光伏并网逆变器全景调研与发展战略研究

光伏并网逆变器全景调研与发展战略研究 一、 光伏发电行业技术概况 光伏发电一般分为两类：集中式发电和分布式发电，集中式发电主要为大型地面光伏系统;分布式发电主要应用于商业/工业、建筑屋顶。光伏发电行业的产业链中游为电池片、电池组件和系统集成，其中各类光伏电池技术为重点技术路线。根据半导体材料的不同，光伏电池技术主要包括晶硅电池、薄膜电池以及叠层和新结构电池（第三代电池）。 晶硅电池是研究最早、最先进入应用的第一代太阳能电池技术，按照材料的形态可分为单晶硅电池和多晶硅电池，其中单晶硅电池根据基体硅片掺杂不同又分为P型电池和N型电池。目前应用最为广泛的单晶PERC电池即为P型单晶硅电池，而TOPCon、HJT、IBC等新型太阳能电池技术主要是指N型单晶硅电池。薄膜光伏电池分为硅基薄膜电池和化合物薄膜电池，以铜铟稼硒（CIGS）、锑化镉（CdTe）和砷化镓（GaAs）等的化合物薄膜电池为代表。叠层、新结构电池包括有机太阳能电池、铜锌锡硫化物电池、钙钛矿太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。 二、 中国光伏发电行业上游 随着光伏产业的发展，我国工业硅行业总体运行平稳，行业供需两旺，价格大幅上涨。2021年，中国工业硅产量261万吨，同比增长24．3%。据中国有色金属工业协会数据，2022年上半年，我国工业硅产量143．6万吨，同比增长26．9%。 （一）硅料 多晶硅位于光伏发电产业上游，是发展光伏发电不可或缺的材料。近年来，我国多晶硅产量持续扩大。多晶硅产量由2017年的24．2万吨增至2020年的39．2万吨。2022年上半年，我国多晶硅产量约36．5万吨，同比增长53．4%。 中国多晶硅行业集中度较高，CR6占比77%，且有进一步上升趋势。由于多晶硅生产属于高资金、高技术壁垒的行业，项目建设、投产周期通常长达两年及以上，因此新厂商进入该行业较为困难。其中，通威集团以15%的产量占比位居第一，其次是新疆大全、新特能源占比14%，江苏中能、东方希望占比13%，协鑫集成占比8%。 （二）硅片 近年来，我国硅片产量总体呈逐年增长态势，2017年至2021年产量从92GW增长至194．7GW，约占全球比重的97%。我国硅片企业凭借在单晶连续拉棒和金刚线切割方面的技术创新以及低电价区位布局资源优势，建立了生产成本优势，进一步巩固了硅片产业在全球的领先地位。预计2022年我国硅片产量将达到234．8GW。 全球硅片产能规模前十企业均为中国企业，这十家企业产能合计约227GW，占全球硅片总产能的91．7%，产量合计约156GW，占全球硅片总产量的92．9%。目前隆基绿能和中环股份在单晶硅片市场的占有率合计达50%以上，硅片行业呈现双寡头竞争格局。同时，由于光伏装机需求持续增长，行业技术快速进步，其他拥有客户、技术、资金等优势的硅片企业仍有较大发展空间，硅片市场格局仍处于动态变化中。 （三）银浆 光伏银浆作为制备太阳能电池金属电极的关键材料，其品质直接影响着电池的光电性能。2021年全球光伏银浆供应量预计在3518吨左右，相较2020年增加13．2%。我国高温光伏银浆行业市场竞争格局中，帝科股份占比最大达13%，其次为苏州固锝占比10%，常州聚合占比8%。2021年三大光伏银浆企业总产能2700吨，总产量1708吨。 三、 分布式光伏装机量占比逐渐增大 近年来，国家光伏发展政策逐渐向分布式光伏发电倾斜。在太阳能资源优良、电网接入消纳条件好的农村地区和小城镇，推进居民屋顶光伏工程，结合新型城镇化建设、旧城镇改造、新农村建设、易地搬迁等统一规划建设屋顶光伏工程，形成若干光伏小镇、光伏新村。 据国家能源局统计数据显示，2013年以来，我国分布式光伏发电市场份额稳步提升，2013年，分布式光伏发电累计装机容量占总体的16．0%，到2018年，增长至占总体的29%。2019年市场份额进一步提升，分布式光伏发电累计装机容量占总体比重上升至30．7%;截至2020年底，全国分布式光伏装机7831万千瓦，占光伏总装机比重30．9%，高于全球均值近10个百分点，且此项占比将继续上升。 市场份额逐步提升的同时，我国分布式光伏发电累计装机容量也在快速提升，据国家能源局统计数据显示，2013年，全国分布式光伏发电累计装机容量仅为3．1GW，到2019年，我国分布式光伏发电累计装机容量已达到62．63GW，较2013年增长近20倍;2020年，我国分布式光伏发电累计装机容量达到78．31GW。 整体来说，由于户用光伏在独立性、稳定性、可移动性等方面较之一体式光伏发电具有较大优势，近年来我国户用型光伏发电的装机量越来越多，分布式光伏装机量占比也随之不断提高。 四、 光伏发电行业的周期性区域性或季节性特征 （一）光伏发电周期性特征 光伏逆变器应用于光伏发电系统，而光伏发电系统的建设安装与宏观经济形势、公共电网建设安排、政府支持政策等具有较强的相关性。宏观经济形势向好、公共电网系统完善、政府产业支持政策力度较大时，光伏发电系统建设需求相应增加；经济形势低迷、电网配套设施落后、政府支持政策退坡时，光伏发电系统建设投资活动减少。因此，光伏逆变器行业具有一定的周期性。 近年来，在全球大力发展可再生能源的背景下，全球光伏产业发展呈持续快速增长趋势。同时，随着平价上网的逐步实现，光伏逆变器行业受政府补贴政策的影响程度不断下降，加之储能技术的发展运用使得光伏发电对于公共电网的依赖程度有所降低，行业的周期性特征逐渐减弱。 （二）光伏发电区域性特征 因全球各国家及地区太阳能资源分布、光伏产业起步时间、政策支持力度、经济发展状况等方面存在较大差异，光伏逆变器行业具有一定的区域性特征。 （三）光伏发电季节性特征 光伏发电系统需要进行人工安装调试，且应用领域包括工商业及户用领域，因此具有一定的季节性特征。第一季度因冬季雨雪天气和国内外主要假期较为集中，通常为行业销售淡季。 五、 光伏发电行业基本情况 （一）全球光伏发电行业基本情况 1、全球光伏发电行业发展情况 自人类工业革命以来，石油、煤炭等化石能源消耗量剧增，化石能源的开采和消耗对于全球生态的影响日益加剧，能源问题与环境问题已成为制约人类社会发展的主要因素之一。太阳能作为可供人类利用的储量最为丰富的清洁能源之一，有望在应用规模、开发成本、使用效率等方面实现对传统能源的替代，具有良好的发展前景。 英国石油（BPp．l．c．，BP）发布的2022版《bp世界能源统计年鉴》显示，2011-2021年度内，各年全球光伏装机量保持19%以上的增长，近十年复合增长率达28%。2021年度，全球光伏装机量已达843．1GW，全球光伏发电行业整体保持快速增长趋势。 国际能源署（InternationalEnergyAgency，IEA）发布的统计数据显示，2010年前后，全球光伏发电量开始进入快速增长阶段，并持续保持增长。 根据国际能源署发布的统计数据，2010-2019年度，全球光伏发电量占清洁能源发电量的比例已从0．81%提升至10．41%，占全球总发电量的比例从0．15%提升至2．52%，而以2050年全球范围内实现碳中和目标进行预测，届时光伏发电量占全球各类能源发电总量的比例将在35%左右。光伏能源已进入与传统能源竞争的发展阶段，且仍具备较为广阔的增长空间。 2、全球光伏发电市场分布情况 因全球各国家及地区太阳能资源分布、光伏产业起步时间、政策支持力度、经济发展状况等方面存在差异，全球光伏发电市场的分布呈现一定的差异化特征。亚太地区、北美地区和欧洲地区为目前全球光伏发电的主要市场，根据国际能源署发布的研究报告《SnapshotofGlobalPVMarkets2022》，前述地区2021年度光伏装机量占当年全球装机总量的比例在90%左右。 随着光伏产业在全球范围内的快速发展，近年来，除中国、欧盟、美国等传统主要市场外，其他国家及地区的光伏产业也呈现较快发展趋势。根据国际能源署研究报告，2021年度全球共有20个国家的光伏装机量超过1GW，15个国家的累计光伏装机量已超过10GW。在新冠肺炎疫情对全球多数地区光伏工程进度产生不利影响的背景下，印度、巴西等光伏产业新兴市场2021年度保持快速增长趋势。 根据英国非营利机构能源与气候智能小组（Energy&ClimateIntelligenceUnit）发布的统计数据，截至目前，全球已有71个国家或地区通过法律提案、政策文件等不同形式提出或承诺提出碳中和目标，57个国家或地区已提出相关目标或正在讨论实施。随着更多国家将碳中和作为重要战略目标，光伏产业预计将在全球范围内实现更为广泛的发展。 （二）中国光伏发电行业基本情况 中国是全球最大的光伏市场，光伏产业已成为我国具有国际竞争优势的战略性朝阳产业。近十年来，中国光伏发电行业经历了政策支持下的爆发式发展、产业调整、竞争加剧、稳定发展等多个阶段。特别是2018年以来，国内531新政的实施促使行业落后产能加速出清，推动我国光伏行业进一步提质、降本、增效，对于推动平价上网的实施及产业的可持续发展发挥了重要作用。目前，我国光伏行业在产业规模、技术水平、产业链体系等方面均位于世界前列，在光伏产业链多个环节具有一批全球领先的企业。根据中国光伏行业协会发布的统计数据，我国在多晶硅产量、组件产量、光伏新增装机量和累计装机量等方面均位居全球首位。 2021年3月，政府工作报告中提出，在持续改善环境质量方面，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构，大力发展新能源。在十四五时期主要目标任务指出，单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13．5%和18%。在光伏发电成本下降、下游市场拉动、国家政策支持等一系列有利因素的推动下，根据中国光伏行业协会（CPIA）发布的预测数据，中国未来五年新增光伏发电装机容量呈逐年增加趋势。乐观情形下，2025年度中国新增光伏发电装机容量将达到110GW，保守情形下亦将达到90GW。 六、 光伏发电行业竞争格局和市场化程度 （一）光伏逆变器行业竞争格局 1、光伏逆变器行业头部厂商地位稳定，中部竞争激烈 根据WoodMackenzie发布的统计数据，2015至2020年度，华为、阳光电源和SMA的光伏逆变器出货量均排名前三，其中华为和阳光电源的市场份额较高，市场地位较为稳定，SMA在2021年度的出货量排名有所下降。相较于头部厂商，中部厂商市场份额在2%-5%左右，市场份额较为接近，竞争更为激烈。 2、光伏逆变器行业不同领域和市场的竞争格局存在差异 在整体竞争格局下，光伏逆变器行业不同细分领域和市场的竞争格局亦存在一定差异。如在地面电站领域，华为、阳光电源等企业具有较强的竞争优势和市场地位，在分布式光伏逆变器领域，SolarEdge、锦浪科技、固德威等企业保持了较快的增长和较强的竞争优势，而在微型逆变器领域，Enphase等企业的市场占有率具有显著优势。 在市场划分上，华为、阳光电源和SMA在全球主要的光伏市场均具有相对较高的市场份额，而中部厂商通常具有其相对优势市场。如SolarEdge、Enphase在美国市场具有较高的市场地位，Fronius在欧洲和拉丁美洲具有相对较高的市场份额。近年来，在国内光伏逆变器厂商加速出海的大趋势下，国内优势厂商纷纷进行境外渠道的建设，光伏产业全球化趋势日益显著，预计未来各主要市场的竞争将进一步加剧，不同市场的竞争格局差异将有所减少。 （二）光伏逆变器行业市场化程度 光伏逆变器行业市场竞争较为充分，经过前期的产业调整，竞争力不足的厂商逐步被淘汰。近年来，随着各国保护性和补贴政策趋稳，光伏逆变器行业已逐步完成向市场化驱动的转变，行业集中度整体呈上升趋势，并逐渐趋于稳定。