碳中和|太阳能产业成为未来数十年的风口

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2020年中国光伏产业进入平价时代，标志着光伏产业迈入可持续发展阶段。在“碳达峰、碳中和”的目标下，以光伏为主导的太阳能产业被赋予高增长、高景气度的成长空间，将成为未来数十年的产业风口。

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 三类太阳能产业链

太阳能产业是指参与太阳能资源的开发、应用等一系列过程活动的企事业单位集合体，主要包括太阳能发电产业链、太阳能器具产业链、太阳能利用与建筑产业链三类产业链。

从太阳能发电看，光伏发电产业链条较为成熟，光伏技术不断进步，装机容量规模快速增长；光热发电技术刚刚起步，电能质量优于光伏电站，但目前度电成本仍较高；未来太阳能发电产业将迎来光伏发电与光热发电“两足鼎立”的时代。

从太阳能器具看，随着中高温太阳能热水器的开发，太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展。工业太阳能热水器在工业上使用，可以在很多领域提供热水，比如酿造发酵、产品烘干、生产预热、采暖等。

从太阳能应用看，太阳能与建筑一体化技术日益完善，主被动太阳房、太阳能制冷等技术快速发展，已形成不同规模的产业链。中国开始大力发展分布式光伏，推动分布式光伏与储能微电网融合发展，鼓励建设和发展与建筑一体的分布式光伏发电系统。

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 光伏产业链的投资布局

中国光伏产业早期得益于海外市场，国内光伏市场从2013年进入快速发展阶段，经历了固定标杆上网电价时期、竞价时期到平价时代。2018年以后，在光伏装机成本不断下降的过程中，补贴政策加速退坡，光伏产业链盈利构成要素从“政策+资本+技术”向“资本+技术”转变，技术的主导作用越来越凸显。以PERC技术为例，2017年PERC电池技术市场渗透率只有15%，2018年提升到33%，2019年进一步提升至65%，使得光伏电池的性价比大幅提升。

1、光伏主要技术路线发展情况

太阳能光伏主要包括晶体硅电池和薄膜电池两类技术路线，目前中国晶体硅电池占据绝大部分市场份额，占比接近90%；薄膜电池为近几年发展起来的技术，市场占比较小，但发展势头较好，未来市场前景巨大。

晶体硅电池分为多晶硅和单晶硅两种类型，单晶硅和多晶硅各有优势，多晶硅片优势在于铸锭工艺更加简单，单次投入硅料较多，并且对硅料本身要求相对较低，这样导致多晶硅片生产成本更低。而单晶硅片优势在于其在晶片表面缺陷少、杂质少，其光电转换效率较多晶硅更高。

单晶硅和多晶硅曾相继占据主导地位，2011-2015年单晶市场份额仅占30%左右，后来由于单晶金刚线切割技术的应用，单晶迅速与多晶成本差距缩小，使得其占比持续快速提升。近年来随着PERC电池技术的普及应用，加速了单晶产品市场渗透率的提升，单晶占比从2017年的24.5%提升至2018年的45%，2019年单晶市场占有率达到65%，将逐步完成对多晶的替代。

选择性发射极(SE)、高性能导电浆料、高阻密栅、先进陷光、高质量硅片和MBB技术等的应用，推动了PERC电池效率的持续提升。2020年5月，工信部发布光伏行业规范，要求新建单晶电池效率不低于23%。目前，HIT电池（晶体硅异质结太阳电池）技术，以及182和210大尺寸硅片电池技术，成为是高转换效率硅基太阳能电池的热点方向。

2、光伏产业链龙头主要集中于中国

中国是全球第一大光伏组件生产国，海外市场占有率达到70%左右。全球晶体硅电池核心产业链集聚趋势明显，前5家企业市场占比不断提升，中国已形成绝对优势产业链。2019年中国硅料、硅片、电池和组件产量分别达到34.3万吨、135GW、110GW和100GW，全球占比分别达到66.9%、97.8%、82.7%、76.9%。

从晶体硅电池产业链各环节的盈利能力看，硅料环节的毛利率下降，光伏电池环节的毛利率有所下降，光伏组件环节的毛利率上升明显。受益于此组件环节利润分配占比大幅提升，2019年光伏组件获得了产业链42%的毛利润。

近年来，得益于光伏需求增长的推动，中国企业持续加大组件环节的投资和技术革新，生产成本持续下降，自动化、数字化程度不断提升。据中国光伏协会统计数据显示，2019年，全国组件产量达到93GW，前10家企业产量占总产量的62.3%，集中度进一步提高。

除了光伏组件，光伏产业链还包括逆变器、变压器、电缆等配套设备，以及光伏工程EPC企业、运营商等。光伏逆变器为主要光伏配套部件，从技术上分为集中式逆变器、组串式逆变器和微型逆变器三种。随着组串式逆变器在集中电站和分布式领域的快速渗透，成为市场大势所趋，基本所有国内厂商都布局组串式。2019年中国组串式逆变器占比60.2%，预计未来将提升至75%以上。

3、光伏设备企业保持快速发展

近年来，受国内政策调整的影响，国内光伏市场增长放缓，但由于单晶硅硅棒/硅片企业的大规模扩产，PERC电池生产线的技术改造、新建生产线及组件端的相应扩产，光伏设备制造企业的销售收入不降反增。2019年，全球光伏设备产业的销售收入增至50亿美元，同比增长4.2%；中国光伏设备的市场规模达到250亿元，同比增长13.6%，占全球市场规模的71.4%。

中国光伏设备行业已基本具备太阳能电池制造设备的整线装备能力，包括从硅材料生产、硅材料加工、硅片加工到太阳能电池芯片的生产以及相应的纯水制备、环保处理、净化工程的建设。主要企业有捷佳伟创、迈为股份、晶盛机电、上机数控、先导智能、帝尔激光、罗博科特、京山轻机、金辰股份等。光伏技术的发展推动光伏设备的更新换代，目前捷佳伟创、迈为股份、金辰股份等企业已转向HIT电池设备研发。

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 未来可期的光伏应用场景

2020年全球光伏新增装机容量达到134GWdc，较2019年同比增长22%，截止2020年底，全球累计光伏装机760.4GW。自2013年以来，中国每年新增光伏装机容量连续稳居全球第一，截止2020年底，中国累计光伏装机48.2GW。

在国内，光伏的应用还集中在传统的光伏电站，分布式光伏的支持政策力度不断加大。展望未来，适应于各种需求和应用场景的光伏产品将会出现，除大型并网光伏电站和分布式光伏外，与建筑相结合的光伏建筑一体化前景广阔，光伏+储能、光伏+制氢、光伏+海水淡化、光伏+电动汽车等融合应用前景都值得期待。

1、光伏建筑一体化市场巨大

光伏建筑一体化（BIPV）是光伏建筑的终极演化形态。现有的户用光伏电站大多还属于BAPV，即在已有的传统建筑上加装光伏设备，将太阳能板安装在现有建筑的屋顶仍存在建设成本高、不美观等多重因素。随着光伏转化效率的提升和成本的快速降低，光伏建筑一体化开始受到重视和推广。

在碳达峰、碳中和的背景下，光伏建筑一体化将成为各个企业、园区、城市实现碳达峰、碳中和的基本要件，世界各国纷纷出台相关政策支持绿色建筑、近零能耗建筑，光伏建筑一体化产品将迎来市场爆发期。目前中国每年有约40亿平米的建筑竣工面积，其中5%使用BIPV产品即可达到近20GW的装机容量。

国内光伏龙头企业隆基股份已发布首款装配式BIPV产品“隆顶”，主要面向工商业屋顶用户，定位于装配式BIPV产品。隆基股份在无锡连城凯克斯实施的BIPV光伏发电项目，装机容量为1600kW，每年可生产清洁电力超160万度，不仅能为企业绿色低碳发展提供强劲动力，同时还能够减少碳排约1600吨。

2、“光伏+”应用场景的市场拓展

“十四五”期间，中国将推动一期示范项目建设，促进光伏+储能、光伏+治沙、光伏+制氢、光伏+海水淡化、光伏+充电桩等新产业新业态的成熟，促进光伏发电多点开花。

光伏+储能：光伏+储能是整个电力探索的主线，通过光伏电站加储能电站，可以使光伏发电供电质量得到进一步提升，更多地替代电力系统中价值更高的电力部分。2030年光伏和储能有望达到电网平价的水平，其中分布式光伏最早有望在2022年或2023实现平价。

光伏+户用：目前，山东、陕西、福建、广东、江西等地已开展户用光伏试点工作，未来户用光伏会从简单的能源消费者向能源产消者转变，结合户用储能系统、电动汽车充电桩等，户用也可以实现能源独立。

光伏+制氢：光伏制氢是光伏未来大规模发展的一个出路，可直接把光伏直流电通过DC/DC转换直接制氢，特别是光伏电站可实现离网制氢，可以摆脱电力消纳和送出的限制，在日照很好但电网条件有限的地区制氢。

国内光伏龙头企业阳光电源2019年成立氢能事业部，在阳光产业园建设一个多模式制氢系统示范基地，包括647.28KW光伏系统、230KWh储能系统、1套100Nm3/h制氢装置和50KW氢燃料电池发电系统。

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