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核心观点:
本篇报告系统研究了晶硅光伏组件产品的各项辅材/耗材,并详细严谨地 测算了这些环节未来 2~3 年内的降本空间,得到如下重要结论和投资建议:
1)辅材/耗材各环节提效降本潜力足,2 年内组件成本下降空间超 20%。金 属化环节优化( 降银浆单耗+提效率)、金刚线切 片优化(细线 +薄片 +省线+ 快切)、2.0mm 光伏玻璃价格合理化,将在两年内分别为组件贡献降本空间 0.03、0.1、0.08 元/W,效率提升再摊薄各环节其他成本总计约 0.1 元/W。
2)双面双玻趋势确定,需求结构性高增长的光伏玻璃仍是目前产业链投资 首选。双面双玻组件 2019 年迎来性价比拐点,未来渗透率提升将一骑绝 尘,中短期内 2.5mm 玻璃预计仍是双玻主流选择,未来向 2.0mm 过渡是趋 势所向,光伏玻璃产品结构薄片化除降本贡献外,还将有助竞争格局改善。
3)PERC 凭借自身的提效降本空间,未来 2~3 年内仍将稳坐主流地位。未 来 2~3 年内,各环节降本叠加硅料利润率压缩,预计双面 PERC 电池降本 空间 24%(对应含税价 0.76 元/W),LCOE 下降空间 15~20%(目标 0.26~0.35 元/kWh)。各类 N 型组件需降本约 40%才能在 LCOE 角度与 PERC 持平(达到单瓦价格持平则需降本更多),预计追赶时间 3 年以上。
4)双面双玻趋势带动 POE 胶膜需求高增长。相比传统 EVA 胶膜,POE 胶 膜更能够帮助双玻组件对抗 PID 衰减,预计 POE/共挤胶膜未来 3 年复合增 速 70~100%。成本占比 90%的原材料粒子目前国产化程度较低(EVA 国产 17%,POE 全进口),低成本POE 产能或合格国产粒子有潜在投资机会。
5)金刚线切割工艺进步降本空间 0.4 元/片,供需失衡下成本及优质细线供 应能 力为核心竞争 力。 金刚线替代砂浆切割的行业红利期已过,测算未来三 年光伏领域金刚线需求及市场容量将萎缩至 2500~3000 万公里及 25 亿元以 下,而规划产能三倍于供给,企业将主要比拼成本及优质细线供应能力。
报告内容:
内容概要
光伏组件辅材环节提效降本潜力足,两年内贡献降本空间 0.32 元/W,降 幅 21%。预计未来 2~3 年,PERC 电池量产转化率有潜力提升至 23.5%, 在此基础上,组件降本来源及空间主要包括:
- 2.0mm 玻璃价格合理化:0.08 元/W
- 金属化环节优化(降银浆单耗):0.03 元/W
- 金刚线切片优化(细线+薄片+省线+快切):0.10 元/W
- 组件功率提升带来其他非硅成本(除光伏玻璃外)摊薄:0.05 元/W
- 电池片效率提升带来其他非硅成本(除银浆外)摊薄:0.015 元/W
- 组件功率提升带来单瓦硅耗量下降及硅片利润率压缩:0.04 元/W
光伏玻璃:2.0mm 双玻带框组件解决重量及爆裂问题的同时强化LCOE 优势。向更薄的 2.0mm 过渡是趋势,且有利于竞争格局改善,但中期 2.5 可能还是双玻的主流选择。 随着 2.0mm 玻璃价格合理化,带框 2.0mm 双 玻组件将 实现与普 通单玻 组件或 透明背 板组件同 等制造 成本( 即使充 分考 虑透明背板降价潜力)且重量控制在 23kg 以下,则其相对普通单面组件的 背面发电 增益以及 相对透 明背板 组件的 高可靠性 将成为 纯额外 收益。 预计 2019 下半年需求环比+47% vs. 供给环比 +15~20%,2020 年需求同比+21% vs. 供给同比+20%~25%,为玻璃价格提供强支撑。行业竞争格局优良, 产品规格切换将加速提高集中度,信义+福莱特未来 2 年市占率提升 10pct。
银浆:金属化环节提效降本空间广,可确保未来 3 年内 PERC 电池主流地 位 稳固。 金属化是电池 片提效降 本的关 键环节 ,未来优 化方向 主要是 通过 改变栅线 设计及印 刷方式 来实现 浆料单 耗及成本 下降、 电池效 率提升 ,目 前各类印 刷工艺、 网版设 计、浆 料创新 均是为匹 配栅线 优化设 计思路(细 栅、密栅、增加高宽比)。现有技术可支撑 PERC 电池量产效率提升 1.5~2pct 至 23.5%,叠加浆料单耗下降、硅片成本下降,测算双面 PERC 电池降本空间 24%(对应含税价 0.76 元/W),LCOE 下降空间 15~20% (目标 0.26~0.35 元/kWh),N 型组件需降本约 40%才可能在 LCOE 角度 与之匹敌,预计追赶时间 3 年以上。转化效率提升及银浆单耗下降导致银 浆需求增 速低甚至 负增长 ,国产 企业若 想在激烈 竞争中 扩大份 额则需 在技 术快速迭代中抓住机遇并具备较强资金实力。
胶膜:PERC 双面双玻渗透率提升带动 POE胶膜需求复合增速70~100%, 粒子国产化是降本最大希望。相比传统 EVA 胶膜,POE 胶膜更能够帮助 双玻组件对抗 PID 衰减,故 PERC 双面双玻渗透率的提升将带动 POE 胶 膜/共挤型胶膜需求结构性高增长,测算未来三年CAGR 70~100%。单玻 领域趋势为下层用白色 EVA 胶膜。光伏胶膜已完全国产化且充分竞争,但 成本占比 90%的原材料粒子国产化程度低(EVA 国产 17%,POE 完全进 口)。因此,拥有 POE 产能且成本较低的企业以及能供应合格粒子的国产 企业或可 扩大份额 。减少 入射光 损失、 降低功率 衰减、 粒子国 产化降 本是 胶膜环节提效降本主要手段。
金刚 线:技术 进步带来 硅片降本 空间 20~30 %, 供 需失衡下 成本及优质 细 线 供应能 力将成 为核心 竞争力 。 金刚线在硅片成本中 直接占比 小但对 硅耗 影响大。未来通过金刚线及切割技术进步,硅片有 0.4元/片降本空间:细 线化(50 线,降本贡献 0.06 元/片)、薄片化(160 微米,0.08 元/片)、硅 料需求减少带来的价格下跌(0.12 元/片)、省线化和快切化以及人工设备 改进等(0.14 元/片)。行业红利期已过,测算未来三年光伏金刚线需求及 市场规模将萎缩至2500~3000 万公里、20~30 亿元,而规划产能三倍于供 给。我们 判断,金 刚线企 业未来 会像其 他环节的 光伏企 业一样 比拼成 本, 拥有成本 优势和优 质细线 供应能 力的企 业或可通 过扩大 市场份 额的方 式实 现增长。
光 伏 玻 璃:双玻组 件加速渗透助行业景气度提升, 龙头强者恒强
光伏组件封装向 2.0mm 双玻结构进化趋势确定,透明背板或有阶段性机会
光伏玻璃价格及双玻组件渗透 趋势分析与预测:1)2.5mm 与 3.2mm 玻璃价差已由今年初 的 1 元/平米扩大至目前 3 元/平米。其中 2.5mm 玻璃价格保持在 22~23 元 /平米左右,同期 3.2mm 玻璃价格由 24 元/平米升至 26.5 元/平米,涨幅 10.4%;2)2019 年 SNEC 展会上,双面组件几乎成为组件企业标配。透 明背板与 2.0mm 及更薄的光伏玻璃成为新焦点:
- 双玻减薄趋势明显:目前双玻组件主流厚度为单片 2.5mm。为减轻重 量并降低成本,现已有向2.0mm 甚至更薄的 1.6mm 发展的趋势,但 较高的钢化工艺成本和下游对更薄玻璃对电池片保护性的认可度,是 当前光伏玻璃薄片化的主要阻力。
- 透明背板亦可实现双面发电:透明背板与传统白色背板最大的变化在 于空气面和粘接面的薄膜或涂层均由白色转为透明,要求阻隔紫外线 不再依靠钛白粉。中来股份采 用同时添加无机+ 有机紫外线吸收剂的办 法来实现紫外线阻隔,正面玻璃厚度需达到 3.2mm。
核心结论:
- 2.0mm 双玻 带框组件解决 重量及爆裂问题 的同时强化 LCOE 优势,同 时 使投资者免于背板可能出现的老化问题的困扰。美国豁免双面发电组件 201 关税或将在短期内大幅提升美国市场双面组件渗透率,但由于双玻组 件 产能及 玻璃供应 调整需 要时间 ,透明 背板组件 有望阶 段性在 美国市场 占 据一定份额。
- 光伏组件封装形态向 2.0mm 双玻结构进化是明确趋势,但 2.0mm 玻璃的 降本及可靠性验证需要一定时间,预计中期2.5mm 玻璃仍为双玻组件的 主流选择。
逻辑一:2.0mm 玻璃解决双玻组件最大痛点——重量过大及玻璃爆裂
2.5mm 双玻带框组件重达 24~26kg,比传统单玻组件运输成本提高、安装 成本上升(一个工人难以拿起)。若双玻 组件无框,则安装难度加大( 破损 率增加)、使用过程中玻璃可能出现爆裂问题等。2.0mm 双玻半框组件重 量仅 20kg,一个工人可拿起来,与单玻组件相比重量仅增加 1kg 左右,对 运输和安 装的影响 较小, 且含框 双玻组 件安装破 损及使 用中爆 裂的情 况将 明显减少,解决双面双玻组件推广的最大阻碍。
无框双玻组件出现弯曲变形,造成电池片隐裂和玻璃爆裂,主要原因 是 1)汇流带层压应力不均:2)机械应力不均;3)热应力不均。以 上问题添加铝框即可解决。
逻辑二:2.0mm 光伏玻璃价格将逐步合理化,预计价格或降至 16.6 元/平米。
2.0mm 与 2.5mm 光伏玻璃处在面世初期,成本较高,虽然相对 3.2mm 玻 璃而言节省了 20~40%原片玻璃,但与 3.2mm 玻璃的价差并未体现出应有 的成本优 势。随着 双玻趋 势带动 薄玻璃 需求增长 、玻璃 大厂大 产线技 改及 技术进步,薄玻璃价格将下降。
我们认为合理 价格应以 成本为锚:1)原片 玻璃:成 本主要与 厚度相关;2) 深加工:薄玻璃半钢化,3.2mm 玻璃需全钢化,前者成本略低。根据测算, 在龙头企业保持 25%毛利率的情况下,2.5mm与 2.0mm 玻璃的合理价格 有望分别降至 19.3 元/平米、16.6 元/平米,较当前价格分别下降 16%、 26%。
逻辑三:合理玻璃价格下,2.0mm 双玻半框组件成本低于传统单玻组件及透 明背板组件。
测算结果显示,成本对比:2.0 双玻半框组件<2.5 双玻半框组件≈传统单 玻组件<2.0mm 双玻全框组件 逻辑四:充分考虑透明背板降价潜力后,2.0mm 双玻半框组件仍具高性价比。 目前对透明背板的降价空间主要基于两点考虑:1. 背板核心原材料 PET 扩 产或使成本大幅下降。2. 随着技术提升、规模效益及生产经验积累,透明 背板成本 将逐步下 降。我 们认为 ,以上 两点考虑 确有合 理性, 但即使 充分 考虑降价空间后,透明背板组件成本相比双玻组件仍不具备优势。 1. PET 基膜扩产对光伏背板的降本作用有限: 1)PET 基膜上游原材料 BOPET大幅扩产,或将带动PET 基膜成本 下降。PET 基膜由 BOPET(聚酯薄膜)拉制而成。BOPET 按厚度分 类,下游需求最多的是厚度6-25um 的包装膜,65 微米以上则为厚膜 型/特种聚酯薄膜。2019 年特种聚酯薄膜需求预计有 49%为光伏背材 膜。2014-18 年 BOPET 新增厚膜产线约 60%属于光伏领域。卓创资讯统计,2019-2020 年预计新增 46 万吨 BOPET 产能,其中厚膜产能 约 36 万吨,按上述比例(50%~60%)估算厚膜新增产能中约 20 万吨 为光伏背材膜。2017 年背材膜产能约 30.8 万吨,产能大幅扩张将使 PET基膜成本显著下降。 2)PET 基膜在透明背板中成本不足 4 元/平米,占比不超过 25%,可 提供的降本空间有限。光伏背板用PET 基膜一般厚度在 250um 及以 上,每平米背板对 PET 基膜需求量约为 1.06 平米,若按单价 3.9 元/ 平米计算,则每平米背板中 PET 基膜成本不足 4 元。中来股份自主研 发的双面涂覆型透明背板目前售价约 28 元/平米,估算 PET 基膜在其 中成本占比大概率低于 25%。因此,即使 PET 基膜价格大幅下跌,对 透明背板的潜在降本贡献不显著。 2. 即使考虑透明背板成 本下降空间,其经济 性仍难以匹敌 2.0mm 双玻 半 框组件。我们对透明背板组件与 2.0mm 双玻半框组件的单位成本差额做了 敏感性测 算,我们 认为透 明背板 经济性 在长期与 短期内 均难以 与双玻 组件 竞争: 除经济性外,透明背板产品尚未经过长期户外实证,实际可靠性有待验证。 透明背板的推出是在 2018 年,2019 年 3 月刚开始户外实证检测,目前只 通过了实 验室测试 。实验 室测试 难以模 拟真实环 境下复 杂恶劣 的条件 ,目 前透明光伏背板其优异的性能主要来自厂家宣传。 美国豁免 25%双面发电组件 201 关税有效降低双面发电组件在美价格并提 升竞争力。由于:1)透明背板双面组件与单玻组件结构类似,电站设 计及 配套材料方面适配性较强,可直接实现产品切换。2)美国组件进口主 要来 源地东南 亚现有单 玻产线 与透明 背板组 件兼容性 较强, 可快速 满足产 品需求。因此,我们认为 201 关税豁免或将为透明背板组件带来阶段性需求, 但 双玻组件 产线产 品切换 完成后, 仍将凭 性价比 与更可靠 的性能 成为主 流。 供需格局持续向好,2019H2~2020 年光伏玻璃价格强支撑 预计 2019 下半年国内装机量 25~30GW,全球 70GW 左右。预计 22.8GW 竞价项目年内能够完成 15GW 以上,则下半年国内新增装机有望 达到 25~30GW(其中预计 Q3 10GW 左右、Q4 15GW+),全年 40GW 左 右。2019 年全球装机量预期 120GW 左右,下半年预期 70GW 左右。 2020 年全球新增装机有望实现 15%~20%增长。预计 2020 年的国内补贴 额度和政 策机制落 地时间 将显著 早于今 年,为明 年的国 内光伏 建设创 造更 好的条件,预期2020 年国内新增装机规模有望上看 50GW。海外市场增 长确定提速,多个国家/地区 光伏已是成本最低 的电源,预计全球 需求 140GW 以上。 美国豁免双面发电组件 201关税(25%),光伏装机成本或将因组件采 购成本大幅下降而加速增长;印度等成本敏感市场加速启动;欧洲 MIP 取消刺激装机提速;中东、南美、东南亚等新兴市场贡献提升。 双面发电组件渗透率提升,助推玻璃需求增长。虽然双玻组件所使用的 2.5mm 或 2.0mm 玻璃比单玻 3.2mm 玻璃更薄,但 1 块组件所需玻璃的数 量也由 1 块增加为 2 块,因此双玻渗透率的提升将显著增加光伏玻璃原片 需求量(以吨计量)。测算 1GW 2.5mm 双玻组件、2.0mm 双玻组件、单 玻组件生产所需的光伏玻璃原片约 8.9 万吨、7.3 万吨、5.6 万吨,即同等 数量的双玻组件比单玻组件对光伏玻璃原片的需求高约 30~60%。 伏政策发布较晚、美国在年中豁免双面发电组件 201 关税,全球下半年装 机量将显著高于上半年,预计光伏玻璃 2019H2 需求环比增长 47%。 因此光伏玻璃需求的增长将由全球光伏装机量增长+双玻组件渗透率 提升共 同推动。假设 2019-2020 年光伏装机量 120GW、140GW,双玻渗透率分 别提升至 20%、30%,其中 2.0mm 双玻占比 10%、30%,则 2019-2020 年光伏玻璃原片需求增速分别为 20%、21%。 截止 2018 年 12 月底,国内超白压延玻璃在产企业 24 家,窑炉 38 个,生 产线 126 条,总产能 20890 吨/日,以主流 78%成品率计算,排除未释放 以及限产产能,产量约 15163 吨/日。2019 年国内光伏市场政策面利好因 素释放,光伏前景一致看好,光伏玻璃产能陆续投入,截至2019 年 7 月 底,总产能提升至 23430 吨/日,生产线 138 条,产量约 17330 吨/日。 在产光伏玻璃产能的建设投产高峰集中在 2010~2013 年、2016~2017 年, 2018 年除龙头企业外其他厂家几乎没有扩产动作。光伏玻璃产线一般 5 年 左右需停产冷修 6~8 个月,产线寿命一般为 7~10 年左右。按此估算, 2015~2018年为光伏玻璃产线集中冷修期,2017~2020 年进入集中退役期。 但 2017~2018 年光伏玻璃产能退出较少,原因是:由于2017 年下半年及 2018 年上半年(531 政策出台前)光伏需求超预期、玻璃价格较高,老产 能延迟关 停;由于 需求多 、价格 高,竞 争环境宽 松,落 后老旧 的高成 本产 能被动出清也较少。虽然 2018 年下半年的低价已接近甚至突破小厂现金 成本,但 低价维持 时间不 够长。 此外, 如前所述 ,部分 小产能 通过技 改转 做薄玻璃避开竞争甚至享受溢价,而大厂此前尚未大规模介入这一领域。 预计 2019~2020 年老旧落后产能稳步退出:虽然当下光伏玻璃利润率可观, 但:1)大厂大幅扩产且新产能以大产线为主,成本优势突出,而老旧产线 随着运营时间延长成本进一步上升,利润率无优势。2)未来大厂大产 线将 技改切入 2.5mm 和 2.0mm 光伏玻璃的生产,增加供给,薄玻璃溢价将逐 步消失,该领域将不再是落后小产能的避风港。3)由于 2.0mm 玻璃生产 技术要求提升幅度较大,此前生产2.5mm 玻璃的小厂不一定有能力将产线 技改至 2.0mm 产品。 考虑年内投产时间及产能爬坡,预计光伏玻璃有效供给 2019H2 环比增加 15~20%左右,2020 年同比增加 20~25%,2019H2 光伏玻璃价格或小幅 上升,2020 年价格大概率维持高位 26~28 元/平米。 行业竞争格局优良,产品结构向 2.0mm 切换加速集中度提升 竞争格局清晰,龙头份额将持续扩大:类似三年前的单晶硅片行业。我们 认为,目前的光伏玻璃行业与三年前的单晶硅片行业格局类似:1)呈现寡 头格局;2) 技术与资 本双密集;3)龙头 快速扩产 中,除龙 头外企业 鲜有 扩产动作。 预计信 义与福 莱特也可 像三年 前的隆 基与中环 一样, 实现规 模、 市场份额 、行业地 位及业 绩的全 面提升 。根据目 前各企 业的扩 产规划 ,两 家龙头的合计市占率将在两年内年超过60%。 与光伏制造产业链其他环节不同,光伏玻璃技术更新迭代慢,后发优势不 明 显,甚 至有一 定的先 发优势 。 信义与福莱特作为光 伏玻璃龙 头,同 时也 是最先进 入该行业 的企业 ,在产 品品质 与认证、 区位布 局、规 模效应 、成 本技术水平等多方面已取得显著优势并筑起较高的行业进入门槛: 需要强调的是,技术和规模方面的差距难以弥补。如虽然提高单线规模可 大幅降本 ,且业内 具备相 对成熟 的大熔 量生产线 交钥匙 供应商 ,但最 终实 际单线规模达到 1000 吨/日以上的只有信义和福莱特。这是因为虽然产线 主体建设 难度不高 ,但企 业会对 产线做 细微调整 ,也即 核心技 术所在 。因 此即便是 同样的炉 窑,玻 璃生产 成本也 可能存在 差异。 对技术 水平不 足的 企业来说,1000 吨产线的生产成本可能还高于日熔量更小的产线。 综合来讲,技术、规模、资源、区位、客户资源构成行业进入门槛及产能 扩 张壁垒 。其中, 技术与 单线规 模最终 影响并直 接体现 在生产 成本上, 也 是 成本最 终决定企 业会否 扩产。 目前价 格水平下 ,除头 部两家 公司以外 , 其 他 企 业扩产动作极 少,龙头企业地位十分稳固且份额将 继续扩大。 通 过 细 密栅线、增加 高宽比来提效并降低银耗量是主要优 化方向 浆料在 PERC 电池片总成本中占比约 10%,在非硅成本中占比 30%以上。 电极设计 及浆料优 化是电 池提效 降本的 主要渠道 。导体 浆料大 致可分 为三 种:正面银 浆、背 面银浆 和背面铝 浆。三 种导体 浆料经过 丝网印 刷、烘 干、 共烧结形 成两端电 极。其 中,正 面银浆 是制备太 阳能电 池金属 电极的 关键 材料,直接关系着太阳能电池的光电性能。 正面银浆 由高纯度 银粉、 玻璃体 系、有 机体系等 组成。 其中, 银粉作 为导 电功能相 ,其优劣 直接影 响电极 材料体 电阻、接 触电阻 等,进 而影响 转换 效率,银粉在银浆中含量及成本占比均超过90%;玻璃体系为高温粘接相, 对银粉的烧结及银-硅欧姆接触的形成有决定作用;有机体系作为承载银粉 和玻璃体系的关键组成,对印刷性能、印刷质量有较大影响。 金 属化工 序的优化 方向: 通过改 变栅线 设计及印 刷方式 来实现 浆料单耗 下 降、电池效率提升。在未来至少 5-10 年内,银浆丝网印刷将凭借高性价比 及充足的 提效降本 空间占 据光伏 电池金 属化领域 主导地 位。降 本主要 途径 包括降低 银浆单耗 和提高 电池片 效率。 金属化工 序的优 化重点 在于通 过改 变栅线设 计或栅线 印刷方 式,在 降低单 耗的同时 也要保 持甚至 提高电 池效 率,而非简单粗暴地降低银浆或银粉用量。 优 化栅线 设计具 体方向:细栅 、密栅、 增加高 宽比。 与正电极有关的 损耗 包括薄层 电阻、栅 线串联 电阻、 金半接 触电阻、 栅线遮 光损失 ,发射 极掺 杂与金属化工序的改动会使这几类损失向不同方向变动,想要实现最优电 极设计需 要结合理 论和测 试在其 中寻找 到平衡点 。总体 而言, 栅线设 计优 化方向:降低细栅宽度、增加细栅数量、提高栅线高宽比。 目 前各类 印刷工艺 、网版 设计、 浆料的 创新均是 为匹配 上述栅 线优化设 计 思 路。 栅线优化需要印刷 工艺、 网版、 浆料相 互配合, 例如印 刷更细 的栅 线需要匹 配开口和 线径更 窄的网 版,且 浆料粘度 和粒度(银粒 尺寸) 也需 要调整, 否则在丝 网印刷 阶段容 易出现 栅线虚印 、毛刺 ,网版 堵网、 黏网 等问题,在 烧结过 程中也 可能出现 浆料下 榻导致 栅线高度 降低、 宽度变 大。 印刷工艺 的创新可 以在现 有的网 版及浆 料的技术 与生产 水平下 实现更 优的 栅线制作。此外,浆料需要建立金半接触(金属-半导体接触),不同电池 技术的结构与材料不同,故所匹配的浆料也有所不同。 进 口 替 代进行时,行 业规模快速增长,国内企业大有可为 光 伏正银 国产化 快速推 进中 。正面银浆技术壁垒 与行业 集中度较 高。杜 邦、 贺利氏、三星 SDI 及硕禾凭借先发优势抢占绝大多数市场份额。国产正银 起步较晚 ,随着需 求高速 增长和 电池片 产能持续 向中国 转移, 正银国 产化 进程加速。2016 年国产正银企业开始具备批量供货能力,2017 年市场份 额快速提升至 20%左右,2018 年市场份额提升至 35%~40%,目前已达到 50%左右,预计将继续提升。主要原材料银粉由日本 DOWA 和美国 AMES 等厂商占 据主要市 场,国 产超细 银粉起 步晚但近 几年进 步较快 ,已能 满足 部分需求。 测算结果 显示,虽 然预计 未来三 年全球 光伏新增 装机量 仍会保 持增长 ,但 由于电池转化效率提升以及银浆单片耗量下降导致每 W 银浆耗量下降,预 计光伏银浆需求增速较低甚至出现负增长,行业市场规模约 100 亿元。预 计正银企业 之间的 竞争将十 分激烈,国 产 企 业若能 在技术 快速更 新迭代 中 抓 住机遇 ,将有 望扩大 市场份 额。 优质的银浆企业需 要具备较 强的技 术研 发实力、资金实力以及人才管理与客户维护能力。 金属化环节提效降本空间大,助 PERC 电池 2-3年内稳坐主流地位 金 属化是 电池片 效率提 升、非硅 成本降 低的关 键工序 。 随着上述金属化创 新技术及配套设备、原料的成熟与应用,未来2-3 年 PERC 电池片金属化 成本将显著降低。测算显示,单耗下降将使浆料成本减少约 0.13 元/片, 其中银浆成本减少约 0.12 元/片,同比下降约 30%。效率提升将进一步摊 薄每 W 浆料成本,测算浆料成本将降低约 0.026 元/W,其中银浆成本减少 约 0.024 元/W,同比下降约 33%。 N 型电池设备尚未国产化,HJT 电池投资成本是 PERC 电池的 2-3 倍:根 据隆基、中来及通威的电池产线投资,P-PERC、N-PERT、N-TOPCon、 异质结电池 1GW建设投资分别为5.1 亿元、6.1 亿元、6.9 亿元、10~13 亿元。TOPCon 相对 N-PERT 只需增加薄膜沉积设备(LPCVD),该设备 目前主要依赖进口,是 TOPCon 投资高于 N-PERT 的主要原因。N-PERT 电池生产 所需的扩 散及钝 化设备 亦尚未 实现国产 化。异 质结电 池虽然 制备 步骤少,但 工序及 所需设 备与其他 电池完 全不同 ,目前核 心设备 均靠进 口。 金属化工艺及浆料差距大,异质结电池金属化成本是PERC 电池的 3~4 倍。 N 型 TOPCon 电池所需浆料国产化率低、成本较高。PERT 电池需双面银 浆印刷,银浆耗量翻倍。异质结电池目前主流的金属化工艺包括 1)使用 低温固化银浆进行丝网印刷,成本 1.5~2 元/片。由于非晶硅层对温度敏感, 电池片制造温度低于 200°C,需搭配特制低温固化银浆。该银浆需-40°C储 存,开封后须一次用完,贺利氏已开发可常温储存的低温固化银浆。2)低 温电镀铜技术,成本 1~1.5 元/片。我们测算双面 PERC 电池金属化成本约 0.4 元/片,该环节的成本差异是 PERC电池的决定性优势之一。 N 型电池所需的 N 型硅片价格比 P 型电池高出 5%~10%。从技术角度 N 型硅片有潜力做到与 P 型硅片成本相当,但需要规模化来实现。 N 型电池效率优势不明显。n-PERT 行业平均转化效率约 21.5%-22%;中 来股份 N-TOPCon 研发最高效率 23.36%,量产效率 22.67%;HJT 目前 主流量产效率 22.5~23%。苏民新能源 2019 年 4 月宣布其叠加 12BB 技术 后的 p-PERC 电池量产效率可以达到 22.8%,与 N 型电池并无明显差距。 至少未来 2-3年内,PERC 主流地位稳固 1. 根据目前已有的技术,PERC量产效率绝对值仍有1%-1.5%的提升空间; 金属化等环节的技术创新可减少电池片制造成本,叠加效率的提升后单W 成本进一步下降。测算显示,合理利润假设下,未来 2-3 年内,双面 PERC 电池及组件价格有望降至 0.76 元/W、1.55 元/W。 2. 假设在不同 BOS 条件的地区,当前电站建设成本 3.5/4.0/4.5 元/W,对 应度电成本 0.33/0.37/0.42元/kWh,PERC 组件达到预期价格后度电成本 0.26/0.31/0.35 元/kWh,降幅空间 15-20%。 3. 以 PERT、TOPCon、HJT 技术目前的成本,在保障合理利润率的前提 下,若要达到“目前”双面 PERC 的 LCOE 水平,则组件成本需下降 13%、9%、18%,若要达到“预期”双面 PERC 技术的 LCOE 水平,则 三者组件成本需分别下降 40%、37%、42%。 4. N 型 电池技术发展的关键 是需要大规模投资来 形成规模效应,同时 以市 场哺育技 术,吸引 更多电 池与辅 材供应 商及参与 者,以 加快技 术进步 与落 地,促进成本下降。然而以目前的市场条件,追赶期至少 2~3 年: 预交联技术提升 EVA 白膜性能,PERC 双面双玻带动 POE 胶膜出货高增 一般而言 封装胶膜 需要: 透光、 可粘接 、耐紫外 及高温 、低透 水、高 体电 阻率(减少漏电流)。目前封装胶膜以透明EVA 为主,技术成熟且成本低, 但封装后的 组件衰 减率较 高。为配 合行业 增效降本 ,封 装 胶膜的 研发主 要 围绕低入射光损耗、低衰减及高性价比,热门产品包括白色 EVA、白色/透 明 POE、共挤型胶膜。 白色 EVA 胶膜通过增加电池片间隙入射光反射,可提升组件功率1-10W, 并简化背板降成本。白色 EVA 光反射率达 90%以上,在双玻/单玻组件中 用白色 EVA/白色 POE 取代透明 EVA 可获功率增益 7-10W 和 1-3W。此外, 由于白色 胶膜对正 面紫外 线形成 阻挡, 故背板粘 接面可 使用含 氟涂料 取代 复合氟膜;由于白色胶膜反射入射光,故背板中间层 PET 可换为全透明, 从而提高其抗水解、水汽阻隔能力、电气绝缘性,背板简化有助于降本。 预交联技术使白色 EVA 突破瓶颈,目前已实现量产。白色 EVA 概念 2012 就已提出,但由于流动性大导致组件外观缺陷而被搁置。2013-17 年,通 过引入电子束辐照预交联技术消除了白色 EVA 胶膜的流动性,提高了耐热 性和尺寸 稳定性, 防止组 件外观 缺陷产 生。目前 ,经电 子光束 预交联 处理 的低流动性白色 EVA 已投入量产。 相比传统 EVA 胶膜,POE 胶膜更能够帮助双玻组件对抗 PID 衰减。传统 EVA 胶膜透水率较高,使用过程中水汽进入电池,EVA 的酯键在遇水后降 解形成可以自由移动的醋酸根(-COOH),醋酸根与玻璃表面析出的碱反 应产生可以自由 自动的钠 离子( Na+), Na+在外 加电场的作 用下向电 池片 表面移动并富集到减反层从而导致PID 现象,导致组件功率衰减。 PERC 双面电池 1)金半接触需激光开槽打开背钝化层,背面钝化不 完全;2)背面用细小铝线印 刷铝栅格,比常规电 池全铝背场更容易被 酸腐蚀;3)部分组件采用无框或半框封边,胶膜与空气接触水汽更易 透过,若无特别防护,双面PERC 电池背面 PID 衰减可达 15-50%。 POE 封装胶膜 由茂金属作催化剂 开发而来,是具 有窄相对分子质量分 布、窄共聚单体分布、结构可控的新型聚烯烃热塑性弹性体。由于非 极性的特点,POE 具有优异的水汽阻隔能力和离子阻隔能力,水汽透 过率仅为 EVA 的 1/8 左右;由于分子链结构稳定,老化过程不会分解 产生酸性物质,具有优异的抗老化性能。 新产品共挤型胶膜:取长补短提升性价比,设备投资高且性能待检验。虽 然 POE 胶膜性能突破,但比传统 EVA 胶膜价格贵 30%-50%。2019 年海 优威、爱康等公司推出多层共挤复合胶膜(≥2 层),同时含有 EVA 层与 POE 层。适用于双面双玻电池组件的共挤型透明胶膜主要包括 EVA-POE- EVA 和 EVA-POE 两种结构。复合膜 1)具有 POE 材料优异的隔水、耐紫 外老化、耐热等性能;2)不需要工装或工装简单,易于自动化;3)减少 POE 用量,提高性价比。目前,共挤型胶膜处于推广初期,其生产设备投 资高出普通产品30%,且具体性能有待实证的检验,尚未成为主流。 原 料 进 口依存度高, 下游需求增长或将加快国产化进程 光 伏胶膜 已完全国 产化且 充分竞 争,制 造端利润 率无太 大下降 空间,原 材 料决定成本。目前胶膜企业出货仍以透明 EVA 为主。以福斯特为例,2018 年白色 EVA 及 POE 出货量合计占比 20%左右,其中白色 EVA 占比更高。 EVA 胶膜核心技术在于配方,技术壁垒相对较低。2016 年以来行业转暖导 致产能大 幅扩张, 利润率 压缩。 目前三 大封装胶 膜企业 产品毛 利率均 位于 10%~20%区间,几乎没有通过消除超额利润来降价的空间。此外,EVA 生产工艺较为成熟,优化生产流程控制能带来的降本空间也有限。 光伏胶膜成本中直接材料占比约 90%,直接材料以 EVA/POE 粒子为主, 并添加交 联剂、抗 老化助 剂。合 成粒子 的材料是 石油化 工下游 产品, 价格 与石油价 格正相关 ,可控 性不强 ,故粒 子的原材 料成本 较为刚 性。但 两类 粒子国产化率均较低,粒子国产化将是胶膜行业最有潜力的降本方向。 光伏胶膜已成 为 EVA 树脂下游第 二大消费领域。 EVA 树脂由乙烯(E)和 醋酸乙烯酯(VA)共聚制得。EVA 树脂下游制品众多,不同用途的 EVA 树脂以 VA 含量区分,光伏级 EVA 树脂一般指 VA 含量 28%~33%的共聚 物。在光伏需求高增长的带动下,光伏胶膜在 EVA 树脂下游应用中的占比 快速提高,2018 年成为 EVA 树脂下游第二大消费领域,占比约 28%。 我国 EVA 树脂产能快速提升但同质化严重,高端产品结构性不足。截止2018 年底中国 EVA 产能 99.3 万吨,2014-18 年复合增速 18.71%,产量 约 63 万吨,同比增长 25.45%。虽然产能快速增长,但我国 EVA 树脂多为 通用牌号,产品集中在发泡、电缆等基础领域,高 VA 含量的高端 EVA 树 脂仍主要依靠进口来解决。根据金联创数据,2018 年薄线电缆料国产化率 已达到 92.5%,而太阳能电池膜原料 EVA 树脂国产化率仅 16.7%左右 国 产 EVA 树脂 产能快速扩张中,高端料或有机会突破 。由于高端产品产能 缺口的存在,我国 EVA 树脂整体进口依存度较高,2018 年表观消费量约 156 万吨,进口依存度高达 65%。为弥补产能缺口,目前我国拟建的 EVA 树脂产能超过 200 万吨。光伏胶膜是 EVA 树脂下游应用中国产缺口最大、 需求增长 最快的环 节之一 。为获 利,同 时也为避 免结构 性产能 过剩, 预计 扩产企业将更多地关注高端料的研发,未来 3~5 年我国光伏级 EVA 树脂产 能或可有所突破。 目前我国 EVA 进口来源较广,其中进口光伏级 EVA 树脂主要来自中国台 湾(台聚、 亚聚)、韩国(道达尔 、湖石)、日 本(东曹 、三井 、住友)及 新加坡(TPC)。虽然光伏级 EVA 树脂进口依存度高,但进口来源地及进 口企业较 多,竞争 格局分 散,故 价格相 对合理。 未来国 产化降 本主要 依赖 于规模化、国内廉价的资源成本及更近的运输距离等。 技术壁垒与国外化工巨头的专利保护使 POE 粒子产业化难度大。目前光 伏 POE 粒子完全依赖进口,其生产工艺关键包括工艺流程及催化剂合成, 目前国内企业对这两方面的掌握程度均较低,相互制约导致国内POE 粒子 产业化突破难度大。POE 粒子产能主要集中在美、日企业手中。产能集中、 技术壁垒高及需求增长使POE 弹性体价格比光伏级 EVA 树脂高出 30%- 50%。此前我国对 POE 领域的研究主要集中改性及下游应用,若未来光伏 组件全面向双玻切换且POE 封装地位不变,则一定会带动 POE 需求高速 增长,进而提高 POE 弹性体产业自主化研究的动力,加快国产化进程。 高效催化剂合成: 光伏胶膜制造所使用的POE 粒子由茂金属作催化剂 开发而来,产业化中使用的基本是CGC(限定几何构型茂金属催化 剂),但其合成技术由国外少数化工寡头垄断(自主研发)。 POE 聚合工艺流程:POE 制造工艺的代表为陶氏杜邦 Insite 工艺和埃 森克美孚的 Exxpol 高压聚合技术。技术关键在于聚合温度、催化剂活 性、乙烯共聚单体插入含量等参数。同样有较高技术壁垒与专利保护。 一超两大格局稳定,双面化趋势下 POE/共挤型胶膜 3 年 CAGR 可达 80% 龙头市占率 50%,前三大企业市占率 70%,竞争格局稳定。福斯特是全球 最大光伏封装胶膜供应商,2016-2018 年市占率稳定在 50%左右。福斯特 与斯威克(东方日升子公司)、海优威合计市占率近年也稳定在 70%左右。 PERC 双面双玻渗透率提升带动 POE/共挤型胶膜需求结构性高增长。由 于 PERC 双面电池需 POE 材料封装,故双面双玻趋势将带动 POE 胶膜 /POE 共挤型胶膜需求结构性高增长。根据敏感性分析,若组件需求 160~180GW,PERC 双面双玻渗透率 35%~50%,则 POE 胶膜/POE 共 挤型胶膜需求 3 年 CAGR 高达 70%~100%。 硅 片 成 本决定性环节 ,继国产化后超额扩产将成为降价主 要驱动因素 金 刚线在 硅片成 本中直 接占比 小但间 接影响 大。 金刚线切割比砂浆切 割方 式切割速度更快(4-5 倍)、出片率更高(+15~20%)、环境污染更小, 2015-2017 年先后在单晶、多晶领域开始加速渗透。渗透初期以低价树脂 金刚线为主,但其细线化瓶颈 90 微米左右,现已无法满足市场需求。电镀 金刚线通过规模化已实现价格与性能的全面赶超,目前为市场主流。 金刚线在单多晶硅片总成本中占比 5~8%,在非硅成本中占比 15~20%。 虽然成本 占比较小 ,但金 刚线线 径和品 质是减少 切割损 失、实 现硅片 薄片 化以及提升良率的关键,对单位硅耗有决定性作用。 扩 产带来 的利润 率压缩 及原料进 口替代 将推动 价格下 降 。光伏晶硅切割占 金刚线下游需求的 90%以上,光伏下游需求对金刚线市场价格有显著影响, 甚至会进 一步联动 影响上 游原材 料价格 。目前金 刚线毛 利率水 平较高 ,主 流企业毛利率 30~65%,已吸引大量厂商扩产,规划产能显著大于需求, 预计 2019-2020 年其价格将进一步下降。此外,成本占比最大的母线尚未 完全国产化,随着母线进口替代进行,原材料成本预计仍有下降空间。 2015 年电镀金刚线实现国产化突破后,国内企业凭借成本优势迅速扩产抢 占市场规模,目前杨凌美畅为金刚线领域的绝对龙头,市占率超过50%, 与东尼电子、岱勒新材、三超新材合计市占率接近70%。 金刚线及切割技术进步还可提供 20~30%降本空间 测算显示,金刚线切割环节 的优化仍可为硅片带来 约 0.4 元 /片的降本空 间 。 其中细线化 、薄片 化及硅 料需求萎 缩降价 对硅片 成本下降 的贡献 最为显 著, 目前硅片总成本约 2 元/片,意味着成本降幅空间 20%左右。若进一步考虑 电池片效率由 21.5%提升至 23%,则电池片降本约 0.1 元/W,降幅 27%。 金 刚 线 市场已从蓝海 向红海过渡,即将进入比拼成本的时 代 目前来看,金 刚 线 行业的 渗透率 提升红 利期已 过:单多晶硅片由砂线 切片 转换为金 刚线切割 、电镀 金刚线 替代树 脂金刚线 、金刚 线国产 替代均 已完 成。而未 来 的发展 趋势或 将抑制 行业需 求与市 场规模 的增长:电池片效率 提升将减 少同等装 机需求 下硅片 的需求 量,进而 减少切 割需求;金刚 线省 线化趋势 下切割线 耗将显 著下降;金刚 线企业陆 续上市 募资扩 产,未 来大 概率供大于求,将导致金刚线单价下降及利润率压缩。 测算显示:未来三 年光伏 领域金 刚线需 求及市场 容量均 将萎缩 。预计 光伏 领域金刚线需求 2500~3000 万公里/年,行业市场规模降至 25 亿元以下。 2018 年末 13 家金刚线供应商规划总产能超过 9000 万公里,供给 3 倍于 需求。我们认为:金刚线企业未来将主要比拼成本及优质细线供应能力。 温馨提示:如需原文档,可登陆未来智库www.vzkoo.com搜索下载本报告。 关注公众号“未来智库”,及时获取最新内容。 (报告来源:国金证券;分析师:姚遥)银浆:电池效率与成本的关键环节,PERC相对 N 型电池的决胜点
封装胶膜:PERC 双面双玻专用胶膜需求将结构性高增长
金 刚 线:“四化” 趋势挖掘硅片端降本潜力,供需 失衡行业竞争加剧