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下游是将电池片、光伏玻璃用EVA胶膜密封,用铝边框和接线盒封装起来的光伏组件;
终端应用领域,光伏组件与逆变器组合应用于光伏电站。
(二)光伏玻璃选用超白玻璃,相比普通玻璃透光率更高
光伏玻璃选用透光率高的超白玻璃,超白玻璃所需超白石英砂较为稀缺。
光伏玻璃要求具有较高的透光率,透光率直接决定光伏组件的发电效率,超白玻璃是光伏玻璃原片的唯一选择。
普通玻璃铁含量在0.1%左右,玻璃颜色呈现为绿色,透光率较低,3.2mm的普通玻璃透光率约为88%;
超白玻璃是超透明低铁玻璃,含铁量低于0.015%,具有自爆率低、颜色一致性高、透光率高、性能稳定等优点,3.2mm超白玻璃的透光率约91.5%,相比普通玻璃高出3.5个百分点。
目前行业内各公司的超白玻璃产品均在91.5%左右,进一步提升光伏玻璃透光率需借助镀制减反膜的方式,可提高2%左右的透光率。
超白玻璃用石英砂质量要求高,对含铁量的要求十分严格,天然超白石英砂矿较为稀缺,国内仅有安徽凤阳、湖南、广东河源、广西和海南等少数地区存有砂矿资源。
(三)超白玻璃分为压延和浮法工艺,压延为光伏玻璃首选
超白玻璃分为超白压延和超白浮法。
根据生产工艺,超白玻璃分为超白压延玻璃和超白浮法玻璃。
超白压延玻璃是采用压延工艺,利用压延机将熔融的玻璃液辊压成板状玻璃带,再经过退火得到玻璃原片。
压延工艺制成的玻璃表面带有特殊花纹可以增加透光率,是目前光伏玻璃的主流产品。
超白浮法玻璃是采用浮法工艺,将玻璃熔液注入锡液表面,利用重力形成表面平整的玻璃,最后经退火制成超白浮法原片。
超白压延的透光率更高,是面板首选材料,背板采用超白浮法也被下游接受。
与超白浮法玻璃相比,超白压延玻璃表面经过压延形成了特殊的花纹,凹凸花纹减少光反射、增加了太阳光从不同入射角的透过率,使得压延玻璃的透光率更高。
根据周欣《双玻组件用背板玻璃材料的性能分析》,2.0mm厚度的压延玻璃和浮法玻璃平均透光率分别为91.93%和88.27%。
整体来看,超白压延玻璃比超白浮法玻璃的综合透光率高出3%-4%。
透光率每提高1%,光伏电池组件发电功率可提升约0.8%,因此超白压延玻璃是光伏组件面板的首选材料。
双玻组件采用超白浮法玻璃作为背板已成为一种趋势,背板发电功率本身较低,整体来看采用浮法做背板的组件功率损失约1-3W,降幅1%左右,在压延和浮法存在一定价差的情况下可被下游接受。
超白压延玻璃表面有花纹,抗冲击性较低,超白浮法玻璃平整度较高,抗冲击性较强,而随着厚度降低,抗冲击强度相差越大,1.6mm厚度下浮法玻璃平均抗冲击高度高出压延玻璃97%。
未来在封装玻璃超薄趋势下,浮法玻璃相对压延玻璃的替代性或有望增强。
(四)二十年发展史,我国光伏玻璃从依赖进口成长为引领全球
从2000年算起,光伏玻璃在我国经历二十年发展,经历了“外资企业主导,国内需求依赖进口”、“政策扶持光伏产业,国产化玻璃起步”、“规模技术引领全球”几个阶段。
2000-2006年光伏玻璃被外资企业主导。
2006年之前,光伏行业本身发展速度不高,光伏玻璃需求较弱。
国内市场被法国圣戈班、英国皮尔金顿、日本旭硝子、日本板硝子四家外资企业垄断,国产光伏玻璃的产品较少,国内的组件需要依靠高价进口国外的光伏玻璃产品。
2006-2011年福莱特、信义和南玻率先打破外企垄断,国产玻璃占一半全球份额。
2006年是光伏玻璃国产化的开端,2006年6月福莱特引进第一条100t/d的光伏玻璃生产线,打破旭硝子、板硝子、圣戈班、皮尔金顿的垄断,10月南玻250t/d产线点火投产。
此后,国内企业不断扩大规模,在下游光伏行业需求的带动下,国产光伏玻璃快速发展,产能产量、销售额占全球比重不断提升,至2011年时中国已成为全球最大的光伏玻璃生产国,占据约一半的全球份额。
2011年之后政策刺激带动需求爆发,国内企业开始海外建厂。
2011年和2012年,美国和欧盟分别对中国光伏行业展开“双反”调查,国内光伏产业发展遭遇“贸易战”的阻碍。
为应对美欧“双反”调查的不利影响,2012年下半年政府出台六项鼓励性政策,刺激光伏产业链发展。
政策刺激下光伏玻璃需求增长较大,2012-2013年国内光伏玻璃销售额均实现25%以上的增长。
至2016年时,中国光伏玻璃规模已占全球份额80%以上,国内企业也开始在海外布局产能,信义在马来西亚投产900t/d光伏玻璃产线,福莱特也在越南扩张产能。
2006年到2016年的十年时间,中国光伏玻璃行业实现从依赖进口到国产替代再到替代进口的转变。
目前我国是全球最大光伏玻璃产国,2019年光伏玻璃销售额141.11亿元,全球占比85%;
光伏玻璃产量4.66亿平米,全球占比86%。
二、价格回顾:
2020年光伏玻璃涨价70%,玻璃占组件报价比重提升4%
2020年光伏玻璃原片涨价70%,攀升至历史峰值。
2020年光伏玻璃价格呈一路上涨态势,3.2mm原片从年初20元/平方涨价至年末34元/平方,涨幅70%,原片价格已处于历史高点;
3.2mm镀膜均价从年初29元/平方涨价至年末42元/平方,涨幅45%,部分小厂散单价格涨至48-50元/平方。
2020年光伏玻璃高度景气,价格大幅跳涨,主要原因在于短期的供需失衡:
供给端:
长视角下政策压制2020年供给,2018年出台的《工业和信息化部关于印发钢铁水泥玻璃行业产能置换实施办法的通知》,将光伏压延玻璃也列入产能置换范围,新增产能受到限制,光伏压延玻璃生产线从建设到产能释放约2年时间,2018年政策压制的新增产能在2020年开始显现出影响。
短视角下疫情影响有效产能,2020年上半年疫情影响需求,导致部分产能提前进入冷修,2020年6月时光伏玻璃原片有效产能24460t/d,相比年初缩减520t/d。
需求端:
上半年疫情影响国内外需求,整体市场平淡、需求萎缩。
下半年需求复苏,此外光伏补贴弱化,竞价项目多数要求在2020年年底前完成并网,四季度存在抢装潮,国内前三季度装机18.7GW,四季度29.5GW,四季度占比超过60%;
同时,光伏产业快速发展的预期开始强烈,组件扩产导致需求集中释放。
双玻组件渗透率的提升也增加了对光伏玻璃的需求。
2020年玻璃价格大涨,玻璃占组价报价比例提升4pct,组件的玻璃成本抬升50%左右。
光伏玻璃价格连续上涨,使得玻璃毛利率也跟着不断提升,根据卓创资讯的数据,12月价格高位时3.2mm原片毛利率已达到50%左右,大窑炉的毛利率部分可以达到60%以上。
上游玻璃盈利提升,但对于下游组件造成了一定的压力。
我们测算,1月和6月时,单玻组件报价中玻璃价格占比在6%左右;
12月,玻璃价格上涨至高位,单玻组件中玻璃价格占比约10%,双玻组件中占比16%。
而供应偏紧,也卡住光伏组件厂商扩产速度,同样出现涨价紧缺的硅料还可以借助国外进口,但光伏玻璃90%以上供应来自国内。
对此,六大组件企业东方日升、晶澳科技、晶科能源、隆基股份、天合光能和阿特斯联合倡导放开光伏玻璃产能置换限制。
12月16日工信部《水泥玻璃行业产能置换实施办法(修订稿)》,有条件放开光伏压延玻璃产能限制。
此外,由于光伏压延玻璃价格过高,下游组件对于超白浮法的替代方案接受度提升。
三、装机量增长和双玻渗透率提升拉动需求,2021表观需求预计34000t/d以上
(一)光伏发电平价化和环保目标推动光伏装机量持续增长
装机量提升驱动之一:
光伏平价化。
光伏发电逐步进入平价周期,2021年预计可于煤电同价。
过去近20年,光伏发电的规模增长很大程度是由政府补贴和环保目标推动,光伏发电的成本缺少市场化竞争力。
2018年-2019年,国内光伏装机量连续两年出现下滑,便是受到2018年“531”政策的影响,国内市场的短期需求受到抑制,直至2019年5月底光伏政策落地,推行竞价补贴和平价并行。
2020年,随着组件等关键设备的效率提升、运维能力提高,光伏发电成本逐渐下降,逐步实现平价。
根据CPIA《中国光伏产业发展路线图》的数据,2020年我国地面光伏电站初始投资成本为3.99元/W,较2019年下降12.3%。
发电成本来看,预计2021年大部分地区可实现与煤电基准价同价。
光伏度电成本的下降,推动光伏逐步进入平价周期,支持光伏发电装机需求持续增长。
装机量提升驱动之二:
“碳达峰”“碳中和”等环保目标。
为达到2030年中国非化石能源比重25%,年均新增装机量将在70-95GW。
2020年9月联合国大会上表示力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,之后的经济工作会议上明确要做好“碳达峰”、“碳中和”工作,加快调整优化产业结构、能源结构,大力发展新能源。
为达到2030年中国非化石能源占一次能源消费比重25%目标,“十四五”期间光伏年均新增装机量将在70-95GW间。
光伏装机量提升将带动光伏玻璃需求持续扩容。
光伏发电大幅推广应用,组件作为核心产品,装机量保持持续增长态势。
2020年,国内光伏新增装机量48.2GW,同比增长60.1%;
全球预计达到130GW。
根据CPIA在《中国光伏产业发展路线图》中的乐观预测,2021年全球新增光伏装机量达到155GW,国内新增装机量预计达到60GW以上,2020年至2025年复合增长率约9%。
光伏玻璃的需求预计未来受益于光伏装机量的提升进一步扩容。
(二)双玻组件渗透率5年有望翻倍增长,带来更大需求弹性
光伏组件分为晶硅组件和薄膜组件。
太阳能光伏组件可以分为晶硅组件和薄膜组件两类,其中晶硅组件凭借单块组件发电功率高的特性占据光伏组件总量的95%份额,薄膜组件仅占5%左右。
单玻组件为晶硅组件的主流产品,双玻组件凭借发电增益优势,渗透率有望提升。
晶硅光伏组件根据背面材质可以分为双玻组件和单玻组件,单玻组件的背板材料大部分为不透光的复合材料(TPT、TPE等),目前单玻组件仍是主流,2020年单玻组件市占率70%左右,双玻组件占比29.7%;
双玻组件采用玻璃替代了单玻组件的复材背板,双面采用玻璃封装。
相比单玻组件,双玻组件的生命周期更长,耐候性和耐腐蚀性更强,衰减低于普通组件;
发电效率更高,正面背面均有发电能力,背面可接受周围环境的反射光、散射光转换为电能,根据不同地面环境双面组件能够提高10%-30%的发电量。
根据李亚彬《360W超高功率n型双玻双面发电组件研究及应用》,采用背面无横梁安装方式时,双玻组件的发电量增益最高可以达到32.99%,平均发电量增益约21.38%;
横梁式安装方式,发电量增益最高可达30.18%,平均发电量增益20.10%。
凭借发电量优势,双玻组件未来渗透率有望提升。
2.0mm双玻组件重量已接近3.2mm单玻,双玻重量大的痛点消除,2025年渗透率有望达到60%。
单玻组件采用一块3.2mm光伏玻璃作为面板,双玻可采用两块2.5mm或2.0mm厚度的光伏玻璃作为面板和背板。
2018年,双玻组件主要采用2.5mm+2.5mm双玻,相比3.2mm单玻的厚度增加较多,2.5mm双玻的玻璃重量增加了56%,组件总重量增加23%,在安装运输上存在一定的成本提升。
随着2.0mm钢化能力的提升,双玻出现减薄趋势,2019年时2.0mm+2.0mm双玻组件占据20%市场份额。
2.0mm+2.0mm双玻的应用,大幅降低了组件的重量,经测算2.0mm双玻组件的总重量仅比3.2mm单玻高出1.94%,相比2.5mm双玻组件减重4KG左右。
双玻组件重量较大的痛点得以消除,凭借寿命更长和发电功率更高的优势,渗透率有望快速提升,根据中国光伏行业协会预计,2025年双玻组件市场渗透率有望达到60%。
(三)预计2021-2023年光伏玻璃产能需求为34291/42181/51435t/d
光伏玻璃的需求增长由光伏装机量增长、双玻组件渗透率提升共同推动。
我们假设:
1)装机量方面:
预计未来三年全球光伏装机量稳步增长,2021-2023年全球装机量分别为170GW、204GW、245GW,其中晶硅组件占比96%,对应组件产量为装机量的1.1倍(容配比为1.1)。
2)双玻渗透率方面:
双玻组件渗透率逐渐提升,参考CPIA的预测,假设2021-2023年双玻组件渗透率分别为40%、50%、60%;
双玻组件中,超薄化趋势继续推进,2.0mm+2.0mm组件占比也逐渐提升,假设分别占双玻组件的50%、60%、80%,暂未考虑1.6mm+1.6mm的推广普及。
3)玻璃消耗、成片效率、成品率方面:
参考南玻公告的数据,假设1GW组件需要消耗3.2mm光伏玻璃578万平、2.5mm光伏玻璃1139万平;
2.0mm光伏玻璃1139万平;
3.2mm、2.5mm、2.0mm规格的光伏玻璃成片销量分别为125平方米/吨、160平方米/吨、200平方米/吨;
原片成品率分别为82%、80%、78%;
深加工成品率均为95%。
基于上述假设,我们测算2021-2023年光伏玻璃原片需求分别为1251.61万吨、1539.62万吨、1877.36万吨,对应日熔量分别为34291t/d、42181t/d、51435t/d,同比增速分别为36%、23%、22%。
四、2021三季度供给宽松开始体现,大尺寸窑炉结构性紧张
(一)四轮政策出台,2020年底光伏压延玻璃产能限制适度放开过去光伏压延玻璃的产能政策是限制新增压延产能的重要因素,回顾从2018年首次将光伏玻璃产能纳入产能置换之中,一共有四轮政策,最终在2020年11月下游几大组件企业联合呼吁之后,2020年12月工信部有条件适度放开光伏压延产能限制。
首轮政策:
2018年光伏玻璃产能扩充开始收到政策压制。
2018年发布的《工业和信息化部关于印发钢铁水泥玻璃行业产能置换实施办法的通知》将光伏压延玻璃也列入产能置换政策之中,光伏玻璃的产能扩充受到政策压制。
光伏压延玻璃生产线从建设到产能完全释放需要经过1.5-2年,2018年政策压制的新增光伏压延玻璃产能影响在2020年出现。
第二轮政策:
重申光伏玻璃纳入产能置换范围。
2020年1月3日,工信部发布《水泥玻璃行业产能置换实施办法操作问答》,对玻璃产能置换政策进行细化和完善,提到光伏玻璃列入产能置换范围,自2021年1月1日起实行。
第三轮政策:
重申光伏玻璃产能也纳入产能置换,但压延和浮法可等价置换。
2020年10月,工信部发布《关于征求水泥玻璃行业产能置换实施办法(修订稿)》征求意见,对1月发布的初稿进行了更新。
重申光伏玻璃也纳入产能置换,严禁备案和新建扩大产能的平板玻璃(含光伏玻璃、汽车玻璃等工业玻璃原片)项目,确有必要新建的必须实施减量或等量置换。
相比1月,强调压延和浮法产能可进行等价产能置换,但参考当前浮法玻璃产能置换指标超过2亿元的价格,接近新建一条浮法产线的投入,光伏压延产能仍面临控制。
企业发声:
组件龙头联合发生,呼吁放开产能限制,由市场调节。
2020年11月3日,六大组件厂商东方日升、晶澳科技、晶科能源、隆基股份、天合光能和阿特斯联合发布《关于促进光伏组件市场健康发展的联合呼吁》表示,玻璃供应和价格“失控”已经直接影响到组件制造企业的正常生产,恳请国家相关部门能考虑给光伏市场年终“抢装潮”降温,并呼吁放开对光伏玻璃产能扩张的限制。
11月29日,工信部召开一场关于光伏玻璃企业与光伏组件企业供应保障对接座谈会。
关于光伏玻璃产能政策,光伏组件厂商继续表示希望产能置换政策的全面放开,由市场调节。
工信部相关领导表示,会将信息上报上级单位,对于光伏玻璃熔炉项目报批和产能置换进行更加市场化的管控。
第四轮政策:
光伏压延玻璃可不指定置换方案,有条件放开产能限制。
2020年12月16日,工信部发布《水泥玻璃行业产能置换实施办法(修订稿)》并公开征求意见,与10月发布的修订稿相比,对浮法玻璃产能限制基本维持,重要的变化在于明确光伏压延玻璃和汽车玻璃项目可不制定置换方案,新建项目应委托全国性的行业组织或中介机构召开听证会论证项目建设的必要性、技术先进性、能耗水平、环保水平等。
此条变换表明光伏玻璃的产能限制拟有条件放开。
(二)供给端龙头扩产步伐最快,2021Q3供需差扩大,但玻璃扩产幅度不及组件
政策压制新增产能,2018-2020年光伏玻璃供给增长平稳缓慢。
2018年发布的《工业和信息化部关于印发钢铁水泥玻璃行业产能置换实施办法的通知》将光伏压延玻璃也列入产能置换政策之中,光伏玻璃的产能扩充受到政策压制,产能增速较为缓慢。
截至2020年末,全国光伏玻璃总产能达到29450t/d,相比2018年年初的21390t/d增长37%,年均增速11%。
过去新增产能主要来自信义光能、福莱特等市场份额居前的企业。
供给端双寡头格局稳固,CR2持续提升至50%以上,CR5在2020年调头向下。
光伏玻璃作为重资产行业,存在规模效应,规模化经营可降低运营成本、提升公司竞争力,行业内公司存在强烈扩产意愿。
行业先入者凭借先发优势、扩张产能,经过多年的发展壮大,市占率不断提升。
此外,过去光伏行业的补贴力度降低,一些规模较小、品牌知名度较低中小企业将被兼并或淘汰而出行业。
供给端来看,光伏玻璃行业呈现为双寡头格局,信义光能是光伏玻璃行业第一大公司,截至2020年公司产能为9800t/d,吨,市占率达到33%;
行业第二大为福莱特,产能达到6290t/d,市占率21%;
前两大龙头合计占据光伏玻璃行业50%以上市场份额,且过去几年中CR2持续提升,从2016年的32%提升至2020年的54%。
前五大市占率来看,过去几年也在持续提升过程中,2016-2019年CR5从36%提升至80%,2020年由于亚玛顿等原本没有光伏玻璃原片产能的企业新进入行业,CR5下降至75%。
2021-2022年行业扩产规模较大,龙头扩产步伐更大,市场份额预计仍向龙头集中。
2020年12月16日,工信部发布《水泥玻璃行业产能置换实施办法(修订稿)》并公开征求意见,明确光伏压延玻璃可不制定置换方案,光伏玻璃的产能限制有条件放开。
产能限制放开后,在较高利润的吸引下,大量光伏玻璃产线开始筹建,根据现有的企业扩产计划,预计2021年和2022年分别有27670t/d和26100t/d产能投放,2021年末行业内光伏玻璃产能将达到57210t/d,相比2020年产能增长94%,实现接近翻倍增长,2022年产能预计达到83310t/d,同比增长46%左右。
未来新增产能也主要来自于龙头企业,2021-2022年信义光能预计新增8000t/d产能,为行业扩产规模最大的光伏玻璃企业;
扩产规模第二为传统浮法玻璃龙头旗滨集团,旗滨集团通过扩产压延产线+超白浮法产线转产光伏的方式快速扩张产能,预计2021-2022年旗滨光伏玻璃产能可提升8000t/d以上;
其次为南玻和福莱特,未来两年分别有6800t/d和5800t/d产能投放;
此外,2021年1月11日,彩虹新能源公告称公司与上饶市政府就建设彩虹上饶超薄高透光伏玻璃项目达成项目合作意向,该项目拟分三期进行,投资建设10座超薄高透光伏玻璃窑炉及配套加工产线,第一期拟建设三条生产线,此前彩虹新能源中电彩虹称该投资计划为106亿元,此次投资规模较大,预计未来新增产能规模居行业前列。
整体来看,未来龙头公司的扩产步伐明显快于二三梯队企业,市场份额预计仍将向规模化的龙头公司集中。
供给增长快于装机量需求增长,2021Q3供给宽松程度扩大。
根据目前扩产计划,可满足不断增长的装机量需求量。
全年来看,2021年-2022年供给端增速94%和46%均高于当年装机量需求增速。
考虑供给释放速度,我们测算2021年的有效产能,预计2021一季度至四季度的单季度有效产能分别为7929t/d、8973t/d、10110t/d、12525t/d。
另外假设2021年下游装机需求按照20%、25%、25%、30%的比例分配在一至四季度,依次测算供需差幅度分别为16%、5%、18%、22%,预计2021年三季度在大量供给释放时,光伏玻璃行业供给宽松开始显现。
全年来看供需差在26%左右,2022年扩大至67%。
组件产量和新增组件产能的潜在拿货代表的需求更加真实,预计2021年真实供需差小于10%。
根据表观装机量测算出的需求小于产能供给,但是光伏玻璃价格持续上涨并维持高位,我们认为装机量代表了当年落地的需求即表观消耗量,类似于交付竣工,但是组件产量出货量、新增产能带来的潜在拿货需求才是行业真实需求,类似于施工和新开工,供给和真实需求的供需差或小于上述测算的表观供需差,对价格有所支撑。
组建的产能产量方面,根据光伏协会数据2019年全球组件产能219GW,产出138GW,当年的装机量仅115GW;
2020年全球组件产能预计达到272GW,2021年预计新增产能100GW左右,组件总产能超过350GW为大概率事件,产能利用率60%情况下产量约200GW。
出货量方面,根据PVInfolink的预计,2021年前七大组件出货超过181GW,仅前七大组件商出货量就大于全球预计装机量的160-170GW。
新增产能的对比情况来看,预计2021年组件的新增产能100GW左右,相比之下2021年光伏玻璃新增名义27670t/d产能,有效产能若全部生产
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