光伏行业必将是2022年最重要的一个赛道,我们说旧基建是房地产,现在房地产被遏制住,新基建就是新能源这一块,光伏占据新能源很大比重。
光伏行业细分模块太多,同时这个行业非常内卷。很多時候做投资时稀里糊涂的,原因在于没有很好地去了解这个行业,产业,及它的一些变化的地方,光伏产业链很长,每个不同阶段不同的重点没有搞清楚,就很难投资准确。
现在从整个产业链出发,先搞清楚每个环节特点及投资时间点,再去研究细分环节的公司,就会很清楚了。
下面内容挺优质的,希望你耐心看完。
光伏产业链一览
本文将从以下几方面来分析:
这个环节是什么
环节整个技术属性
资产属性
成本属性
总结行业特点
超额收益来源
主产业链四大环节:硅料&硅片&电池片&组件
硅料
技术难度最高,龙头标的份额将逐步提升。
技术路线
目前多晶硅环节主要有:
改良西门子法(产物为棒状硅) & 硅烷流化床法(产物为颗粒硅)。
改良西门子法是当前主流路线;
硅烷流化床法随着保利协鑫和天宏瑞科等国内企业兴起市占率亦有望提升。
改良西门子法:
在1100°C左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上。
改良西门子法基于传统西门子工艺,生产过程 中伴随产生的大量H2、HCI、SiCI4等副产物。
目前国内包括国内通威、大全、新特、东方希望等多晶硅企业均采用改良西门子法。
占比95%以上。
硅烷流化床法:
主要包括3个单元:
四氯化硅转化为三氯氢硅;
三氯氢硅转化为硅烷;
将硅烷分解产生硅。
与西门子法相比:
相同:硅烷法依旧需要将四氯化硅氢化获得高纯度的三氯氢硅,包括:1)三氯氢硅->二氯二氢硅;2)二氯二氢硅->硅烷,
不同:在还原方面与改良西门子法有所不同,通过二氯二氢硅来替代西门子法的还原炉,再将硅烷通至流化床炉裂解形成颗粒硅。
占比只有几个点。
技术属性
化学提纯工艺,技术壁垒相对较高,国产化进程最慢环节。
技术相对稳定,西门子法长期占据主流,过去仅出现一次技术跃迁:热氢化到冷氢化。
壁垒的体现:
产品纯度——龙头企业高纯晶硅比例可达95%以上,部分优秀的多晶硅企业单晶占比已达99%左右;而二三线企业仅70%不到。
随着行业转换效率提升,纯度越来越重要!
主产业链技术难度最大的环节。因为是化工提纯工艺,安全性、技术壁垒、工艺优化差别很大。
国产化历程最慢。硅料全球产能占比较低,接近80%左右,其他主要环节80%-90%。
海外企业掌握技术后,很难被请退,因为新进入者较慢。比如东方希望16年进入,目前整个硅料纯度仍比行业低10个点左右。(行业95%以上,东方希望80%+水平)。
纯度是可以拉开差距,壁垒比较高。
资产属性
相比于其他环节,多晶硅环节重资产属性明显,折旧成本占总成本比重超过20%。
主产业链资产最重的环节。每1万吨产能需要7-8亿左右投资。
多晶硅环节产能建设与达产时间周期长(约1年建设期+半年爬坡期)。同时,多晶硅环节生产柔性差,停产后复产成本较高。
产能周期长,比较容易形成供需错配。
成本属性
流程化设备生产,产能投产后短期内成本下降速度较慢。
爹妈生的,生完了就没法改了。
同一时期产能成本差异相对较小,不同时期产能成本差异梯队大。
下次投新产能,会把老产能技术用在新产能。断点式的成本差异
总结:
环节属性带来的行业特征:
企业梯队化分布明显,第一/第二梯队差异大,但第一梯队间新建产能成本差异小,格局相对稳定逐步提升,产能持续更新能力决定竞争力——资金;
价格与盈利周期波动大于其他环节(主产业链周期波动最大环节),且盈利周期波动滞后其他环节。
超额收益来源
上行周期加速期的价格弹性(2006-2009、2017、2021):
上行周期价格上涨带来的利润高弹性是比较舒服的投资时点。
技术红利(2006-2009、2020-2021年的致密料):
赚技术红利的钱—纯度。
单晶硅渗透率提升过程中,大家对致密料需求比菜花料更高,相比以往,致密料VS菜花料价差非常突出。如果致密料比例更高,就能赚更多的钱。
硅片
竞争格局最优。成本下降是超额收益的根本。
单晶硅片生产过程:
技术属性
生产壁垒不高,产品同质化明显,核心在于对成本控制。
生产具有一定断点特征:单炉生产时间一定时间后需停炉更换材料 等——生产knowhow成分大;
需要一定人工操控,尤其是单晶。
技术路线变化:
单晶VS多晶——成本差VS效率差,
更早的规模化使得2008-2015年多晶占比持续上升,
连续投料+金刚线切割+PERC带来 2016年以来的单晶替代多晶。
资产属性
轻于硅料,重于电池组件。
成本属性
产能建成后,技术优化空间相对较大。技术红利周期内,成本下降亦超预期;
即使同一时期产能,成本亦具有一定梯队差异。
行业特征
硅片环节的集中度高于主产业链的其他环节(隆基与中环的市场份额相对较高);
硅片环节的后发优势相对较弱,工艺技术较为重要。
超额收益来源
成本下降超预期,阿尔法属性相对较强。
随着电池转换效率持续上升,对上游硅片质量要求提高,目前硅片产品开始出现一定价格差异。
总结:
比较同质化产品,壁垒不高。谁能控制更好的成本,就能占据更高的市场份额,谁就能固定龙头地位。这一特点在隆基上体现非常明显。
隆基VS中环在市场份额上逐步提升,核心在于它掌握了成本优势。
只要你有成本优势,就能去抢各种份额。龙头拿到成本优势后可以快速扩产,再去挤压其他企业成本。
主产业链集中度最高的环节。
电池
存在技术变革,新技术/高景气贡献超额收益。
整个光伏最核心的环节。
太阳能电池环节是太阳能转化为电能的核心环节:
光子照射到金属上时,电子吸收的能量足够大能克服金属原子内部的库仑力做功,离开金属表面成为光电子。
在纯硅中掺入有5个外层电子的原子(磷)就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子(硼)成为P型半导体。
当P 型和N型结合在一起时接触面就会形成电势差成为太阳能电池。
当太阳光照射到P-N结后,电流便从P型一边流向N型一边,形成电流。
太阳能电池的生产流程:
主要包含制绒、磷扩散、刻蚀抛光、正反面钝化膜沉积、丝网印刷、高温烧结等步骤
不同的太阳能电池技术路线来实现P-N结,发展包括:
传统BSF——单晶PERC——HJT/TOPCON/IBC。
铝背场BSF ——在p-n 结制备完成后在硅片的背光面沉积一层铝膜,制备P+层,称为铝背场电池(量产效率
单晶PERC(发射极钝化和背面接触)——在电池片背面形成钝化层作为背反射器增加长波吸收同时增大电势差,降低复合并提高效率(当前量产效率23-23.5%)。
TOPCON(隧穿氧化层钝化接触)——在电池背面制备一层超薄氧化硅,然后沉积一层掺杂硅薄层,二者共同形成钝化接触结构(量产转换效率~24-24.5%) 。
HJT(异质结电池)——在电池片里同时存在晶体和非晶体级别的硅,非晶硅的出现能更好地实现钝化效果(量产转换效率~ 24-24.5% )。
IBC(交指式背接触)——把正负电极都置于电池背面,减少置于正面的电极反射一部分入射光带来的阴影损失(目标转换效率~25% )
技术属性
决定光伏转换效率的核心环节,但生产相对流程化,技术更多凝结于设备,企业间差异相对较小,企业间壁垒比较低。
技术变迁速度相对较快,电池技术路径演变:BSF——PERC——TOPCON/HJT——多结电池,主产业唯一存在技术变革的环节。
随着行业规模化趋于瓶颈,高效化愈发重要。对后续整个产业链降本最核心的环节。而伴随高效化技术路线演进,企业间差异正逐步放大。
新技术的成熟到规模化需要3-5年时间。技术更新迭代比较快。
资产属性
轻于硅片,重于组件。
产品难以保存(不能长时间暴露在空气中,氧化后对发电性能会有所损害),库存周期对短期价格冲击明显,直接反应短期供需关系。
成本属性
与硅料类似,流程化生产下,同时期产能成本差异相对较小。
短周期内成本下降速度介于硅料与硅片之间。
70%左右为外购硅片。
成本,非硅成本中40-50%左右为银浆成本。
环节主要设备类似,关键看精细化管理。对企业管理能力提出较高要求。
成本差异来源:转换效率、良率、银浆耗量。
行业特征
无法库存的特征使得电池容易受制于下游组件,叠加电池对组件品质的影响,行业出现明显的电池组件一体化特征。
技术变迁速度快+一体化导致行业集中度低于其他主产业链环节。
超额收益
1、新技术的规模化阶段,此后更多时间在相对稳定盈利下跑现金流,规模化速度影响盈利持续性。
如果行业有技术迭代,超额收益会较明显。
比如15年通威进入电池片之后一直稳步发展,但是到19年Perc快速上量过程中,它的超额收益相对比较明显。19年甚至达2毛/单W净利。
2、短周期景气下的价格弹性。短期景气向上,因为库存相对较少,短期还会有一定价格弹性。
组件
具备一定期货属性,竞争在于品牌渠道。
技术属性
制造端生产壁垒低。
但因组件主要起对电池的保护作用,且具有较长的转换效率质保周期(20-30年),因此具有一定品牌属性(可靠性、可融资性、渠道依赖等)。
品牌相关属性,企业差距较大。
组件近年来组件环节技术及产品迭代加快,半片、拼片、叠焊、叠瓦等技术或微创新层出不穷:
减小电池片尺寸,降低损耗,具体技术包括半片、三分片等。
减小电池片间距,提高组件功率密度,具体包括拼片、叠焊以及叠瓦等。
减小电池片遮光面积,提高组件功率,主要包括多主栅技术。
基于上游技术或工艺创新,提高转化效率或摊薄辅材成本。
行业特征
轻资产,产品为基础,市场更为关键;
产能属性较弱,更看需求,且受上游景气影响相对较大;
随着光伏全球化发展,品牌与渠道作用越发明显,行业集中度持续上升。
超额收益来源
1)供需曲线相对平缓下的需求放量:
组件处于最终端,终端容易受到上游成本压力,上游成本压力小,组件超额收益突出。
如2009-2010年的高补贴时代,而在近年的平价实现周期中(缺少价格弹性,供需曲线陡峭),表观盈利低迷。
2)具有一定期货特征,受益上游价格下跌:
上游跌价较多,受挤压较小,组件提前签长单,如果签订过程中价格下跌,容易受益。
故在技术平稳周期,更容易获得高收益,如2015-2016。
3)更重品牌的海外市场。
海外布局更多,或者在更注重品牌的市场布局较多,超额收益也会较多。
总结:
辅材三大重要环节:胶膜&玻璃&逆变器
胶膜
格局最优的强β环节,龙头投资价值突出。
胶膜用在组件端,位于电池本体的上下两侧,形成双面保护。
胶膜主要分为三种:
透明EVA胶膜
白色增效EVA胶膜(白膜)
POE胶膜(包括共挤型POE胶膜)
三者性能不同,EVA占据主要份额,近年来随着大尺寸化和双面渗透率提升,POE(特别是共挤POE)占比正在提升。
胶膜在光伏里成本占比较小,但对组件稳健运营是关键。
技术属性
技术研发方面:
配方:技术核心。配方的细微变动将会影响组件的稳定性,为企业核心竞争力之一。
工艺(设备):工艺优化、设备自研,则可进一步实现公司的降本增效。
资产属性
轻资产环节,产能建设快且1亿平产能(10GW)投资额仅1.5-2.5亿元。
成本属性
胶膜成本中90%为原材料成本:
供应链管理至关重要。
福斯特VS海优新材,福斯特有更稳定、更充足的海外供应,大客户优惠相对更高。
原材料采购方式:由于原材料采购多为现金,下游订单则为汇票,对企业资金能力要高。
费用管控对公司的核心竞争力至关重要。
行业特征
光伏子赛道格局最好的环节,福斯特占据近60%份额。
配方和设备是基本盘,资金支撑的供应链优势和精细化管理优势是拉开差距的关键。
怎么竞争:
配方是基本盘
资金&供应链管理是重要因素
环节差异还体现在设备上:福斯特设备自研,设备的效率会更强,成本优势会有一定支撑。
超额收益来源
阶段性供给紧张,如2020Q4。
在组件中成本占比低,上游涨价往往传导顺利,库存收益带来利润弹性,典型2021H1。
比如龙一2个月库存,龙二半个月,价格上涨过程中,价格传导顺利,龙一会有较好收益。
龙头优势最为确定的环节,行业短期波动过程中超额收益突出。
玻璃
组件封装重要辅材,二次成长空间正开启。
光伏玻璃即具有低Fe2O3含量及高透射比的超白压花玻璃,其强度、透光率等直接影响光伏组件的寿命和发电效率,是光伏组件生产过程中必备辅材。
目前光伏玻璃主要应用于普通光伏组件的盖板玻璃。
光伏玻璃生产可分为原料熔化、原片制造及深加工三个环节。
全环节生产且业务结构相对纯粹的企业有信义光能、福莱特及江苏金达等;
全环节生产但光伏玻璃并非主业的公司有彩虹新能源、南玻A及洛阳玻璃等;
独立环节企业典型的代表为原片制造企业河北金信和深加工企业常州亚玛顿。
技术属性
存在一定技术壁垒,为保障透过率要求,光伏玻璃在料方设计、工艺系统设计、熔窑窑池结构、操作制度、控制制度和产品质量标准等方面的要求都远高于普通玻璃,成本率的差异印证此点(龙头85%VS行业80%)
技术的先进性也体现在薄玻璃、大尺寸玻璃生产及占比提升上。
资产属性
重资产环节,光伏玻璃生产分为原片端和加工端,其中原片端的核心设备窑炉规模主要决定产能,1000吨窑炉的投资额约7亿元。
类似硅料,产能刚性,建设投产周期1年左右,爬坡2.5-6月不等。
光伏玻璃生产刚性,窑炉一经点火,不轻易停产,且不会超产。一旦停产,需要重新开始产能爬坡,所以轻易不会停产。
高能耗,建设指标有壁垒。
成本属性
一线和二线企业成本差异大:
一是体现在窑炉容量上,千吨窑炉占比高的头部企业成本占优。
二是体现在原料(石英砂、纯碱等)和燃料(天然气、重油等)采购上,原料+燃料合计占玻璃成本80%。龙头凭借自持原材料石英砂矿、合资成立天然气公司等方式,降低采购成本。
行业特征
价格和盈利周期波动大。
龙头在能耗指标获取、技术、资金、成本方面优势突出,集中度逐步提升。
竞争格局好,双寡头格局。
超额收益来源
逆变器
光伏电站的大脑,组串式比例提升。
光伏逆变器是将组件产生的低压直流电转换为交流电并网的电力电子设备,同时也是整个光伏发电系统中多种信息传递与处理、实时人机交互的信息平台,是光伏电站中唯一智能化的设备。
从整个光伏产业链看,逆变器属于光伏系统集成辅材。
上游主要为电子元件,核心原材料为IGBT半导体元器件、IC半导体集成电路材料。
下游为光伏电站和分布式光伏系统。
主要是把电子元器件进行组装,类似组件,toC产品:
按照功率大小可将逆变器分为:
集中式(地面电站):1个逆变器管好几串组件
组串式(工商业&户用):1个逆变器管一串组件
微型(户用):一个逆变器管1块组件
近年来随着中国企业进入行业,逆变器成本逐步降低,性能更优的组串式逆变器重返地面电站,带动组串式市占率大幅提升。
技术属性
目前处于国产替代海外逆变器阶段。逆变器技术壁垒相对不是很高,但有一些技术认证要求。
对于集中式逆变器,功率大,技术壁垒相对较高。
对于组串式逆变器,特别是分布式品,功率小,技术壁垒一般。重要技术指标为转换效率,目前国内企业已经达到甚至超过海外企业。
另外,国内企业产品迭代速度明显快于海外,可更好、更及时满足市场需求。
资产属性
逆变器资产相对较轻,主要采用以销定产的模式。产能建设快且弹性较大。
类To-C产品,具备品牌渠道效应。
成本属性
一旦技术达到一定高度之后,国产VS海外就是PK成本。
国内逆变器企业源于元器件国产化、人工低、迭代快成本低于海外。
电子元器件遵循摩尔定律。如果国产迭代更快,可以享受更高性价比产品。可以降维打击国外品牌。
国内逆变器企业同款产品成本差异不大。
行业特征
产品为基础, 市场渠道是关键,近几年海外渠道优势突出。
细分赛道增速大于整个行业增速。
产能属性弱,需求决定产销,近几年户用及储能增速相对更高。
超额收益来源
近几年是比几好的超额收益时点。海外接受品牌后,盈利更好的海外市场放量。
增量需求放量,包括户用、储能及存量更替等。
逆变器超额收益更多来自于行业子赛道的贝塔。
三大辅材整体格局比主产业链更好。
胶膜
整个产业链格局最好的环节,福斯特占据55-60%的份额,凭借配方、设备带来的优势,持续能维持最强贝塔的环节。
投资选择在供应紧张的时点、价格上涨的弹性、行业不好时阶段性盈利销量较好时。
玻璃
双寡头格局,两家信义&福莱特占55%市场份额,技术壁垒相对较高,成本差距较大,格局会进一步向2个龙头集中。
投资选择同硅料,赚价格弹性的钱、大尺寸阶段性技术红利。
逆变器
行业细分赛道里景气度最高的,享受海外替代,同时储能&户用渗透率提升带来增量需求非常突出。
投资选择赚行业大贝塔的钱。
总结
以上为光伏行业研究框架相关笔记一,未完待续。
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