光伏装机向好，对铝硅需求拉动如何-申万期货_商品专题_有色金属-20231024

2023-10-24 17:00:20

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光伏组件主要由多片单晶硅/多晶硅太阳能电池片经过封装加工而成，作用是将太阳能转换为直流电。晶硅电池片是组件的核心部分，单晶电池凭借较高的转换效率而受到青睐。边框也是关键部分，铝合金边框凭借自身强度高、质量轻、耐腐蚀和易加工运输的优势，成为目前最主流的边框类型。光伏组件支架可分为非金属及金属材料，材料的选择通常取决于实际应用场景。
我国是组件生产的主力军。2022年全球光伏组件出货量约为347GW，其中我国量约为295GW，占比达85%。组件行业集中度较高，2022年隆基绿能、天合光能、晶科能源、晶澳科技出货量合计占比61%。
全球能源改革稳步推进，IEA预计2027年光伏将超过煤炭成为最主要的发电方式。从“十四五”新增装机目标看，我国整体新增光伏装机目标在400GW左右。今年组件及其上游原材料价格均明显下跌，预计大型电站收益性能够显著改善，集中式电站落地值得期待。
预计今年组件出货量较去年或有明显增长。2023年国内组件目标总出货量预计在420GW左右，较2022年增长约130GW，其中各大组件厂均明显上调了出货量目标。
光伏装机持续景气，组件新建项目投产概率较大，实际出货量对铝、硅需求拉动明显。组件边框方面，假设2023年国内组件出货量为420GW，单GW组件边框的耗铝量约为0.6万吨，则边框用铝量为252万吨。组件支架方面，假设2023年国内光伏装机为140GW，分布式装机占比55%左右，单GW组件支架的耗铝量约为0.35万吨，则支架耗铝量约为27万吨。多晶硅方面，单GW组件产量的耗硅量约为0.28万吨，则多晶硅需求量约为39万吨，折合工业硅需求量大约43万吨。
风险提示

1、海外光伏装机不及预期；

2、钙钛矿电池大规模取代晶硅电池。

正文

光伏组件：铝和硅的重要用途

光伏组件主要由多片单晶硅/多晶硅太阳能电池片经过封装加工而成，是光伏电站的关键组成部分，其作用是将太阳能转换为直流电。其中，电池片的光电转换效率及排列方式大致决定了组件的输出功率，而封装材料的选择则需要与具体使用场景相匹配。光伏组件的实际生产主要分为三个步骤，首先是通过焊条将若干数量的单体电池以串联和并联方式连接，原因是单个电池片产生的电压难以满足负载的使用要求，需要串联电池组以增大电压；然后再将玻璃、前胶膜、电池串、后胶膜、背板按照顺序层层叠放，抽真空层压以去除组件中的气体、杂质和水分；最后安装铝边框及接线盒等部件，并进行清洗和测试。

电池片是组件的核心部分，近年来单晶电池凭借较高的转换效率而受到组件厂商的广泛青睐，目前已占据主流地位。据CPIA数据，2022年p型多晶电池平均转换效率在19.5%-22.5%之间，而p型单晶电池平均转换效率为23.2%，n型单晶电池效率可高达24.6%。光伏产业链各环节厂商均以追求更高效率为目标，可以看到单晶产品占比大幅提升。2022年，在我国硅片总产量中，单晶硅片占比达97.5%，而多晶硅片仅占2.5%；电池、组件总产量中单晶产品占比虽无公开数据，但从行业主要企业的生产情况来看，单晶产品已占据最重要位置。据了解，平均1W新增光伏装机大约需要2.5g多晶硅，再考虑到光伏装机容配比约为1.2，则单位装机耗硅量约为3g/w。

边框也是组件的关键部分，对组件起到保护、密封以及支撑的作用，而铝合金边框凭借自身强度高、质量轻、耐腐蚀和易加工运输的优势，成为目前最主流的边框类型。近年来，随着市场对于生产能耗及碳排放水平的重视，部分厂商转而尝试更为环保节能的钢边框，但由于重量大、加工精度低等缺点，钢边框出货量占比很低。据上市公司数据，2022年组件边框用铝量约为0.6万吨/吉瓦，考虑到铝价压力较大及组件转换效率提升，未来边框型材或将向轻量化方向发展。

光伏组件支架主要用于安装、支撑太阳能电池板，支架材料可分为非金属及金属材料，材料的选择通常取决于实际应用场景。非金属材料主要指纤维复合材料，具有轻质、耐腐蚀、低碳排的优点，但目前尚未得到广泛使用。金属材料包括铝合金支架、镀锌钢支架和混凝土支架，前两者强度较大且防腐蚀性较强，目前应用较为广泛。其中铝合金支架由于轻质、高强、防腐蚀的特质，受到户用屋顶光伏领域的青睐。近年来，随着分布式光伏占比的不断提升，铝合金支架的需求不断上升。

组件成本主要分为电池片成本和非硅成本，其中电池片成本占比较高。以2013年10月13日国内182mm双面晶硅电池为例，电池片成本约占53%，铝边框成本约占14%，两者合计占比约67%。

全球组件生产以我国为主

从全球组件产量来看，我国是组件生产的主力军。2022年，全球光伏组件出货量约为347GW，其中我国光伏组件出货量约为295GW，我国占比达到85%。之所以光伏组件制造在中国发展如此之好，或许有以下几点原因：一是从成本端的供给优势，一方面与硅相关的上游各环节主要产能均分布在国内，包括工业硅-多晶硅-硅片-电池片环节；另一方面铝、玻璃等材料主产地也均在我国，保障了组件生产中低价、优质原材料的供给。二是我国终端需求的旺盛，2022年我国光伏新增装机约87.4GW，全球占比35%，国内终端装机形成组件需求的有力支撑。三是我国光伏发电相关技术的先进地位，近年来光伏电池转换效率不断提升，市场新旧迭代正在进行，Topcon电池市占率明显上升。

从行业内部来看，组件行业集中度较高，其中我国发展出了几家规模较大的组件企业。2022年，隆基绿能、天合光能、晶科能源、晶澳科技占据着出货量前四名的位置，四者出货量合计占比达61%。向后看，大型组件厂仍有大量新投产能有待释放，据SMM数据，2023年末我组件国产能约环比增加200GW左右，预计出货量将有明显增长。国内组件厂商愈发重视上下游产能一体化建设，部分大厂新增组件产能的建设往往伴随着上游环节产能的建设，比如隆基绿能今年开始建设年产12GW单晶电池、20GW单晶硅棒的项目，天合光能涵盖20GW拉晶，5GW硅片、5GW电池、5GW组件的光伏一体化项目也已经投产。通过打造一体化产业链，企业能够在保障原材料供给的同时锁住利润，从而稳定自身的生产经营。

全球光伏装机有望带动组件需求

光伏组件的应用领域即终端光伏装机，主要分为集中式光伏和分布式光伏，其中后者又包括户用分布式光伏、工商业分布式光伏、农林渔光互补分布式光伏。集中式与分布式光伏差别主要在于规模、分散度、应用场景、分布地区以及投资主体等方面，如表1。总的来看，尽管分布式光伏装机明显少于集中式光伏装机，但近三年我国分布式新增光伏装机占比不断提升，表现出较为可观的发展潜力。

在全球能源结构转型的大背景下，新能源取代传统化石能源的进程稳步推进，IEA预计到2027年光伏将超过煤炭成为最主要的发电方式。光伏发电快速发展的驱动因素比较多，一是“双碳目标”的驱动，近年来多个国家设定了双碳目标，而推动新能源发电逐渐取代煤炭、石油、天然气等能源是必要选择；二是地缘政治冲突推动部分国家更多考虑能源安全，比如俄乌战争爆发引发欧洲能源危机，欧洲能源价格大涨推动当地户用光伏快速发展；三是光伏发电经济性显现，近年来光伏度电成本显著降低。

全球范围来看，中国、美国、印度是近两年新增光伏装机最多的国家，其中我国年度新增光伏装机在2022年取得较大增长。对于新增光伏装机前十的国家来说，无论从政策导向还是效益驱动来说，未来当地光伏装机量均呈现出向好发展的态势。下面我们对我国情况进行分析。

我国光伏装机量在全球范围内遥遥领先，未来或将维持高景气。从“十四五”新增装机目标看，我国整体新增光伏装机目标在400GW左右，其中山西、内蒙古、甘肃装机目标占到全国前三。而在我国新增光伏装机中，集中式光伏装机保持主要地位且体量不断增大，同时分布式光伏装机占比逐渐提升。2022年我国集中式装机不及预期，主要原因在于组件端成本高企，导致大型电站收益率较差；据CPIA数据，2022年全投资模型下地面光伏电站在 1800 小时、1500 小时、1200 小时、1000 小时等效利用小时数的平准发电成本分别为 0.18、0.22、0.28、0.34 元/kWh，在我国电价较低的西部地区收益较差，因此当年大型电站实际建设投产进度不及预期；而今年组件及其上游原材料价格均明显下跌，预计大型电站收益性能够得到显著改善，集中式电站落地值得期待。相比之下，2022年我国分布式光伏已经在大部分地区具备经济性，2023年平准发电成本继续降低意味着经济性持续增强，因此今年分布式光伏发展较为可观。

光伏组件对铝、硅需求预估

从各大组件厂公布的年度出货目标看，结合前三季度国内实际组件出货量，今年组件出货量较去年或有明显增长。2022年，我国组件生产主要集中在五大厂商，分别是隆基绿能、天合光能、晶科能源、晶澳科技以及阿特斯，以上合计占比达75%。向后看，现有组件龙头凭借自身的成本、技术、品牌、渠道等优势，有望继续占据较大规模。2023年，国内组件目标总出货量在420GW左右，较2022年增长约130GW，其中各大组件厂均上调了出货量目标。此外，从前三季度实际产量来看，各大厂达到出货目标的概率较大。

由于光伏装机的持续景气，组件新增产能投产概率较大，实际出货量增加对铝、硅需求拉动明显。组件边框方面，假设2023年国内组件出货量为420GW，单GW组件边框的耗铝量约为0.6万吨，则边框用铝量为252万吨。组件支架方面，假设2023年国内光伏装机为140GW，分布式装机占比55%左右，单GW组件支架的耗铝量约为0.35万吨，则支架耗铝量约为27万吨。多晶硅方面，单GW组件产量的耗硅量约为0.28万吨，则多晶硅需求量约为39万吨，折合工业硅需求量大约43万吨。

风险提示

1、海外光伏装机不及预期；

2、钙钛矿电池大规模取代晶硅电池。

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