国内光伏设备产业链竞争格局

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光伏发电:上游价格中枢下行,中下游盈利能力回升,双碳政策背景下,光伏行业空间广阔

2020 年我国光伏发电量占能源消费总量约 1.6%,预计到 2030/2060 年光伏发电量占能源 消费总量比例将提升至 8%/38%。

以 2025/2030/2060 年非化石能源占能源消费总量 20%/25%/80%且光伏发电占比持续提升为依据测算,我国光伏发电量可达 0.9/1.7/15 万亿 kWh,。

占能源消费总量 4.5%/8%/38%,“十四五”/“十五五”期间 CAGR 为 26.8%/14.3%。假设光伏 平均利用小时数为1200h,可计算出我国“十四五”“十五五”光伏年均新增装机可达 / 92/135GW。

2025/2030 年全球新增光伏需求将达到 444/1014GW(考虑容配比),2021-2030 年年均复 合增速为 20%。

基于 2020 年全球 2.7 万 TWh 发电量,假设未来十年每年增速在 2.2%-2.7%,, 保守假设光伏发电占比从 2020 年的 3.1%上升到 2030 年的 18.9%。

可算出 2030 年全球累计光 伏装机量为 4988GW,当年新增需求为 1014GW(考虑容配比),2021-2030 年 9 年年均复合增 速约为 20%。

2022 年硅料价格中枢下行,硅片端产能持续扩张

硅料供不应求叠加上游工业硅涨价,2021 年硅料价格最高涨幅达 220%。需求方面,按照 160GW 光伏新增装机需求及 1.2 容配比计算,2021 年多晶硅需求量约 56 万吨。

供给方面,根 据 CPIA 数据,我国 2021 年前三季度多晶硅产量 36 万吨,预计 2021 年产量超过 48 万吨,加 上海外约 10 万吨产能,2021 年多晶硅供给量约 60 万吨,能够满足需求。

价格方面,根据 PV InfoLink 数据,硅料均价从年初约 84 元/kg 一度涨至 269 元/kg,涨幅高达 220%,春节后至 6 月价格上涨主要由于全球大宗商品价格上行叠加预期硅料供不应求

10 月价格从约 220 元/kg 突然涨至约 260 元/kg 的主要原因为限电导致上游工业硅涨价;截至 2022 年 1 月 5 日,多晶硅 致密料均价已下降至 230 元/kg。

2022 年硅料紧张情绪有望得到缓解,价格中枢或将下移。需求方面,按照 220GW 新增装 机预期计算,2022 年多晶硅需求量约 74 万吨,新增需求约 18 万吨。

供给方面,预计 2022 年 上半年能够陆续达产的项目有通威乐山和保山各 5 万吨、大全 3.5 万吨、协鑫徐州 2 万吨、亚洲 硅业 3 万吨。

新特能源技改项目也将在一季度完成,上半年释放的项目其全年有效产能已超过 18 万吨,加上下半年投产项目,预期 2022 年硅料紧张状态有所缓解,硅料价格中枢将下移。

2022 年硅片产能继续加速扩张,市场竞争加剧。2021 年-2022 年硅片为光伏主产业链中产 能扩张速度最快的环节之一。根据各主要硅片公司公告,到 2021/2022 年底其硅片合计产能将 达到 384/563GW。

在传统硅片企业持续扩张及新进入者加速投产的局面下,硅片行业整体产能 超过行业需求,行业供需格局或出现较大变化,硅片端利润率承压。

光伏中下游及辅材放量有望超预期,大尺寸电池片有望获得超额利润

随上游价格下降,电池片盈利能力将修复。从 2020 年下半年开始,下游装机需求恢复,光 伏产业链价格进入上行通道。根据 PV InfoLink 数据,以 2020 年 5 月 4 日价格为基准。

截至 2021 年 11 月 17 日,多晶硅致密料均价上涨 334%,166 尺寸硅片/电池片/组件价格涨幅分别为 100%/ 39%/25%。相比于硅片、组件环节,电池片竞争格局更分散,议价能力较弱。

在本轮供应链涨 价中,电池片利润空间被压缩,头部的专业电池厂商 2021 年前三季度业绩出现亏损,行业低效 产能不断出清,新增产能扩产不断延后。

在 2022 年硅料价格中枢下移、硅片环节产能充足的背 景下,一旦光伏行业装机超预期放量,电池片行业达产率有望大幅提升,电池片盈利能力将提升。

据 2022 年 1 月 5 日数据,多晶硅致密料、166 尺寸硅片/电池片/组件均价较 2021 年最高点 分别下降 14.5%/13.9%/6.3%/8.9%。

此前大幅上涨的的硅料及硅片环节降幅较大,而电池片组 件降幅相对较小。2021 年上游赚取的超额利润将在 2022 年-2023 年逐步返还到中下游环节。

大尺寸已成趋势,2022 年 182&210 电池片可能出现阶段性紧张。假设 2022 年 182&210 尺寸占比为 70%,2022 年对于大尺寸电池片的需求约 185GW。

根据各家电池片企业公告,可 估算出 2021/2022 年底大尺寸产能约 166/228GW,在新产能投放前,2022 年大尺寸供需可能 会出现阶段性紧张,拥有大尺寸电池片产能的厂商有望获得超额利润。

胶膜环节格局稳定放量增长,且受益于原材料价格的下跌

2022 年光伏胶膜需求量将达到 26 亿平,2021-2025 年年均复合增速 22%。CPIA 的报告提 到,即使面临 PERC、N-TOPCon、HJT 等新型电池技术发展,目前封装材料也能够满足其技术 要求,因此胶膜需求将随光伏新增装机规模稳步增长。

根据 CPIA 数据,2020 年平均 1GW 组件 所需胶膜面积降低至约 1000 万平方米,同比下降 9.1%,随着发电效率提升,该数值还将略有 下降。但硅片减薄后,胶膜每平米的克重需增加,单 GW 的胶膜粒子需求将基本维持。

将容配 比按照 1:1.2 来计算,可得 2022/2025 年光伏胶膜需求量在 26/43 亿平方米左右,2021-2025 年 4 年年均复合增速达 22.1%;白色 EVA 胶膜和共挤 POE 胶膜增长最快,年均复合增速分别 为 25.2%、36.7%。

胶膜行业“一超两强”格局较稳定,各主要胶膜企业扩产计划明晰。胶膜行业整合比较充分, 测算得到行业 2018-2020 年 CR3 为 60%/70%/80%。

其中在 2020 年福斯特/斯威克/海优新材市占率分别为 55.5%/13.6%/10.4%。就行业扩产计划来看,到 2021-2023 年年底。

主要胶膜公司 产能将达到 33/42/52 亿平,福斯特海优新材、斯威克胶膜合计产能占比均在 70%左右,行业 格局较稳定。

分公司来看,龙头福斯特每年新增 3-4 亿平,产能增速在 20-30%,与行业需求增速一致; 第二梯队厂家中,海优新材产能增速较高,2021/2022 年分别达到 253%/50%。

预计到 2022 年 底产能占比提升至 20%以上;其余四家主要胶膜企业未来两年都将新增 2-4.5 亿平产能,到 2022 年底产能占比基本都在 4-8%。

2022 年胶膜上游光伏级 EVA 树脂需求量增加约 30 万吨,供给紧张的情况将大幅缓解。 在需求端,可计算出光伏级 EVA 树脂需求量在 2022 年各季度分别为 20、22、30、37 万吨, 全年总需求为 109 万吨,相比 2021 年增加 31 万吨。

在供给端,国内目前仅有斯尔邦、联泓新科、宁波台塑三家拥有光伏级 EVA 量产能力,加 上海外产能,2021 年有效产能合计在 78 万吨左右,基本覆盖 2021 年需求。

2022 年,预计国 内外老产能能够新增 15 万吨产量;新厂家中,扬子石化、中化泉州、榆能化、浙石化以及韩国 乐天有望供给 EVA 光伏料,光伏 EVA 树脂供给紧张情况将大幅缓解

但由于光伏级 EVA 树脂 调试难度大(如斯尔邦产能爬坡历时 2-3 年)且釜式装置生产光伏料有约 40%占比的限制,考虑光伏行业下游放量有超预期的可能,胶膜粒子存在阶段性紧张的可能。

如果新厂家顺利投产, 我们预计 2022 年各季度光伏级 EVA 树脂有效产能为 26、28、36、39 万吨。目前 EVA 树脂价格持续下行,下游胶膜企业有望受益。

根据福斯特公告,2017-2020 年公 司各季度 EVA 树脂采购价格为 0.97-1.2 万元/吨,2021 年由于供给较为紧张,光伏级 EVA 树脂 市场价格一度上涨至 3 万元/吨。

2021 年胶膜全行业利润承压,除龙头福斯特之外,其他胶膜公 司仅实现微利或亏损。目前来看,胶膜树脂价格持续下行,不排除在 2022 年 EVA 树脂会出现 阶段性紧张价格反弹的情况,但胶膜树脂价格中枢将下移,下游胶膜行业有望受益。

组件硅密封胶需求持续增长

有机硅胶粘剂具有良好的耐候性等特点,广泛用于光伏组件密封。在组件装配过程中,装框 和安装接线盒两个步骤需要在铝框的边框以及接线盒跟背板之间涂覆密封胶。

达到粘结、密封和 绝缘的作用,保证组件和电池片的使用寿命。有机硅密封胶具有良好的密封性、电绝缘性、耐候 性等特点,在太阳能电池组件封装生产中广泛应用。

此外,接线盒的灌封等同样需要用到有机硅 胶,BIPV 光伏建筑一体化项目也为有机硅胶粘剂提供了新的应用场景。光伏用有机硅胶粘剂需求持续增长,主要公司近两年纷纷扩产替代海外供给。

需求端,根 据硅宝科技公告,预计目前光伏装机 1GW 用胶量约 1000-1500 吨,由此可测算出光伏有机硅胶 2022 年需求量为 22-33 万吨,2025 年为 37-56 万吨,需求随光伏新增装机量增长而增长。

供给 端,主要厂商有回天新材(根据公司计算口径,其光伏胶市占率超过 40%)、硅宝科技、集泰股 份、西卡、杭州之江等,由于疫情影响,海外供给难以扩张甚至减产,近两年国内几家公司纷纷 扩产,继续蚕食海外厂商份额。

风力发电:风电开始平价,估值中枢上行,风电度电成本下行,规划目标超预期

步入平价时代,风电成本下降明显。根据 2019 年《关于完善风电上网电价政策的通知》的 要求及 2020 年《关于促进非水可再生能源发电健康发展的若干意见》。

自 2021 年起新核准陆上 风电已全面实现平价上网,2020 年新增海上风电项目及 2021 年年底前未完成全部机组并网的 存量海上风电项目将不再纳入中央财政补贴范围。

退出补贴之际,风电成本也在快速下降。根据金风科技官网,2021 年 1-9 月,各级别风电 机组平均投标价格下行,3S/4S 级别机组由 1 月的 3043/2991 元/kW 降至 2410/2326 元/kW。

结合 EPC 及施工设备租金下降等因素,风电度电成本已经低于光伏。另根据 IRENA 数据,全球 陆上风电 PPA 已降至最低化石燃料成本以下。

2021 年风机招标规模超预期,2022 年风电装机有望达到 50GW。2021 年前三季度风机招 标量分别为 14.2/17.2/10.4GW,合计约 41.9GW,同比增长约 140%。

由于风机交付期为 1 年 左右,根据 2020 年及 2021 年的风机招标规模,预计 2021/2022 年我国风电新增装机量可达到 40/50GW。

2020 年我国风电发电量占比约为 6.2%,但与德国等国家差据较大。根据 EIA 数据计算, 2020 年,德国/英国/西班牙风电发电量占全国总发电量的比例达 24.0%/25.2%/22.1%。

中国/美 国/印度为 6.2%/8.3%/4.6%,俄罗斯/日本/韩国为 0.1%/0.9%/0.6%;2019 年,全球/我国风电发 电量占比为 5.5%/5.6%,我国占比略高于全球平均水平,但目前与德国、英国等国家差距较大。

根据 IEA 数据,在 2050 年全球净零碳场景下,到 2050 年风电发电量与光伏接近,但由于 风电平均利用小时数约为光伏的 2 倍,预计在该场景下,届时风电累计装机量约为光伏的一半。

行业估值:估值中枢上行,有望向光伏看齐

根据 Wind 数据,截至 2022 年 1 月 11 日,风电设备(申万)市盈率(TTM)为 25 倍。与 光伏设备相比,近五年风电估值约为光伏的 33%-110%,近一年约为光伏的 33%-65%。考虑到 风电同样为重要的清洁能源,行业成长性被阶段性低估,行业估值有望向光伏靠拢。

新能源车:渗透率加速上行,关注新技术变革
国内外新能源车持续高增长,行业渗透率加速上行

2021 年我国新能源车产量达 354.5 万辆,同比增长 159.5%。根据中汽协数据,2021 年 1-12 月份新能源车产销分别完成 354.5 万辆和 352.1 万辆,同比分别增长 120.0%和 113.9%。

基于 中汽协和乘联会的指引,预计 2022 年我国新能源车产销量有望达 600 万辆,同比增长约 70%。 预计 2022 年之后,新能源车产销量按照年化 30%的增速增长。

至 2025 年有望达到 1318 万辆, 届时新能源车渗透率约为 40%。我国新能源车月度产销量全年维持前低后高的态势。

根据中汽协的数据,在月产量方面, 2021 年 12 月我国新能源汽车产销分别完成 51.8 万辆和 53.1 万辆,同比增速均超 110%,均创 单月历史新高。

全球新能源车产销量同样高速增长。根据乘联会崔东树的数据,2021 年 1-10 月全球新能源 车销量 456 万辆,同比增长 132.7%。预计 2021 年全球新能源车销量可达 591 万辆,同比增长 108.1%。 全球新能源车渗透率上行。

根据乘联会崔东树的数据,2021Q3 全球渗透率为 9%。其中中 国渗透率高增至 16%;欧洲渗透率平缓增长至 14%;美国渗透率较低,仅为 4%,低于全球水 平,预计 2022 年-2023 年美国地区新能源车渗透率迅速攀升。

头部动力电池厂商强者恒强

下游新能源车的高增带动动力电池的需求高增。根据中国汽车动力电池产业创新联盟,2021 年 1-12 月,我国动力电池产量累计 219.7GWh,同比累计增长 163.4%。

其中三元电池装机量 占据 42.7%,磷酸铁锂电池装机量占据 57.1%。宁德时代强者恒强,2021 年国内市占率达 52.1%。根据中国汽车动力电池产业创新联盟动 力电池装机数据。

2021 年 1-12 月,宁德时代依旧占据中国动力电池半壁江山,市占率 52.1%。 比亚迪市占率第二,占比 16.2%。其余企业国内市占率均不到 10%。

全球动力电池格局呈现寡头格局。根据 SNE Research 数据,2021 年前三季度,宁德时代 全球市占率高达 30.8%,超越 LG 化学(市占率 23.4%)。

LG 化学市占率与去年基本持平,而松 下的全球市占率显著下降至 14.3%。比亚迪、三星 SDI、SKI、国轩高科等市占率均在 10%以下。 龙头效应越发明显。

原材料价格持续上行,推动新技术变革,碳酸锂价格上涨,加速推动钠离子电池应用

2021 年以来锂电池原材料不断涨价。锂电正极材料约占电芯成本的 30%-40%左右,在电芯 成本结构中占比最大。而目前常用的锂电正极材料为三元正极(镍钴锰酸锂)和磷酸铁锂正极。

其合成过程中需要用到锂盐(碳酸锂或氢氧化锂)。2021 年,由于新能源车销量大增,碳酸锂供 不应求,价格从年初的每月 5 万元/吨涨至超过 20 万元/吨。

并且由于年底备货增加,盐湖产量 减少等因素,碳酸锂的价格仍有继续上涨的趋势。此外,三元正极材料中,镍、钴、锰三种物质, 属钴的价格最贵。

2021 年,钴价格从年初的 3.4 万美元/吨(约 22.1 万元/吨)涨至 6.9 万美元/ 吨(约 44.9 万元/吨),上涨 102.9%。钴和锂的价格高涨直接导致了电池厂商尝试寻找可以替代 锂离子电池的方案。

电池仍有多种技术路线可供选择。根据 Battery 2030+:和 FCAB,锂硫电池、锂空气电池, 锂金属固态电池等具有比锂离子电池更高的能量密度。

2020-2025 年,宁德时代、三星等头部电 池厂商技术迭代都向高镍化、硅负极演变,能量密度极限有望达 350Wh/kg。2025-2030 年,固 态金属锂电池有望技术突破,能量密度达 500Wh/kg。

而在众多技术中,钠离子电池满足降低成本要求。钠离子电池是一种可充电电池,其理论基 础和电池结构均与锂离子电池相近。但由于钠离子的尺寸大于锂离子,钠离子在正负极材料中的嵌入和脱出比锂离子困难。

故钠离子电池的正、负极材料需要选用适用于钠离子迁移的材料,正 极用层状过渡金属钠离子氧化物、普鲁士蓝、聚阴离子类钠离子化合物;

负极用孔隙结构更大的 硬碳等材料;电解液溶质换为六氟磷酸钠等;正负极集流体均可用铜箔;隔膜与锂电池类似。

钠离子电池的优缺点如下。优势:资源充沛。地壳中钠储量远高于锂储量,使用钠离子 电池可以缓解我国锂矿对外依存度高的困境。

安全性能优异,锂的分子量小,活性高,而钠 的分子量大,因此更为稳定。低温、倍率性能优秀,这是由钠离子的溶剂化能比锂离子更低 所导致。

钠离子不会与铝形成合金,所以钠电池的负极可以用金属铝箔作为集流体,双铝集 流体不存在过放电问题锂离子电池负极是用铜集流体,重量和价格上均大于铝。兼容目 前锂电设备。

缺点:钠离子电池能量密度低。钠离子的离子半径大于锂离子,导致钠离子无法嵌入石 墨材料。钠离子电池需要采用硬碳或其他负极材料,其比容量低于石墨材料。

此外,主流的钠离 子电池正极材料的比容量不及锂电三元正极。正负极材料较低的比容量致使钠离子电池的能量密 度较锂电更低。产业链配套不完善。

钠离子电池应用前景如下。电动两轮、三轮车市场上,钠离子电池是铅酸电池更好的替 代品。钠离子电池可应用于储能。将钠电池和锂电池混用于新能源车,通过 BMS 控制 不同电池,取长补短。

宁德时代已经发布钠离子电池技术方案,钠离子电池相关企业有望受益。宁德时代在 2021 年 7 月召开钠离子电池发布会。

其正极材料选用普鲁士白(属于普鲁士蓝类化合物)和层状过渡 金属氧化物,负极材料采用改进后的硬碳。其电芯能量密度可达 160Wh/kg,是当下全球最高水 平。

零下 20℃下,电池放电容量仍可在 90%以上,可应用于高寒地区。宁德时代称其钠离子电 池将在 2023 年完成产业链布局。

双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)扩产在即,原料氯化亚砜充分受益

六氟磷酸锂涨价推动其替代品双氟磺酰亚胺锂的发展。电解液在锂电池电芯成本中占比约 9%。而电解液成本中,六氟磷酸锂(LiPF6)作为常用的电解质,在电解液成本的占比约为 40%。

2021 年,由于新能源车销量大增引发的供不应求,六氟磷酸锂价格暴增,从年初的 11 万元/吨 上涨至 56.5 万元/吨。

其暴涨的价格一定程度上推动了新型电解质的产业化进程,其中双氟磺酰 亚胺锂(LiFSI)、双-三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)值得重点关注。

双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)作为电解质性能更优。它是一种比 LiPF6 具有更好的热稳定性、化学 稳定性,更高的导电性和较低的腐蚀速率的含氟锂盐,在锂电池的电解液溶质中,有着极佳的应 用前景。

但一直以来,LiFSI 成本较高、工艺较复杂,过去产业中主要将其作为添加剂加入电解 液,主要搭配六氟磷酸锂以改善电池的常温循环、高温循环、倍率和低温性能。

但在 2021 年, 六氟磷酸锂价格暴涨至与 LiFSI 接近甚至超越时,业界对于性能更优的 LiFSI 添加剂的关注开始 明显升温。新型电解质锂盐 LiFSI 能有效改善 LiPF6 存在的缺陷。

根据康鹏科技招股说明书,LiPF6 存在如下明显的缺陷:易水解、热稳定性差;现有技术和生产工艺下,最终产品不可避 免的含有氟化氢,影响高温下电池性能;

在低温环境中,LiPF6 在电解液中易结晶,导致电 导率下降,使得电池内阻增加,影响低温中电池性能。

LiFSI 与 LiPF6 相比,具有更好的热稳 定性、电化学稳定性,以及更高的电导率,能够显著改善新能源电池的使用寿命,提升新能源汽 车在夏季和冬季的续航里程与充放电功率,并改善新能源汽车在极端条件下的安全性。

双-三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)分解温度更高活性更强,可应用在全固态电池中。其化 学结构与 LiFSI 相似,但具有体积更大的阴离子 TFSI −,拥有高度离域化的负电荷和优秀的柔性 分子结构。

在热稳定性、化学稳定性及电化学稳定性方面均有优势。在 LiTFSI/PEO 体系中,随 温度升高离子电导率快速上升,LiTFSI 有望成为聚合物全固态锂电池的主流电解质。

由于 LiTFSI 的氟离子更多,具有更强的吸电子性,使锂盐的阴阳离子间配位作用减弱,锂 离子的活动性更强。

当 TFSI−和 PF6 −两个阴离子基团都存在时,会从电 极材料中竞争溶解 Li+离子,TFSI−基团比 PF6 −更容易与 Li+结合,从而提供更容易的解溶和更快 的界面动力学。

2021 年电解液龙头均宣布布局新增 LiFSI 产能,有望拉动氯化亚砜需求增长。LiFSI 凭借其 优异的电化学性能及不断降低的生产成本,有望从作为添加剂到对六氟磷酸锂的全面替代。

各大 电解液龙头及电池龙头均有布局 LiFSI 的产能。LiFSI 的大幅扩产将直接拉动其上游的原材料的 需求。LiFSI 的制备过程主要分为氯化、氟化、锂化和提纯四个环节,过程如下。

由氨基磺酸、 氯化亚砜、氯磺酸(或氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯)合成双氯磺酰亚胺;双氯磺酰亚胺和氟化 物(如氟化氢、氟化钾、氟化铵)在催化剂存在的条件下反应获得双氟磺酰亚胺;

双氟磺酰 亚胺和含锂化合物(如氢氧化锂、氟化锂、碳酸锂)反应获得双氟磺酰亚胺锂。LiFSI 作为电池 级产品,纯度要求达 99.9%以上。生产流程复杂且原料较多,故提纯是难点,也是壁垒所在。

氯化亚砜作为合成 LiFSI 的必须原材料,将受益于 LiFSI 的大幅扩产。氯化亚砜同时也是合 成 LiTFSI 的原料之一。而目前凯盛新材作为能够大规模量产电池级氯化亚砜的龙头公司(目前 产能 12 万吨/年)将充分受益。

4680 结构设计能够扩大磷酸铁锂的应用

特斯拉的 4680 大圆柱电池,其直径为 46mm,高度为 80mm,尺寸明显大于特斯拉之前使 用的 18650 和 21700 电池,并且 4680 电池在电池容量和生产成本上更具优势。

4680 电池的优势如下。成本降低,大尺寸可以使得结构件用量减少。能量密度提 升。同样由于结构件数量减少,正负极材料,这些能够提供容量的物质在电池中的占比提升。

采用 CTC 结构设计(Cell to Chassis),即省略 Pack,直接将电芯安装于车身,既用作结构支 撑,又节省空间,降低重量,从而降低制造成本。

全极耳设计。通过全极耳设计,电流更易 传输到外电路中去,充放电速度提高。同时散热效果提升,电池安全性提升。

得益于特斯拉 4680 大尺寸、全极耳和 CTC 的结构设计,4680 电池的性能较 21700 电池显 著提升。容量是 21700 电池的 5 倍,续航里程能够提高 16%,电池功率提升 6 倍,电池成本降 低 14%。

4680 属于电池结构创新,使用磷酸铁锂为正极材料的电芯,其续航里程同样能够达到500km 左右。特斯拉多次宣布将扩大磷酸铁锂电池的应用范围。因此,4680 这种大尺寸、全极 耳和 CTC 的结构设计,非常适合在大众车型上搭配使用磷酸铁锂电池。

储能氢能:行业培育期,发展空间广阔,储能产业链

政策持续支持新型储能,电化学储能响应速度快、不受地域限制。2021 年储能政策频繁发布。从 2021 年 7 月发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意 见》。

要求到 2025 年,实现新型储能装机规模 30GW 以上(2020 年末装机量为 3GW),从而可 算出新型储能装机量的年化复合增速为 55.8%。新型储能是指除了抽水储能以外的储能方式,其 中以电化学储能(锂离子电池)为代表。

按照原理划分,储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能以及飞轮储能)、 化学储能(如锂离子电池、铅蓄电池和钠硫电池)和电磁储能(如超导电磁储能和超级电容器储 能)。

抽水储能就是在电力负荷低谷时,将水从低位水库抽至高位水库,将电能转换为重力势能储 存起来。在电网负荷高峰时,高位水库的水回流到低位水库,推动发电机发电。

抽水储能具有成 本低廉,技术成熟等优势,是目前规模最大的储能方式,但是地域限制制约了其发展。

电化学储能(锂电池)具有能量密度高、效率高,相应速度快,不受地域限制等优点,随着 电化学储能成本不断降低,将会成为未来最有发展前景的储能方式之一,目前其规模仅次于抽水 储能。

锂离子电池储能是新型储能的主要形式。根据 CNESA 全球储能项目库的不完全统计,截 至 2021 年 9 月底,全球已投运储能项目累计装机规模为 193.2GW,同比增长 3.8%。

其中, 抽水蓄能的累计装机规模依然最大,所占比重为 89.3%,环比二季度末下降了 0.5 个百分点; 电化学储能填补了抽水蓄能下降的全部市场份额,累计装机规模达到 16.3GW。

同比增长 50%。 在电化学储能中,锂离子电池储能占比最高,达到 92.8%。故锂离子电池储能是除抽水储能外第 二大储能形式。

电池和储能变流器是电化学储能产业链中的核心环节

储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS) 等构成。储能电池是储能系统最主要的构成部分,约占储能系统成本的 60%;

储能变流器可以 进行交直流的变换,占系统成本 10%;能量管理系统负责数据采集、监控和能量调度,占系统 成本 5%;电池管理系统主要负责电池的监测,占系统成本 5%。

从储能系统价值量的维度看,储能电池占比最高。目前常用的储能电池为磷酸铁锂电池,其 具有寿命长、安全性好,耐高温、容量大(能量密度是铅酸电池的 3-4 倍)等优点。

此外,钠离 子电池在储能领域具备应用潜力,低成本为其最大优势。钛酸锂电池,因其高安全性(与磷酸铁 锂、三元电池相比,钛酸锂电池安全系数最高)和长寿命周期(实验室数据显示,钛酸锂电池循 环寿命是普通锂电池 4-6 倍),非常适用于大型储能。

储能变流器(PCS)环节,大多厂商除了提供储能变流器外,还涉及能量管理系统,储能系 统集成等一体化业务布局。其在产业链中的价值量大大提升,也是储能产业链中值得关注的环节。

氢能产业链

氢能产业链环节较多,规模化制氢降低成本是关键,能产业链可以分为上游氢气的生产和供应、中游的燃料电池及其核心零部件,以及下游其 在交通、能源等多个领域的应用。

上游氢气的生产和供应概况如下。

制氢的方式主要分为化石燃料制氢(灰氢)、工业副产物制氢(蓝氢)和电解水制氢(绿氢) 三种。由于中国煤炭资源丰富、化石燃料制氢成本低廉、工艺成熟,但制氢过程中碳排放量大。

根据中国氢能联盟研究院,目前中国化石燃料制氢的比例达到 67%,工业副产物制氢成本适中, 占比 30%,电解水制氢制备过程不存在碳排放,但成本高,占比 3%。

利用可再生能源发出的电, 来电解水制氢,是制氢的终极目标。降低可再生能源发电成本和电解槽成本是绿氢规模化的关键。

储运氢方式有气态、液态和固体方式。气氢储运分为长管拖车和管道运输,其中长管拖氢运 输高压气氢为目前主流方式,运输成本随运输距离增加而增加。

液氢运输对设备要求高,且投资 成本高、能耗大。固态氢气储运具有安全高效及高密度等优点,是最理想的储氢方式,但由于技 术复杂,仍处于实验阶段。

加氢站由压缩系统、储存系统、加注系统和控制系统等部分组成。从站外运达的氢气,通过 氢气压缩系统压缩至一定压力,储存在固定式高压容器中。

加注时,氢气在加氢站固定高压容器 与车载储氢容器之间的高压差的作用下,通过加注系统充装至车载储氢容器中。

中国加氢站的核 心设备(压缩机、加注机,储氢瓶等)依赖进口,成本较高。根据立鼎产业研究,加氢站的设备 成本占加氢站总成本 70%-80%。

中游燃料电池是将化学能转化成电能的装置。燃料电池系统按结构分为燃料电池堆及辅助系 统(包括氢循环系统、空压机,热管理系统等)。

根据产业信息网的数据,电堆成本在系统中的 占比超过 60%。燃料电池电堆由双极板、气体扩散层、催化剂、质子交换膜等构成,其中催化剂占电堆的成本占比最高,达到 36%,双极板和质子交换膜分别占比 23%和 16%。

在下游应用方面,氢燃料电池汽车是未来快速增长的一个应用。根据《中国氢能产业发展报 告 2020》,预计中国氢能源汽车保有量至 2025 年可达到 10 万辆2020 年为 7352 量)。

年化复 合增长率高达 68.5%,市场规模达到 800 亿元。2030 年前,客车、物流车是氢燃料电池汽车规 模增长的主要力量。

2030 年后,随燃料电池成本下降,其在重卡和乘用车中的应用规模放大, 发挥氢燃料电池在长距离、重载领域的优势。

总体来看,氢能产业链发展空间大。到 2025 年,我国氢能产业产值将达到 1 万亿元;到 2050 年,氢能在我国终端能源体系中占比超过 10%, 产业链年产值达到 12 万亿元。

国家和地方政策支持氢能集群化发展

政府部门多次发文支持氢能行业的发展。2020 年 9 月,财政部发布《关于开展燃料电池汽 车示范应用的通知》,采用“以奖代补”的形式支持燃料电池汽车核心技术和示范应用,示范地 区的燃料电池车规模超 1000 辆。

到 2021 年 8 月,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发 展改革委、国家能源局发布《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》,宣告京津冀、上海、 广东成为国内三大氢燃料电池汽车示范城市群,示范期为期四年。

京津冀燃料电池汽车示范城市群包括北京市大兴区等 7 个区,天津市滨海新区、河北省唐山 市和保定市、山东省滨州市和淄博市等 12 个城市(区),构建北京-天津-保定-淄博产业发展链和 北京-保定-滨州氢能供应链。

北京聚焦氢能关键核心技术攻关和终端应用,打造氢能科技创新引领区;天津发挥发挥行业标准制定和检验检测服务能力,打造氢能示范服务先行区;河北立足氢 源供给优势,打造氢能产业供给核心区。

上海城市群是由上海,联合江苏省苏州市、南通市、浙江省嘉兴市、山东省淄博市、宁夏宁 东能源化工基地、内蒙古自治区鄂尔多斯市等 6 个城市构成。规划建设加氢站接近 100 座,形 成规模近 1000 亿元,推广燃料电池汽车接近 10000 辆。

广东城市群是由佛山市牵头,联合广州、深圳、珠海、东莞、中山、阳江、云浮、福州、淄 博、包头和六安等城市,目标建设超 200 座加氢站,用氢成本不高于 35 元/kg,推广燃料电池汽 车 10000 辆以上。

建立城市群可以产生规模化效应,从而大大降低氢气的运输成本和加注成本。氢气的运输成 本随着运输距离的增加而呈现线性增长的趋势。

氢气的加注成本随着加氢量的增加呈现指数性降 低。目前我国加氢站平均日加氢量只有 240kg,加氢环节成本依然很高。

除了国家层面的政策外,各省市也纷纷制定氢能目标。其中北京、河北、山东,内蒙古的规 划力度最强。在国家政策和地方政策的推动下,各企业和地区纷纷开展氢能产业的建设。

在制氢方面,由 于光伏发电的成本不断降低以及追求零碳排放清洁能源,光伏制氢变成了许多企业布局的方向。 2021 年 11 月,中国石化宣布新疆库车绿氢示范项目正式启动建设,这是我国首个万吨级光伏绿 氢示范项目。

在氢燃料电池方面,2021 年 12 月,国电投氢能公司年产 30 万平质子交换膜生产线投产。 该质子交换膜产线是国内首条全自主可控质子交换膜生产线,年产量可装备 2 万辆氢燃料电池汽 车。

打破了国内质子交换膜市场被国外厂家长期垄断的局面。 总体来说,我国氢能产业仍然处于初期阶段,但是在国家碳中和碳达峰的政策支持下,氢能这种绿色能源预计将会得以大规模发展。

重点公司分析

福斯特:全球光伏胶膜龙头,布局光伏建筑一体化

持续加大研发投入,费率管控良好:2021Q1-Q3,公司销售/管理/财务/研发费用率为 1.3%/1.2%/-0.5%/3.5%,费用率合计 5.5%,同比-0.3pct;

其中 Q3 单季研发费用 1.2 亿元,同 环比+65.8%/+34.5%,研发费率 3.8%,同环比+0.3/+0.7pct,公司研发投入持续加大。

东南网架成立合资公司,推进光伏建筑一体化发电:9 月 7 日,东南网架发布公告称,拟 与福斯特共同出资成立浙江东南网架福斯特碳中和科技有限公司,福斯特出资 5000 万元,占股 25%。

合资公司致力于投资光伏发电业务和 BIPV 总承包项目建设,计划到 2026 年项目涉及总 装机容量预计约 950MW;合资公司还计划成立碳中和研发中心,主要研发建筑屋顶和墙面一体 化光伏应用场景研发和应用等项目。

公司 2021 年三季报显示,Q1-Q3 实现营业收入 89.3 亿元,同比增长 63.3%;实现归母净 利润 13.4 亿元,同比增长 53.4%;毛利率 22.9%,同比降低 1.7pct。

其中 2021Q3 营业收入 32.1 亿元,同比+53.6%,环比+10.8%;归母净利润 4.3 亿元,同比+4.2%,环比+5.9%;毛利率 18.8%, 同比-10.9pct,环比-2.8pct。

爱旭股份:全球光伏电池片龙头,新型电池技术即将突破投产

Q3大尺寸出货占比持续提升,公司盈利能力好转:估算2021Q3公司电池片出货量约4.8GW, 环比有所增长,大尺寸电池出货从 Q2 的 50%左右提升至 60%以上。

估算 Q3 单瓦售价(不含 税)约 0.91 元,环比上升 7.1%;单瓦成本约 0.86 元,环比上升 2.4%;单瓦毛利约 5.6 分,环 比提升约 4.6 分。

进入 Q4 以来公司限电情况改善,叠加大尺寸占比进一步提升,预期公司四季 度业绩将环比大幅增长。前三季度费用率下降,经营性现金流由负转正:

2021Q1-Q3 公司销售/管理/研发/财务费用 为 0.3/2.1/4.1/2.0 亿,同比-28.7%/51.8%/69.4%/71.8%,费用率合计 7.6%,同比-1.0pct。

公司 Q1-Q3 经营性现金流量净额为 1.2 亿元,由负转正,主要因为销售商品收到的现金相对采购商品 支出的现金增加更多,以及收到的税费返还增加。

公司 Q3 末预付款项为 19.9 亿,比去年末增 长了 331%,增长幅度较大,主要由于公司直接采购硅料并且增加了硅片供应商的数量。

加强供应链管理,硅片供应保障能力进一步提升:10 月 26 日,公司发布公告称,分别与双 良节能和上机数控签订重大采购合同,以锁定未来几年的硅片供应。

2022-2024 年,公司总计向 双良节能采购单晶硅片 21 亿片(上下浮动不超过 20%),预计采购金额总计为 144.27 亿元(含 税)。

2021 年 11 月-2023 年 12 月间,公司总计向上机数控采购单晶硅片 7.8 亿片(上下浮动不 超过 10%),预计采购金额总计为 50.09 亿元(含税)。

公司 2021 年三季报显示,Q1-Q3 营业收入 112.0 亿元,同比+79.0%;归母净利润-0.5 亿 元,由盈转亏,同比-112.2%;扣非归母净利润-1.6 亿,同比-163.3%;

毛利率 5.5%,同比-7.9pct。 其中 Q3 营收 43.3 亿元,同比+69.1%,环比+12.2%;归母净利润-0.2 亿元,同比-109.3%,环 比+82.3%;毛利率 6.0%,同比-12.0pct,环比+4.3pct。公司三季度经营情况较二季度得到明显 改善。