光伏行业深度复盘：周期、成长共振，光伏20年回顾及展望

周期、成长共振，光伏20年回顾及展望 光伏行业深度复盘 行业研究|深度报告电力设备及新能源行业 看好（维持） 国家/地区中国 行业电力设备及新能源行业 报告发布日期2023年02月10日 核心观点 供给、需求及技术因素共振，光伏行业具备成长和周期双重属性。当前光伏的成本已经降低到平价，产业主要矛盾从光伏发电成本，转变为光伏发电的电网接受力。 站在光伏产业的历史节点，本文从技术、政策、企业格局、各国光伏发展四个角度梳理了2000-2022年光伏产业的发展，为下半场“如何让光伏发电成为电网最受欢迎的电源—构建以新能源为主体的新型电力系统”指明方向。 技术端：2008年冷氢化技术的突破大幅降低了光伏生产成本，奠定了晶硅的主流路线；2015年以来的单晶替代潮提升了光伏发电效率，同时生产成本下降，有效扩大了行业需求；近7年来组件封装技术不断进步，双面、半片、多主栅等技术的 普及提升了组件功率，提升了光伏发电的竞争力；目前行业主流厂商均在进行电池片技术的研发/量产，topcon路线量产规模最大，占比5%左右，HJT其次；目前光伏消纳是行业最大的技术难题，绿电绿证峰谷电价等电力系统改革、储能逆变器等设备配套是当前行业关注重点。 政策端：2000年德国《可再生能源法》补贴推动欧洲逐渐成为光伏最大需求地； 2008年经济危机、美欧双反，严重打击了我国光伏出口；2009年起，受政策补贴驱动，我国光伏市场正式开启，标杆电价、度电补贴、光伏扶贫、领跑者工程、户用光伏、绿证交易等政策先后登场；2018年531新政发布，我国光伏产业由补贴推动向平价推动转变；2021年光伏财政补贴彻底结束，全面进入平价时代；目前各国相继提出碳中和目标，我国相继开展了风光大基地、整县推进等重大项目。 企业格局：全球光伏产业规模稳健增长，中国企业持续加码，占比不断上升。从产量来看，截止2021年，中国四大环节的全球市占率均达到78%以上，全球生产规 模前十中中国厂商占据绝大多数。由龙头企业驱动的垂直一体化战略逐渐成为近年行业发展的新趋势，不仅能够有效地控制终端成本，并且还可以进一步保证订单的及时交付，对公司的产能规划、业务开拓都有着积极的意义。 各国光伏发展：2021年全球光伏新增装机170GW，较2011年30.2GW提升超462.9%。随着光伏平价时代到来，成本优势明显，光伏发电成为了全球越来越多国家和地区电力装机的重要选择。全球光伏装机市场呈现遍地开花的局面，不再依 赖某个单一市场，中国、欧洲、美国、印度贡献了主要的新增装机增量。中国已成为全球最主要的光伏出口国家。 投资建议与投资标的 展望未来，光伏产业有望继续保持高景气度，全产业链有望在降本扩需提效中持续受益，建议重点关注硅料降价后明确受益的环节。1、光伏电站运营商，新投电站成本下降，年投建规模提升，有望量利齐升，建议关注芯能科技(603105，未评 级)、太阳能(000591，未评级)等；2、辅材量升利稳，建议关注胶膜环节福斯特(603806，未评级)、海优新材(688680，未评级)、支架环节意华股份(002897，未评级)、玻璃环节福莱特(601865，未评级)、亚玛顿(002623，未评级)等；3、逆变器，细分环节龙头有望量升利稳，建议关注昱能科技(688348，未评级)、禾迈股份(688032，未评级)、德业股份(605117，未评级)、阳光电源(300274，未评级)、固德威(688390，未评级)、锦浪科技(300763，未评级)、上能电气(300827，未评级)等；4、看好电池片环节N型技术迭代利润恢复，建议关注钧达股份(002865，未评级)、爱旭股份(600732，未评级)。 风险提示 光伏行业增长不及预期；能源结构转型速度不及预期；竞争加剧；电网消纳问题限制；光伏政策超预期变化。 卢日鑫021-63325888*6118 lurixin@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860515100003 顾高臣021-63325888*6119 gugaochen@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860520080004 施静021-63325888*3206 shijing1@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860520090002香港证监会牌照：BMO306 梁杏红liangxinghong@orientsec.com.cn 严东yandong@orientsec.com.cn 张洋zhangyang3@orientsec.com.cn 逆变器：乘光储东风，踏浪前行：——逆 2022-12-25 变器系列报告（2）风电光伏演绎新逻辑，行业景气度再上新 2022-11-27 台阶：——电力设备及新能源行业2023年度投资策略 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 技术迭代推动降本增效，光伏制造科技属性渐浓6 硅料：技术壁垒最高，冷氢化奠定晶硅主流路线6 2009年冷氢化工艺大幅降低晶硅制造端成本，晶硅路线成为主流7 2021年协鑫推出颗粒硅，打开降本新思路，品质有待提升7 硅片：推动单晶革命，向大尺寸+薄片化方向发展9 电池片：技术路线百花齐放，科技属性渐浓12 BSF→PERC→TOPCon、HJT、IBC技术，晶硅技术百花齐放13 钙钛矿薄膜技术发展迅速，发展前景巨大17 组件：多样化发展，助力光伏制造端降本增效20 双面组件带来发电增益，全行业普及21 高密度封装助力大尺寸硅片组件实现更高功率22 电池片与组件环节联合创新，主栅与焊带不断优化24 平价时代，配套系统升级走向台前27 光伏运营端精细化管理推动逆变器升级28 电力系统灵活性日益重要，多种系统进行调节30 光伏支架向跟踪支架升级，提高发电量增益33 财政补贴推动光伏平价，碳中和打开光伏需求天花板35 财政补贴促进“降本和装机增长正循环”，2021年进入全面平价时代36 光伏产业完成平价目标，迎接下一个碳中和目标37 从制造端企业格局变动来看我国光伏产业崛起40 碳中和背景下，全球各地光伏需求旺盛42 欧洲：装机需求旺盛，依赖中国进口43 美国：光伏装机稳步向上，对华贸易壁垒高45 印度：装机潜力巨大，贸易壁垒政策反复47 日本：光伏装机平稳增长，八成依赖进口49 总结与展望：中国光伏产业继续奔赴新征程52 总结：光伏十年取得巨大成就52 展望：供给端降本扩大景气度，技术突破进入下一个十年52 投资建议54 风险提示55 图表目录 图1：西门子法发展历程7 图2：光伏颗粒硅发展历程8 图3：硅烷流化床法及其颗粒硅产品8 图4：FBR颗粒硅较西门子法成本下降9 图5：2021-2030年棒状硅和颗粒硅市场占比变化趋势9 图6：2016-2030年单晶渗透率快速提升10 图7：隆基绿能单晶硅片生产成本变化11 图8：光伏硅片尺寸变化11 图9：2021-2030年各尺寸硅片市场占比变化趋势12 图10：2016-2025年硅片厚度变化趋势（μm）12 图11：光伏电池片效率演进图13 图12：光伏电池起源13 图13：PERC技术发展历程14 图14：N型技术发展梳理（从上到下：TOPCon、IBC、HJT）15 图15：BSF、PERC、TOPCon（双面）、HJT、IBC电池的结构示意图（从左到右）16 图16：2012-2030年国内电池片量产转换效率发展趋势17 图17：2021-2030年各种电池技术市场占比变化趋势17 图18：PERC+MWT+SE电池设计原理17 图19：薄膜电池发展梳理18 图20：1980-2015年光伏技术市场份额变化18 图21：钙钛矿电池发展历程19 图22：n-i-p型的纯钙钛矿电池结构20 图23：HJT-钙钛矿叠层电池结构20 图24：2009-2022年PERC组件功率提升路径21 图25：2017-2030年单/双面组件市场占比变化趋势22 图26：半片组件较整片发热量降低原理23 图27：半片组件电路结构设计23 图28：2016-2030年组件封装技术的市场占比变化趋势23 图29：叠瓦组件结构示意图24 图30：丝网印刷形成电极25 图31：组件焊带示意图25 图32：2021-2030年各种主栅技术市场占比变化趋势25 图33：2021-2030年电池正面细栅线宽度及精度变化趋势25 图34：2021-2030年电池片正面金属电极技术市场占比变化趋势26 图35：无主栅电池片26 图36：无主栅结构26 图37：MWT组件（左）与传统组件结构（右）27 图38：光伏逆变器工作原理28 图39：集中式光伏逆变器工作模式29 图40：组串式光伏逆变器工作模式29 图41：辐照度变化对光伏组件输出功率的影响（MPPT跟踪）30 图42：温度变化对组件输出功率的影响（MPPT跟踪）30 图43：火电灵活性改造涉及子系统示意图31 图44：户储电芯产品举例32 图45：大储电芯产品举例32 图46：储能电站系统33 图47：风光配储收益模式33 图48：季节可调固定式支架33 图49：斜单轴跟踪支架33 图50：跟踪支架系统34 图51：2021-2030年国内跟踪系统市场占比变化趋势34 图52：2021年跟踪支架行业竞争格局（按出货量）34 图53：中国光伏新增装机容量（GW）35 图54：2011-2022年光伏组件价格变化情况（美元/瓦）35 图55：我国光伏财政补贴政策梳理36 图56：2013-2022年中国光伏发电补贴退坡历程(元/千瓦时)37 图57：我国光伏产业政策梳理38 图58：我国风光大基地项目进展39 图59：2022年1-9月分布式光伏招标中整县推进规模及占比40 图60：2011-2021年中国光伏四大环节产量及全球占比40 图61：全球新增光伏装机规模复盘43 图62：欧洲新增光伏装机规模复盘（GW）43 图63：美国光伏装机梳理45 图64：印度年度光伏装机量情况47 图65：我国出口印度组件规模（GW）49 图66：日本光伏装机梳理50 图67：2014-2020年中国出口日本光伏组件规模（MW）51 图68：光伏行业盈利公式53 表1：光伏制造端重大技术变革汇总6 表2：组件环节重大技术变革6 表3：2016-2030年西门子工艺能耗统计7 表4：硅片环节重大技术变革10 表5：电池片环节重大技术变革12 表6：各种新型晶体硅电池的工艺对比（加粗为新增工艺）16 表7：薄膜太阳能电池分类17 表8：最新钙钛矿电池实验室光电转换效率19 表9：钙钛矿产能布局20 表10：组件环节重大技术变革21 表11：双面组件与单面组件的性能对比22 表12：主要叠瓦技术专利情况24 表13：光伏配套产品28 表14：各类光伏逆变器应用对比29 表15：电源侧及储能侧部分资源灵活性运行参数30 表16：动力电池和储能电池的不同之处31 表17：储能电站用磷酸铁锂、钛酸锂、三元锂电池一般性技术水平对比32 表18：光伏支架分类及性能对比33 表19：十四五期间国内主要光伏应用场景35 表20：三批领跑者项目规模及指标要求汇总38 表21：全球组件生产规模前十企业41 表22：全球电池片生产规模前十企业41 表23：全球硅片生产规模前十企业41 表24：全球多晶硅生产规模前十企业42 表25：中欧光伏贸易争端44 表26：欧洲光伏发展目标最新进展44 表27：美国光伏政策梳理45 表28：美国对华光伏贸易保护政策46 表29：印度近年主要光伏财政激励计划47 表30：印度光伏产品相关认证限制政策48 表31：印度光伏产品贸易摩擦事件梳理48 表32：日本光伏FIT政策50 表33：光伏行业2010-2021年主要成果52 表34：光伏制造端研究框架53 表35：2023年光伏产业链制造端趋势判断54 技术迭代推动降本增效，光