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新能源电力碳中和行业研究报告
2021新能源电力碳中和行业研究报告
1光伏:
碳排放趋严,平价新周期需求向好
1.1全球碳排放趋严,新能源革命势不可挡
全球碳排放量仍在上升,单位GDP碳排放下降
碳排放量是指在生产、运输、使用及回收等过程所产生的平均温室气体排放量。
全球来看,随着90年代初经济迅速发展,全球碳排放总量不断增加,到2020年全球碳排放量为31.5Gt,较1990年上涨53.5%,同比降5.7%,实现近年来同比最大降幅,是碳排放政策趋严+疫情导致一次能源需求下降的双重作用所致。
大国减排进程:
欧洲最早,美国次之,中国落后
欧盟1996年碳排放达峰,欧盟是最早进入减排下行通道的国家,以1990年为基准,截止2020年已减排31.7%,2020年欧盟提出2030年减排55%的目标,计划欧盟2050年实现碳中和。
美国2000年碳排放达峰,21世纪碳排放逐渐下行,但18年排放量略有抬头,拜登上台后推出2万亿美元新能源计划将促进美国2050年实现碳中和。
中国2030年碳排放达峰(计划),中国的碳排放还处于上升通道,但近期国家领导人将碳减排提升至国家战略高度,计划2030年前碳排放达峰,2060年前实现碳中和。
全球各国纷纷响应减排,多国提出明确目标
在大国的倡议和带动下,全球各国均响应碳减排。
加拿大、德国、日韩、南非等发达国家以2050年实现碳中和为目标,中国目标2060年实现碳中和,是全球主要排放国里首个设定碳中和限期的发展中国家。
强调未来30年内的可再生能源发电占比目标,带动全球向“碳中和”方向发展。
电力行业承担主要的减排指标
降低电力行业碳排放是重要工作。
在中国、欧盟等规划的减排路线图中,各行业减排指标中电力行业的减排要求最高。
降低电力碳排放不等于减少电力能源使用,而是要推动清洁能源发电,改善发电结构。
推进能源供给革命,光伏成为主力能源
电力行业减排目标的实现需要依赖低成本高效率的光伏风电的发展。
从2010-20年来看,光伏是成本降幅最大的可再生能源形式,全球光伏发电的度电成本已从2010年的0.37$/kWh快速下降至2020年的0.048$/kWh,降幅高达87%,BP预计到2050年光伏的成本较2018年将下降65-70%。
光伏资源禀赋优异、成本快速下降带来全球平价,带来行业巨大增量空间,有望成长为主力能源。
1.2国内:
21年利好政策频出,22年需求高增
20年中国补贴政策结束,平价将至:
中国上网电价政策经历了标杆电价、竞价、平价三个阶段,20年是竞价项目收官之年,竞价项目规模26GW,同增14%,同时20年也是平价开启之年,平价项目33GW,同增124%,首次超过竞价项目规模。
平价将至,21年成为全面平价的第一年。
21年政策出台:
户用大超市场预期,风光保障性并网90GW!
5月20日,国家能源局正式下发《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》。
90GW保障性规模+不设上限的市场化规模。
90GW是无附加条件的保障性并网,由电网企业保障,超出部分通过自建、合建、共享或并网购买等市场化并网。
21年户用补贴盘子5亿,我们预计新增装机18GW+。
21年户用补贴3分/kwh,补贴盘子5亿元,户用直接并网消纳,按照1000小时计算,规模达到16.7GW+,我们预计今年户用新增装机达18GW以上。
1.3海外:
海外平价已至,全面增长在即
全球多点开花,20年中国、欧盟、美国、越南是主要增量市场。
根据IEA,20年全球新增装机139GW,其中海外装机91GW,同增7%;分国家或地区看,20年装机新增量主要来源于中国(20年48.2GW)、欧盟(20年19.6GW)、美国(20年19.2GW)、越南(20年11.1GW),仅这四个国家的新增装机容量就超过80%。
其中中国装机48.2GW,同比增长60.1%;欧盟19.6GW,同比增长17.4%;美国19.2GW,同比增加43%。
海外招标量迅速增长印证海外需求高增
海外近期招标项目竞标电价比商业电价低15-86%:
Globalpetrolprice统计了21年的海外光伏竞标电价,普遍较当地商业电价低15-86%,其中21年4月份沙特阿拉伯600MW项目最低竞标电价仅0.0104美元/度,折合不到人民币0.1元/度,仅为当地商业电价的15%,具备极强的成本竞争力。
1.4新技术多点开花,加速平价大未来
大尺寸能降低各环节的非硅成本:
生产端:
大尺寸可以提高单位时间内的产量,从而摊薄部分成本;辅材:
大尺寸带来的大功率可以摊薄成本。
硅片环节:
同一台单晶炉,大硅片可以减少拉晶次数及切片次数,降低能耗,从而降低单位面积的非硅成本;电池环节:
生产节拍保持不变,硅片面积变大,等效产能增加。
组件环节:
组件环节大尺寸增加的面积是平方,而边框增加的长度是一次方;接线盒是按套计价,大尺寸可以摊薄单W成本。
系统环节:
支架和汇流箱是按套数计算,大尺寸硅片可以充分发挥余量价值。
从全产业链量化来看,182可降低生产成本0.081元/W左右,210可降低生产成本0.095元/W左右。
电池新技术层出不穷——Topcon、HBC/IBC技术
Topcon技术简介:
在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层,二者共同形成了钝化接触结构,该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化,超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合提升了电池的开路电压和短路电流。
目前Topcon工厂量产效率为22%-24%之间。
HBC/IBC技术简介:
HBC电池利用IBC电池高短路电流与HJT电池高开路电压的优势,结合成交叉指式背接触异质结(HBC),除了具备IBC的PN结和金属接触都处于太阳电池的背部的特性,同时还采用a-Si∶H作为双面钝化层,具有优异的钝化效果,能够取得更高的开路电压。
目前实验室效率能够达到26%以上。
然而,HBC电池在继承了两者优点的同时也保留了IBC和HJT电池各自生产工艺的难点。
2光伏各环节龙头加速集中,上游材料景气高点
2.1硅料:
景气度高点,供需格局佳
21年有效供给在190GW(组件端)
供给收缩,20年-21年上半年新增产能有限。
18年531后硅料厂商扩产意愿低,截止至21年行业新增扩产计划仅通威10万吨、大全4万吨,亚硅3万吨,东方希望6万吨,新特3万吨,但基本都在21年末~22年上半年才投产,叠加3个月爬坡时间,22年Q1后才会陆续实现有效供应。
21年有效供给57万吨,对应硅料总供给190GW:
据硅业分会统计,21年国内产量47万吨,海外产量10万吨,合计57万吨。
在硅片1kg出158片数(片)68片,转换效率在23%、单瓦硅耗3.00g/W的情况下,测算硅料总供给在190GW(实际生产中可能会有一定损耗)。
我们测算22年硅料总产能128万吨,新增约61万吨。
五寡头格局,通威有望率先突围
20年硅料价格持续下跌,小厂商亏损严重逐渐退出竞争,行业形成保利协鑫、通威、新特、大全新能源、东方希望五家寡头垄断格局。
通威硅料扩产节奏领先同业,在2021年底投产8万吨产能,同时与下游硅片巨头隆基签订长单保证销售,我们预计到21年通威率先突围。
2.2硅片:
21Q3起竞争日趋激烈,龙头盈利韧性强
2017年至今全球单晶市占率快速提升:
(1)PERC及N型占比的提升,推高了单晶的应用占比;
(2)金刚线切割技术大幅降低单晶硅片切片成本;(3)龙头组件厂商均全线布局单晶组件产品。
受制硅料短缺,硅片跟涨硅料:
18年531新政至20年3月末,硅片单晶硅片维持强势,价格未见下调,20年疫情影响价格下降,20年7、8月硅料供给加速收缩,硅料大幅涨价,硅片跟涨硅料。
21年硅料持续紧缺,格局最好的硅片端可以留存利润持续跟涨。
硅片双龙头格局,新兴龙头加速追赶
20年双寡头占据69%市场份额,21年新兴龙头加速追赶。
20年来看,隆基出货59GW,中环出货35GW,双龙头市占率69%,格局稳固;21年看,一体化厂晶科、晶澳,新兴硅片龙头上机数控奋起直追,硅片企业21年产量规划大,行业竞争激烈,不排除部分企业产量不达市场预期的可能。
2.3电池:
两头挤压尴尬局面,待新技术破局
国内PERC产能快速扩张,21年看结构性机会
2020年中国产能约185.7GW,同增22.8%,产量约134.8GW,同增22.2%,全球占比82.5%。
PERC电池扩产有两个时间节点:
1)PERC路线明确后,19年单季度高盈利引发了一轮扩产大潮。
2)20年初大尺寸平台技术确立,PERC大尺寸迅速扩张;
展望21-22年看,行业存在结构性机会:
普通尺寸产能过剩,大尺寸产能相对紧缺。
集中度迅速提升,专业化厂商显露头角
20年电池片格局较为分散,分为专业化和一体化两大阵营。
2020年按产量排序,前6大厂商分别为通威股份、隆基股份、爱旭股份、晶澳科技、天合光能、晶科科技,各家差距并不大,CR6集中度超过50%,还有很大的提升空间。
前6名中,通威股份、爱旭股份是专业电池厂,效率、成本领先;其余4家为一体化厂商。
我们预计21年行业集中度迅速提升,专业化厂商通威股份、一体化企业隆基占据行业前二位置
3.风电:
平价新周期,成本加速下行
3.1风起平价,向海而生
中国:
平价新时代,风电景气持续
20年平价核准项目11.4GW,同比增长超150%。
随着风电发电规模化发展和技术快速进步,在部分资源优良、建设成本低、投资和市场条件好的地区已基本具备平价上网的条件。
2020年已核准平价项目158项,总装机容量达11.4GW,同比增长超150%。
我国大部分地区风电可实现平价上网。
我国大部分地区风电具备平价上网条件,随着平价周期到来,风电具有很大的增长潜力。
对标欧洲,后平价时代风电装机稳定增长
政策带动、技术进步叠加规模化发展的作用下,欧洲海上风电2018-2020年间开发成本降幅超50%,率先于2018年迎来平价上网时代,平价后风电装机增长仍较快,2019年欧洲风电同比增速达到31.6%。
同时欧洲是全球风资源最好的国家之一,大部分地区处于6m/s以上风速带,风力资源优越叠加技术领先铸就了欧洲海上风电在全球的主导地位。
全球海风:
空间广阔,高增长在即
海上风电场不占用土地资源,风速更高,风电机组单机容量更大,年利用小时数更高,随着技术进步以及成本下降,海上风电产业将进入快速发展时期。
2020年全球海上风电装机6.02GW,根据GWEC,2021-2025年全球海上风电新增装机CAGR达到31.5%。
风机大型化是海风降本的有效途径
风机大型化有效提升单机发电量,大幅降低安装、运维成本,是海风降本有效途径。
2020年,欧洲海上风电机组的平均单机容量已经达到8.2MW,自2014年以来,风电机组的单机容量年化增长率高达14%。
据统计,在发电量方面,单机功率为10MW的风机比8MW的风机提升近30%。
除了发电量的提升外,大功率风机还可以有效降低成本,在同样的装机规模下,单机功率越高,所需安装的风机台数越少,可大幅降低吊装成本与后期的运维成本。
3.2风电各环节盈利修复,格局优化
风机:
欧洲龙头引领行业,国内三足鼎立
行业格局较为稳固:
全球来看,装机第一位通用电气GE,2020年市占率17%,金风科技、维斯塔斯以16.54%、15.71%的市占率分列第二、第三,CR3达49%,风机市场寡头格局稳固。
中国市场集中度提升,国内三足鼎立:
根据CWEA数据,中国市场风机制造企业CR5从2015年的58.3%提升至2020年的64.17%,行业集中度较高且不断上升。
金风坚定直驱路线,连续5年新增装机及累计装机均位列行业第一,2020年金风科技国内市占率为21%。
叶片:
全球多元竞争格局,较为分散
玩家多元,全球市场格局分散:
全球来看,风机叶片市场玩家多元,较为分散。
外资企业主要有GE、LM、TPI、Enercon等,国内厂商包括中材科技、时代新材、中复连众等国有控股大厂以及上海艾郎、天顺叶片等民营专业化叶片企业,此外,部分主机厂如明阳也自主生产叶片。
国内市场集中度提升,中材科技龙头强者恒强:
经历2016年的行业低谷,落后产能的淘汰,行业集中度不断提升,CR5从2013的59.6%提升至2019年的68%(中材科技、中复连众、中航惠腾、明阳风电、时代新材)。
中材科技凭借技术优势和与下游客户的深度绑定,在国内叶片市场份额不断增长,位列行业第一。
风塔:
行业分散,中国龙头加速集中,天顺风能后来居上
随着中国风电整机行业集中度提升,零部件厂商加速整合,国内市场主要由天顺风能、泰胜风能、大金重工以及天能重工四家龙头占据,天顺风能重点布局高端市场,客户主要覆盖Vestas、GE、西门子歌美飒、金风科技等全球风机巨头,市场份额迅速提升至国内第一,2014年全球市占率4%,2020年全球市占率迅速提升至为6%,较2019年稍有下滑,主要原因在于20年国内风电装机快速增长,公司受制产能瓶颈所致,我们预计随着公司塔筒产能的陆续释放,市占率进一步提升。
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