节CR5集中度变化趋势（%）27 图48：硅料制造环节成本结构情况（%）27 图49：硅料企业单位硅料生产成本情况（万元/吨）28 图50：2021年各大硅片厂商产能占比情况29 图51：硅片环节CR5变化情况（%）29 图52：光伏硅片的成本结构拆分30 图53：硅片的非硅成本占比情况（%）30 图54：上市硅片厂商硅片业务毛利率（%）30 图55：上市硅片厂商硅片单位生产成本（元/片）30 图56：2021年电池片企业产能占比情况32 图57：电池片行业CR5变化趋势32 图58：电池片成本拆分33 图59：HJT电池非硅成本占比构成情况33 图60：不同电池片技术路线非硅成本对比33 表目录 表1：光伏制造产业链主链环节需求预测情况6 表2：改良西门子法和硅烷流化床法技术路线对比情况8 表3：不同电池片技术路线对比情况15 表4：不同类型电池片技术参数对比16 表5：光伏制造产业链主链环节单位投资成本对比情况示例17 表6：2021-2023年全球硅料产能释放进度及产量预测情况18 表7：2016-2022年国内硅片厂商名义产能统计情况21 表8：国内主要电池片厂商名义产能变化情况汇总25 表9：主要硅料厂商降本方式27 表10：硅料企业签订长单情况28 表11：硅片环节成本拆解（182mm硅片为例，硅料价格为220.35元/KG）31 表12：主要硅片厂商降本策略31 表13：部分企业N型高效电池产能扩张情况（不完全统计）34 光伏行业已经从补贴时代迈入平价时代，补贴时代产业链需求容易受下游装机度电补贴政策退坡影响出现大幅波动，而平价时代行业主要依赖自身的技术进步降本增效，产业链需求有望跟随装机规模稳步增长。在产业链需求旺盛的同时行业新进入者络绎不绝，如何从中找出优质目标客户成为商业银行关注的焦点。本篇报告旨在回答三个问题，一是未来光伏制造产业链技术发展趋势如何？二是上述技术发展趋势影响较大的产业链环节未来景气周期如何演绎？三是未来不同的景气周期下产业链相关环节的竞争格局如何变化？我们认为未来产业链N型技术趋势对硅料、硅片和电池片三大环节提出了更高的工艺变革要求；未来硅料产能或将不再是限制产业链发展的瓶颈，价格逐步迈入下行区间，硅片环节结构性产能过剩，电池片存在结构性供给紧缺，盈利有望持续修复；硅料和硅片环节成本竞争力是关键，强者恒强，而电池片环节更注重“性价比”优势，N型技术可能重塑其竞争格局。 1.光伏产业链需求随终端装机提升具备良好成长性 1.1未来光伏新增装机容量提升空间广阔 未来光伏发电在发电结构中占比提升趋势明确并且空间足够大。2020年全球光伏发电量占总发电量比重在3.2%左右，同年中国的光伏发电量占比达到 了3.4%，中国光伏发电占比提升速度略高于全球整体水平。根据IRENA的数据，预计2030年全球光伏发电量占全球总发电量的比重约19%，到2050年占比约29%，因此未来光伏发电在总发电量中占比提升空间巨大。 图1：全球光伏发电量占总发电量比重情况（%）图2：中国光伏发电量占总发电量比重情况（%） 资料来源：中电联、招商银行研究院资料来源：中电联、国家能源局、招商银行研究院 未来全球光伏新增装机容量增长空间广阔。光伏发电量占比提升就需要新增更多的光伏装机，2009年以来我国光伏装机规模占比持续提升，截至2021年我国光伏累计装机规模达306GW，占所有发电设备装机规模的比重为12.90%，光伏新增装机容量占总电源新增装机容量的比例由2011年的2.06% 逐步增长至2021年的31.19%，光伏新增装机容量在电源新增装机结构中占据主要地位。根据隆基能源研究院的预测，到2030年全球光伏新增装机规模大约需要达到1500GW-2000GW，并且必须连续安装30年才能对全球能源转型形成有效支撑，未来全球光伏装机新增容量至少还有10倍以上的增长空间。 图3：中国太阳能发电累计装机容量及占比情况图4：中国光伏新增装机占当年电源新增装机比重 资料来源：Wind、招商银行研究院资料来源：Wind、招商银行研究院 图5：2030年和2050年全球总发电量和总装机量预估情况 资料来源：IRENA、招商银行研究院 1.2光伏产业链制造端需求具备良好的成长空间 过去10年光伏新增装机容量呈现高速增长趋势。2021年全球光伏新增装机容量达到了170GW，同比增长12.74%，过去10年新增装机年均复合增速为18.86%。全球光伏新增装机主要增量市场集中在中国、美国、印度、巴西、澳大利亚、日本、德国等国家。2021年中国光伏新增装机规模为54.6GW，同比增速为13.86%，近十年装机规模年均复合增速高达35.15%。 图6：全球光伏年度新增装机规模情况（GW）图7：中国光伏年度新增装机规模情况（GW） 资料来源：CPIA、招商银行研究院资料来源：CPIA、招商银行研究院 光伏新增装机容量在实现平价上网之后主要受成本因素影响。光伏作为新兴能源发展初期由于其发电成本较高，需要依靠补贴政策推动装机并网，通过补贴扶持技术进步带来度电成本下降，最终逐步实现平价上网。2008年以前，欧洲各国相继推出光伏补贴政策，欧洲市场装机需求旺盛给中国光伏组件出口市场带来了发展机遇。2008年全球金融危机叠加欧洲债务危机，欧洲各