能源是人類社會發展和經濟增長方式變化的核心驅動力。18世紀以來,人類經歷了工業革命、電氣革命。從第一次工業革命,煤炭讓蒸汽機啟動,使得英國成為日不落帝國;石油的普及特別是石油和美元的掛鉤,捍衛了美國的世界霸主地位。時至今日,單一的化石能源消費結構所導致的環境汙染和氣候變化挑戰已成為實現經濟社會可持續發展的最大威脅,霧霾等問題的爆發已經使人類能源結構轉型迫在眉睫,第三次能源革命將進入以清潔能源為主導的多元化能源時代。
中國能源消費結構轉型迫在眉睫
能源供給是經濟發展的重要保障。從2023年到2023年,中國能源消費總量從5.7億噸標準煤提公升到42.6億噸標準煤。受能源資源稟賦影響,中國能源消費以煤為主,清潔能源佔一次能源消費的比重較低,能源高碳、低效開發仍是中國經濟粗放式發展的縮影,經濟步入「新常態」後,能源、環保需要與經濟發展相協調,以煤為主的高碳能源結構不僅影響生態環境,同時也導致經濟轉型進展緩慢。
可再生能源電力是實現替代化石能源的根本途徑。受產能過剩和巴黎氣候變化大會等因素影響,能源結構變革的步伐將繼續加快,中國能源結構正進入深刻的變革時代。據**,化石能源佔比將從2023年的80%左右降低到2023年15%以內。同時,以光伏為代表的新能源具有廣闊的空間。據**,2023年中國光伏裝機容量將達到150gw以上,到2023年光伏裝機量將迎來井噴式發展達到500gw。
光伏行業持續回暖,降低度電成本是發展關鍵
國家能源局日前披露,截至2023年底,中國光伏發電累計裝機容量4318萬千瓦,2015全年光伏發電新增裝機容量1528萬千瓦,創歷史新高,成為全球光伏發電裝機容量最大的國家[i]。5年間,我國光伏裝機規模與體量增長了40多倍。光伏電池與元件生產能力始終保持世界第一,並且從規模化發展向高科技、高品質方向轉變。國家在光伏製造與應用領域的產業政策日漸成熟,市場穩步增長,我國光伏產業全面回暖。
光伏發電是應用潛力最大的清潔能源,在目前的產業技術水平下發電成本相對化石能源成本不具有明顯優勢,如何能夠快速降低光伏度電成本,達到平價上網,形成相對傳統能源的競爭力,成為了未來發展的關鍵。在未來5年的時間內,光伏度電成本將會有約50%的下降空間。這50%如何實現?從產業鏈與體制建設來說,電力體制優化、電力交易市場開放、輸配電機制完善、金融利率降低等多項措施將在未來5年為行業健康發展提供市場機制保障。更重要的是,從製造端來說,需要推動產品成本下降、元件功率提公升、質量保障提公升、系統優化等各方面進展,這將是光伏度電成本大幅下降的關鍵。
再細化下來,在光照條件相等情況下,影響度電成本最重要的是光伏電站投資強度,其中元件成本、電站bos成本(除元件外電站建設其他成本)都與電池效率相關,電池效率每提公升1個百分點,每瓦元件成本降低約6%,電站bos成本降低約3.5%,因而,提公升電池轉換效率是降低度電成本的關鍵舉措,也是光伏製造技術發展的主要方向。
產業公升級,先進技術回歸
近兩年,我國光伏產業在國際、國內市場拉動下,光伏企業產能利用率得到有效提高,產業規模穩步增長,技術水平不斷進步,企業利潤率得到提公升。同時,需要指出的是製造業水平卻是參差不齊。針對我國光伏製造水平亟待提高的狀況,2023年,國家能源局順勢推出「領跑者」計畫以拉動高效產品市場需求、推動企業技術公升級和產品質量提公升,最終實現產業公升級。
可以說,領跑者計畫直接促進了高效技術與產品的應用。在「領跑者」計畫的推動下,國內光伏終端市場逐步從粗放式發展向集約式、高品質方向轉變;電池方面,2023年預計產業化生產的多晶矽電池轉換效率將達到18.5%,單晶矽電池更是有望達到21%。[ii]而且,由於單晶元件採用半導體級品質的矽片,未來轉換效率提公升和成本下降空間更大,這意味著單晶將成為未來幾年降低度電成本的最佳技術,成為未來市場發展的趨勢。如今光伏市場中主流單晶電池轉換效率已經比常規電池高1.5百分點以上,主流元件功率比常規元件高15w;perc技術的運用,將進一步加速單晶產業化的推進。從2015中國perc太陽電池年度報告中可以看出,perc技術在單晶電池方面體現了更好的溢價優勢和發展空間,可使單晶電池的轉換效率提公升1個百分點,而多晶電池僅為0.5個百分點。基於這種效率優勢,業內單晶新秀樂葉光伏在江蘇泰州2gw電池專案預計全部為perc電池,而天合、晶澳、solarworld以及技術早已穩定的台灣廠商均有單晶perc電池擴產規劃。未來3-5年內,perc工藝與mwt工藝、n型矽片工藝結合將引起更高效率產品的產業化,單晶轉換效率優勢會擴大到3個百分點以上,單晶元件功率優勢會擴大到50w以上。
4. 成本下降、產能釋放,單晶未來成為主流
根據2023年國內主流廠家出貨與產能統計資料,樂葉光伏以近900mw佔比35%的出貨成為國內單晶元件出貨第一的廠商,中電投西安、中環分別位居
二、三位。從元件端市場需求上看,2023年國內單晶元件快速擴張,出貨約2.54gw,佔比由前一年的5%提公升至17%;隨著2023年樂葉光伏、天合光能、阿特斯、協鑫等增加國內單晶出貨,預計2023年全年將實現單晶元件出貨5gw,佔比進一步提公升至25%。
單晶在上一年顯現出良好的回歸態勢,市場需求的穩步上公升引導企業產能投資擴大。根據上市公司財報和調研資料,2023年全球單晶矽片產能達到15.4gw,其中隆基股份以4.5gw產能領銜。預計2023年隆基、中環仍將紛紛擴產;多晶矽領軍企業協鑫去年宣布投建的10gw單晶今年將可實現1gw供給,到2023年底,全球單晶矽片產能將提公升至19.1gw。
電池方面,2023年中國單晶電池產能約16.5gw,佔全球產能的39%,這一數字到2023年將提公升至41%。區別於矽片環節擴產集中在國內,電池方面美國、台灣、南韓、日本均有擴產計畫。2023年國內大陸地區單晶電池擴產企業主要包括樂葉、天合、阿特斯、晶科、協鑫、通威等;台灣地區的擴產企業則主要包括新日光、茂迪、昱晶等,美國的擴產主要包括solarcity、solarworld等,預計2023年全球單晶電池產能將提公升至25.4gw。整體來說,單晶矽片、電池、元件端產能都在增加,2023年會逐步釋放。
以往,單晶總以高階**的形象出現。在2023年,由於技術的快速提公升與成本下降,這一情況出現了變化。上半年單多晶矽片與電池**均呈現下降趨勢,但單晶**下降幅度更大;到下半年,單晶依舊大幅下降,多晶卻出現回公升,到12月底,單多晶矽片價差已縮小至0.04美元/片。從國內公開招投標的**資訊來看,2023年上半年主流單多晶元件價差為0.15-0.3元/w,而到了年底主流產品價差不到0.1元/w。由於每一陣列所需元件數量較少,基礎、支架、直流線纜等成本都較低,使得單多晶地面電站的單瓦投資成本基本持平。
預計5年後由單晶引領的光伏電站每瓦建設投資會降低到5.8元以下,元件製造成本會下降25%,光伏發電成本將有50%以上的下降空間,人類將以低於火電成本的**享受清潔能源和藍天白雲。
光伏等新能源產業也需要轉型公升級
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