光伏组件设备行业研究报告.docx

光伏组件设备行业研究报告报告综述组件为光伏产业链重要一环，国产设备已实现进口替代光伏组件 位于光伏制造产业链的下游环节，是太阳能发电系统中最重要的部分。 光伏组件的主要设备包括激光划片机、串焊机、自动叠层设备、层压 机以及自动流水线。从2010年起，我国的组件设备行业开始逐渐形 成自己的国产化体系，并逐步对海外设备进行进口替代。随着我国组 件设备行业的市场环境日渐成熟，国内设备企业竞争力提升，为行业 快速发展、技术迭代奠定了良好基础。光伏景气度高涨，组件设备行 业B上行近年来，随着行业的降本提效持续推进，光伏发电的经济性 日益凸显，全球光伏装机规模呈现出快速增长的态势。根据CPIA的 预测，未来五年，全球光伏新增装机的高景气有望延续。在中性/乐 观预期下，全球年均的新增装机规模有望高达222287GWo面对快 速增长的新增装机规模，上游的组件龙头纷纷宣布新一轮的扩产计划。 据不完全统计，2020年，龙头企业发布的组件扩产计划已高达 312GWo未来，随着新产能的招标陆续开展，组件设备需求有望持续 释放。根据我们的测算，若每GW组件设备投资额为0.58亿元， 则未来3年，组件设备的市场规模可达255亿元。另外，值得注意 的是，随着大尺寸组件、半片、多主栅等新兴技术渗透率的快速提升， 单一产线的设备构成有望迎来新的变化，未来，单位组件产能的投资 额存在上行可能，行业竞争格局也存在进一步优化的空间。组件技术 浪潮将至，孕育设备百亿细分市场目前，新型组件百花齐放，大尺寸 组件、半片组件、多主栅组件、拼片组件、叠瓦组件纷纷崭露头角， 凭借更优的性能以及更高的性价比，新型组件的市场渗透率迅速提升。 与此同时，为实现最优发电效果，新型技术往往相互叠加。融合了半 片、多主栅、拼片 等新型技术的大尺寸组件将成为未来市场的主流 方向，产品放量有望超出预期。新型工艺技术点燃对激光划片机、 多主栅串焊机等相关设备的增量需求，根据我们的测算，未来3年， 组件核心设备，如激光划片机、串焊机、层压机、流水线体，其市场 规模有望达到13亿元、89亿元、35亿元、115亿元，其中，受 益于较高的单位产能价值量和迅速提升的渗透率，串焊机市场在单 一设备的细分市场中的规模最大，或将成为此轮技术迭代周期中最 大赢家。1光伏组件设备简述1.1组件为光伏产业链重要一环，国产组件具备国际竞争力光伏 分为硅料、硅片、电池片、组件四个环节。光伏组件是光伏产业链条 中的下游环节，位于光伏电池和光伏系统之间。光伏组件是最小有 效发电单位，主要由九大核心部分组成。光伏电池片单片发电量有限， 需经串联和封装为组件，才能作为电源使用，因此光伏组件是可以单 独提供直流电输出的最小的不可分割的太阳电池装置。光伏组件主 要包括电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、 硅胶、接线盒等九大核心组成部分。我国光伏组件起步较早，具备国 际竞争力。在光伏硅料、硅片、电池片、组件四个环节中，组件环节起步最早，最先在我国发展起来。近几年，随着其他环节的发展, 组件逐渐与电池、硅片厂商绑定。放眼全球，我国光伏行业在组件 环节的优势较大，根据PV InfoLink对全球十大组件出货商的统计， 近四年来，国内组件厂商在全球的竞争对手仅美国的First Soler,韩 国的韩华集团。图1：光伏产业链图2:光伏组件的核心组成1.2组件设备与工艺流程相对应，国产设备业已实现进口替代1.2.1组件制备的工艺流程光伏组件的制备主要包括电池片互联和层压两大步骤。电池片互联决定了组件的电性能，目前，光伏组件的 标准电池片数量为60片或72片，对应以10或12条铜线作为汇 流条将其连接起来，6组互联为一个光伏组件。光伏组件产品的使用 寿命至少为25年，需保证它的环境耐受性，并具备一定的机械性能, 因此，在电池片互联后，一般而言，需按照钢化玻璃、EVA、电池片、 背板以从下到上的顺序，经过层压的方式封装在一起，背板与钢化玻 璃将电池片和EVA封装在内部，通过铝边框和硅胶密封边缘保护。 光伏组件制备的具体工艺流程可分为：焊接、叠层、层压、EL测试、 装框、装接线盒、清晰、IV测试、成品检验、包装等，其中技术和 价值量最高的环节为焊接和层压。图3:光伏组件的结构1.2.2 组件设备组件设备与组件制备的各个工艺流程相对应，主 要设备包括激光划片机、串焊机、自动叠层设备、层压机以及自动流 水线。具体环节看，焊接环节需要的设备有激光划片机、汇流条焊接 机、电池片串焊机；层叠环节需要的设备为摆模板机；层压环节需要 层压机；EL测试环节需要EL测试仪；装框环节需要的设备为自动 摆框装框机；装接线盒环节需要接线盒焊接机；清洗环节需要的设备 为组件翻转单元；IV测试环节用到的设备为IV曲线测试仪；成品检 验环节需要的设备为翻转检查单元；包装环节需要包装产线。除上述 单一设备外，设备厂商还可提供组件自动化装备产线，涵盖各个环节, 实现交钥匙工程。1.2.3 国产设备稳步实现进口替代国产组件设备历经三个阶段， 最终实现组件进口替代。光伏行业发展的初期，三头在外，组件设 备国产化的起步颇为艰难。光伏组件的市场和技术都在外，国内厂商 高额进口西方的技 术和设备，利用国内的资源和劳动力进行生产和 加工，然后向外出口价值量较低的组件产品。2000年起，国产组件 设备开始替代进口设备，在解决有无问题之后，因为组件厂商大部分 以出口为导向，所以相较于国外先进设备生产的组件产品，国产设备 所生产的组件难以赢得外国客户的认可。国产组件设备真正的发展源 于中国光伏产业的兴起，2011年，全国能源工作会议明确提出,十二 五期间将稳步发展太阳能,把光伏产业培养成为中国先进的装备制 造产业和新兴能源支柱产业。随着技术难度的攻克，国产组件设备在 价格端具备更大的优势，交货周期更短,服务响应更为及时，2018年, 除功率测设设备，组件设备基本实现进口替代。2光伏行业景气有望长虹，组件设备未来可期1.2.4 发电经济性提升，装机规模迎爆发式增长1.1.1 光伏降本已见成果，项目IRR （内部收益率）稳步提升， 光伏平价渐近组件成本降低是光伏系统初始投资成本下降的重要推 手。根据CPIA的数据统计，2016年至2020年，我国地面光伏系 统的初始投资成本从7.3元/W,下降至3.99元/W,累计降幅为 45.3%,其中，组件端的初始投资成本从3.3元/W,下降至1.57元 /W,累计降幅高达52.48%,远高于系统端的投资成本的降幅；成 本占比也从2016年的45.21%,下降至2020年的39.30%o可见， 光伏组件的成本大幅下降，是近年来光伏系统初始投资成本显著降低 的重要原因。投资成本的降低，将有效提升光伏发电项目的IRRo基 于对于光伏发电项目的理解，我们 建立了项目相关的IRR模型。假 设年有效利用小时数为1200小时，长期贷款利率为7.3%,自有资 本金投入占比为30%,以此对光伏发电项目的IRR进行敏感性分析 系，当光伏上网电价一定时，光伏发电项目的IRR随着单位投资成 本的降低稳步提升，而且光伏发电项目的单位 投资额下降的幅度越 大，带来的IRR提升的空间越大，并呈现加速提升的态势：以0.4元 /KWh的上网电价为例，当项目的单位投资额从3.7元/W下降至 3.4元/W,项目的IRR则从7.07%提升至8.16%,提升1.09%；当 项目的单位投资额从3.4元/W下降至3.1元/W,项目的IRR则 从8.16%提升至9.44%,提升1.28%,提升幅度更为明显。投资成本 下降推动LCOE降低，实现平价上网地区数量迅速攀升。LCOE即把 光伏发电的初始成本，可用于横向对比各种发电方式的度电成本。 受益于光伏系统初始投资成本的下降，光伏项目的LCOE显著降低。根据IRENA的数据，2010-2019年，太阳能光伏发电的LCOE下降 T 82%,从 0.378USDKWh 降至 0.068USDKWh。度电成本的降低, 使得实现光伏平价 上网的国家和地区的数量迅速攀升。根据IRENA 的统计，2010年，落入燃煤发电的LCOE区 间且装机规模在 200MW水平的国家和地区仅有1个；而在2019年，落入燃煤发 电的LCOE区间且装机规模在300MW以上的国家和地区已经超过 了 100个，18个国家新增光伏装机规 模在IGW以上。图10: 20102019年，光伏项目LCOE大幅降低20102019201020192010201920102019201020192010201920102019OMCity(MW) <1 100 200 *)1.1.2 光伏装机量迅速扩张光伏装机规模迅速扩张，在全球可再 生能源新增装机排名中名列第一。得益于光伏平价上网的国家和地 区数量迅速攀升，2019年，光伏新增装机量在全球可再生能源新增 装机量中排 名第一，占比约为55.34%,高于风电(33.7%)、水电 (6.9%)、生物质能(3.4%)、地热能(0.3%)的装机量。根据国际 能源署(IEA)发布的2020年全球光伏市场报告，2019年全球光 伏新增装机为114.9GW,同比增长12%,连续两年突破IOOGWo 据此计算，2015年至2019年光伏新增装机规模的CAGR约为 22.72%o 2020年光伏景气走出疫情影响后迅速回暖。全球光伏新增 装机规模稳中有升，从2020年上半年的数据看，主要12国光伏新 增装机规模约31GW,略高于2019年上半年的30GW,基于此数据 进行预测，主要12国全年装机量将达到89-95GWo国内光伏新增 装机规模持续上行，迅速走出疫情的影响。2020年，我国新增光伏 装机量为48.2GW,同比增长81.7%,超过年内各机构预期。根据 中电联的数据，我国光伏新增装机 量已在2020年下半年走出疫情 的影响，光伏装机量从8月份恢复至19年同期水平，10月份新增 的累计装机量同比已实现20%正增长，单月新增装机规模超过4GW, 同比增长率高达300%o 2.1.3国内多部门发布政策支持光伏发电项 目发展近年来，光伏政策呈现出下述趋势：D光伏补贴机制逐步完 善，一方面补贴逐步退坡，倒逼光伏行业提升发电转换效率，进一 步降本；另一方面，2020年起，补贴以收定支，新增补贴项目规模 由新增补贴收入决定，新增光伏装机不会再出现拖欠电网补贴的现象。 2）鼓励户用发电，支持光伏扶贫，鼓励加大光伏发电市场化交易的 力度。1.1.4 未来五年，光伏装机量的景气度大概率持续十四五期间， 全球光伏装机规模有望年均新增222-287GWo光伏行业降本提效稳 步推进，叠加全球各国可再生能源政策的颁布与执行，预计全球光 伏累计装机容量将继续保持增长态势，根据CPIA的预测，十四五 期间，乐观预期下，全球光伏装机规模年均新增287GW,中性情况 下年均新增222GWo该预期与IRENA于2019年年在分析报告光 伏的未来给出的预测基本一致，IRENA认为，到2030年光伏的 装机目标将达到8500GW,年均光伏新增规 模将超过250GWo 2020 年国内光伏新增装机规模实现恢复性增长，未来五年新增装机水平有 望再上一个台阶。随着疫情的负面影响逐渐消退，在未建成的2019 年竞价项目、特高压项目，新增的竞价 项目、平价项目等增量装机 需求的拉动下，国内新增光伏市场实现了恢复性增长，2020年国内 新增光伏装机量达到了 48.2GWo在第七十五届联合国大会一般性辩 论上指出，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取 2060年前实现碳中和。在中国向“3060目标迈进的过程中，十四 五是实现碳达峰的关键时期，光伏发电大有可为。根据CPIA的观 察与分析，预计2021年新增装机规模约为55GW-65GW,预计“十 四五期间，国内年 均光伏新增装机规模将达70-90