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2021年能源行业光伏、氢能成长空间分析报告.pdf
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2021 年能源行业光伏、氢能成长空间分析报告
一、新时代下的能源安全,起笔能源革命新篇章
能源安全是国家总体安全在能源领域的落实,是政
治、经济、外交、军事等国际环境 安全问题的折射。 现
阶段我国能源安全的问题包括连续供应安全及生态环境
安全两大类问 题。其中,连续供应安全问题主要体现在
我国油气资源对外依存度较高,根据国家统计局 数据,
2019 年原油、天然气进口占比分别达约 70% 、40%,随着
当前国际地缘政治格局 愈发复杂,潜在的阻供风险不容
忽视。生态环境安全问题反映在我国煤油气等化石燃料占
一次性能源消费比重较高, 2019 年我国化石能源消费比
重约 84.7% ,其排放的局部地区 污染物及全球性二氧化
碳排放物影响长期战略性生态安全。
长期来看,解决能源安全问题的根本之道在于推进以
光伏、氢能为代表的可再生能源 本土化、多元化发展。
2020 年 9 月,在第七十五届联合国大会一般性辩论上
宣布,中国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。 2020 年 12 月,国务院
新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,再次
强调“四 个革命,一个合作”为我国新时期的能源安全
战略。结合碳中和目标,能源革命的核心一 方面在于推
动以光伏、氢能为代表的清洁能源体系的搭建和发展,调
整能源供给结构,在 碳中和的目标背景之下保障我国能
源的供应;另外一方面在于新能源应用上的多元化, 探 索
更多场景下新能源的使用。
二、光伏:平价元年扩需求,支架储能待掘金
(一)平价时代来临, 碳中和目标支撑装机量高增长
预计 2021-2025 年光伏装机量维持高增长。 2021 年
国内光伏行业正式进入平价上网 阶段,在“ 30·60”碳
中和目标下,光伏作为应用较为成熟的可再生能源,在能
源构成比 例的占比预计将进一步提升。同时,伴随着全
球光伏市场持续多元化发展,各国可再生能 源规划的战
略地位上升,预计整体的光伏行业需求端景气度高涨,新
增装机量有望进一步 提速。根据 CPIA 数据,乐观情形
下 预 计 2021-2025 年 全 球 光 伏 新 增 装 机 量 为
170/225/270/300/330GW ,对应 CAGR 约 18% ;国内新增
装机量为 65/75/90/100/110GW , 对应 CAGR 接近 14% 。
保 守 情 形 下 , 全 球 新 增 装 机 量 预 计 为
150/180/210/240/270GW , 国 内 新 增 装 机 量 预 计 为
55/60/70/80/90GW ,对应 2021-2015 年 CAGR 分别为 16%、
13%。
光伏已经成为中国的著名产业名片之一。 经过多年的
发展,中国光伏产业链依托本土 制造业优势在全球范围
内已具备较强竞争优势,上下游配套发展较为完善。从装
机量来看, 我国光伏发电新增装机连续 6 年全球第一,
累计装机规模连续 4 年位居全球第一。从市场 份额角度
来看,国内光伏主辅材、组件及逆变器领域在全球范围内
产能及产量市场份额领 先优势明显。根据 CPIA 数据,
2019 年国内多晶硅、硅片、电池片、组件在全球产能及
产 量占比分别达 69%/67% 、94%/97% 、78%/79% 、69%/71% ,
主导全球光伏行业发展。
(二)产业链梳理:主辅材格局清晰稳定,支架、储
能环节具备爆发潜力
光伏产业链包括上游主辅材、中游制造、逆变器、光
伏支架、储能等核心环节。 从竞 争格局的角度出发:(1)
主辅材(硅料、光伏玻璃、胶膜)、中游制造(硅片、电
池片、 组件)、逆变器等环节竞争格局稳定,呈现寡头
或一超多强竞争态势,头部企业市场份额 较大,领先优
势明显,受益于下游需求高景气度带来的增长确定性较为
明确。( 2)光伏支 架领域竞争格局相对分散, 2019 年
龙头企业出货量市场份额仅 5%左右。目前跟踪支架对 固
定支架形成部分替代的趋势已显现, 由于跟踪支架技术壁
垒较高,分散的市场格局有望 发生转变。同时,根据 Wood
Mackenzie 数据,目前跟踪支架全球国产占比不足 10% ,
与 光伏其余领域国产化占比差距较大。伴随着国内跟踪
支架市场逐步起步, 国内领先企业具 备爆发的潜质。(3)
光伏储能主要受制于成本性价比等因素, 处于相对早期发
展阶段。近 年来,各地方政府在政策端持续加码“光伏 +
储能”项目,引导光伏项目按 5-20% 的比例 配置储能,
有望带动储能装机快速增长。对于电化学储能系统而言,
储能电池组技术与动 力电池技术同源,储能逆变器与光
伏逆变器技术同源,锂电龙头及逆变器龙头有望凭借技
术、制造、渠道等优势顺势布局,抢占先发优势。
(三)光伏支架:享受跟踪支架渗透率提升及国产化
替代双重红利
光伏支架可分为固定支架及跟踪支架, 后者技术壁垒
较高。 光伏支架是太阳能光伏发 电系统中为了支撑、固
定、转动光伏组件而设计安装的特殊设备。按能否跟踪太
阳转动区 分,光伏支架可分为固定支架及跟踪支架两类
产品。固定支架以机械结构为主,技术门槛 相对较低,
对应的优点为稳定性较强,初期投入成本较低。而跟踪支
架构成包括结构系统 (可旋转支架)、驱动系统、控制
系统(通讯控制箱、传感器、云平台、电控箱等部件) 三
大系统,除机械结构更为复杂外,其控制系统还涉及算法
层面的优化设计。对于一个跟 踪支架系统项目而言,厂
商需要针对项目地的具体情况,综合考虑风 /雪载荷、结
构设计及 排布等因素,辅以对应跟踪算法的配合,形成
一个完整的跟踪支架系统解决方案,制造工 艺、设计流
程较之固定支架更为复杂,初始投资成本也相对较高。
跟踪支架可有效提高发电效率、 降低度电成本。 跟踪
支架可根据光照情况进行自动调 整组件方向,可减少组
件与太阳直射光之间的夹角,获取更多的太阳辐照,从而
有效提高 光伏电站发电量。按旋转支架数量划分,跟踪
支架可细分为单轴及双轴跟踪支架,双轴跟 踪支架理论
发电量增厚效益更高,但受制于成本因素,目前单轴跟踪
支架为市场主流选择。根据新加坡太阳能研究所( SERIS )
研究数据,由于双轴跟踪系统受制于高成本, 利用“单 轴
跟踪 +双面组件”的组合可在全球 93.1% 的区域内实现最
低度电成本。其中,单轴跟踪 系统较固定支架发电量增
厚达 7%-37% ,而成本较之双轴跟踪系统低 8%-29% 。此外,
业 内企业亦开始研究通过算法的配合来进一步提高跟踪
系统的发电增厚效益,如中信博于 2021 年 1 月 20 日
发布《中信博新一代人工智能光伏跟踪解决方案白皮书》 ,
通过真实地 形下的跟踪控制策略及基于实时气象数据的
云层策略可为光伏电站额外提高 7%的增发收 益。
(四)海外市场跟踪支架渗透率较高, 我国 2019 年
渗透率仅 16% ,提升潜力巨大。
(1)全球市场维度看,跟踪支架在欧美地区应用已
相对成熟。根据 GTM 数据,2019 年全球跟踪支架渗透率
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