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悟空观点丨新能源革命:光伏把中国稀缺的能源变成了中国最擅长的制造

发布日期:2021-01-13阅读数量:552

  光伏新能源发电是一种利用电池半导体材料的光伏效应,将光辐射能转换为电能的发电系统。至2020年底,中国光伏产业链各环节产能在全球占比均绝对领先,硅片环节占比超过90%,很重要的原因是成本优势明显,规模化生产提升技术迭代速度,与海外公司拉开较大的优势。预计至2025年行业龙头行业集中度进一步,硅料/硅片/电池/组件逐步提升,硅片集中度最高,组件集中度相对较低。光伏产业渗透率提升的过程,伴随着产业链全面向中国国内转移,国内光伏早期是“两头在外”,随着国内技术追赶,成本优势不断体现,国产化率呈现加速提升的趋势,尤其是硅片、硅料提升最为明显,目前硅片国产化率高达90%,电池片、组件次之,硅料环节相对较低。光伏+储能模式加快推广,行业间形成正反馈,叠加龙头集中度提升,规模化优势,相关公司业绩弹性可期,相关公司净利润增速预计均在300%左右。


  2050年欧美、2060年中国全部将实现碳中和,降低碳排放唯有华山一条路:能源供给侧减少碳排放(电力来源清洁化),使用侧减少碳排放(电能替代油、煤、柴、气),各国对碳减排和可再生能源提高到一个重要战略高度,提出的规划目标赋予了光伏中长期的成长性,打开未来十年的黄金发展周期。


  新能源革命的大时代迎来了高潮。


  全球能源消费电力化、生产清洁化趋势加强,越来越经济的光伏发电必将成为平衡经济发展、能源供给和气候变化的最佳选择,已在全球大部分国家成为最便宜的能源形式。高效单晶已占据市场主流地位,转换效率极限仍有突破空间,叠加储能等新技术的逐渐成熟,2020-2030年将逐步替代传统能源成为主力能源,成长趋势强劲;户用和工商业分布式亦成为新的爆发点,而以特斯拉在美国推广第三代民用屋顶光伏和隆基在中国推广工商业屋顶光伏为代表,光伏建筑一体化(BIPV)迎来实质启动。


  提升碳减排力度,不仅是对绿色发展的重视,还能有效摆脱能源依赖,加强多边国际合作。全球共迎新能源大时代,主要国家和企业能源转型目标加速:欧洲的风能光能有望在2025年超过化石能源,美国欲在2050年之前达到净零碳排放,中国有望在2035年左右超越化石能源,2020年10月2日《京都议定书多哈修正案》获通过,新能源转型成为全球共识;在非化石能源中,水力、核能、生物质等电力开发潜力均不高,而光伏风电自然界中较为充足,经济性越来越好,时间空间可移动(配置储能实现全天候、跨日、跨季节调峰调频),随着平价实现,光伏能源将成为未来新增电力的绝对主力之一。


  历次能源结构转型起始点都是旧能源体系出现了局限性,石油时代主要是碳排放问题,2019年全球风电和光伏占一次能源消耗比例约3.3%,能源转型处于起步阶段,且在可再生能源中光伏成本下降速度较快;2010年以来,全球发电量稳步增长,CAGR达2.9%,2019年达到27万亿度,其中光伏发电占比从0.01%提高到2.7%,得益于用电量增加及其渗透率提升,政府补贴扶持政策退出后,展望平价时代其驱动力来自于经济性及其环保属性。在全球用电量增速3%的情景下,光伏发电占比达到7%时,区间光伏年均新增装机达到203GW,渗透率每提高1pct,新增装机增加43GW;类似地,当光伏发电占比达到7%时,全球用电量增速每提高1pct,新增装机增加18GW。


  欧洲可再生电力份额达到65%(假设用电量增速1.5%,风光占比40%:60%时),2020-2030期间光伏年均新增装机约为73GW,到达70%时约为86GW,用电量增速每提高1pct,新增装机增加24GW。2000-2019年欧盟可再生能源合计发电1136TWh(水电占11%,风电13%,光伏4%,生物+垃圾占7%),复合增速5%,风电、光伏分别为17%、45%,预计2030年风电+光伏的发电量将达1800TWh以上,相比2019年有200-220%的增幅。


  北美美国新当选总统拜登力推清洁能源革命,确保美国实现100%的清洁能源经济,制定严格的燃油排放标准,并在2050年之前达到净零碳排放,在竞选初期就提出2万亿美元的“清洁能源计划”,提出将电力行业向可再生能源转型的战略。未来十年对清洁能源的研究、基建(风光)进行4000亿美元的投资。GE亦宣布将退出煤电市场,专注于可再生能源投资,业务转变对于全球能源投资而言具有非常强的指示意义。


  中国十九届五中全会展望2035年中国碳排放达峰值后稳中有降,十四五时期目标是能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高,大力推进能源革命,配合碳排放目标达成;2019年火电占比仍然高达69%,将推进一系列制度建设以大幅提高非石化能源占比,碳排放权交易机制建设或稳步推进。“十四五”非化石能源占比有望上调,如果目标达到20%,光伏年化需求达到90GW,风电30-35GW,同时碳排放力争2030年前达峰,再加上2060年实现碳中和,需要风光储电力100%替代化石能源发电。


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数据来源:发改委、能源研究所,中泰证券研究所


  电网消纳政策放宽,在电网承受能力允许的条件下,预计2050年风光储电力发电量渗透率达到70%左右;国家能源集团计划未来5年新增2500-3000万千瓦光伏装机;光伏建造成本中的税务降低,现在光伏成本里面25%是税,未来地方政府的税费可以削减对光伏成本下降;各地陆续推进政策落地。


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  2020-2030预计欧洲年光伏和风电合计年均新增装机量117-130GW的范围内,国内光伏和风电年均新增装机量在71-94GW和13-26GW范围内,对应全球光伏和风电新增装机分别在250GW和80GW以上。


  光伏全面进入平价、低价时代,经济性显现


  2018年前政策波动影响较大,因补贴政策高度不稳定,同时受到双反影响,国内光伏产业大起大落;国内光伏在平价低价后,摆脱补贴束缚,人为扰动因素消除,成为最廉价的能源,成本优势将进一步显著。


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  光伏是近10年成本下降速度最快的发电类型,从2009下降达89%,集中式度电成本远低于户用及工商业分布式,已处于全部类型发电能源的最低位置。十四五期间各省份项目度电成本(LCOE)可再下降28%,同时平价项目收益率将以更大幅度上升。


  平价上网标志着部分光伏项目进入无补贴时代,当地的燃煤电价即为平价光伏上网电价,该价格从收入端影响项目经济性,燃煤标杆电价整体呈现西低东高趋势。2020年我国近80%的地区能够实现平价经济性,收益率达到8%以上,除重庆外全国各地区项目收益率超6%。平价项目度电正收益时代已经来临,除重庆外全国各地区光伏平价项目度电成本(LCOE)已低于当地燃煤电价,其中,海南度电成本低于上网电价幅度近0.19元/kWh,实现可观度电收益。


  2020年平价项目申报超预期主要由“政策红利+收益保障”双重因素导致:2020年底前备案并开工建设的光伏平价上网项目是享受保障优先发电等八项利好政策的最后一批项目;另一方面,综合光伏系统成本持续下降和未来20年内稳定收益来看,平价上网项目收益率较为可观。


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  对于平价项目而言,政策补贴的边际影响已降至零水平,技术迭代带来的成本下降已成为推动行业发展的核心驱动力。2019年地面电站平均成本为4.55元/W,预计2025年将进一步下降至2.62元/W,降本与增效依然是行业主逻辑,高效产品市占率不断提升。


  储能促使光伏蝶变


  光伏具有天然波动性和不可预测性,增大电网运行调度的难度,峰谷特性鲜明:正午达到当日波峰,正午前后均呈均匀回落态势,夜间出力为0。储能的加入使得光伏新能源提升为电网友好型的电源,降低弃光率,实现多种价值:电网一次调频硬性要求、平滑出力曲线、提供辅助服务等。从辅助电源走向主力电源,则需搭配储能解决“不可控、不可调”的天然属性,为光伏带来长期、可持续的发展动力,“光+储”时代降临。


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  可再生能源发电侧对储能电池的要求较高,降本+规模化效应将迎来盈利拐点,配置储能对光伏发电IRR负影响较小,需要系统成本和循环次数的综合优化。19年下半年开始,已有五个省份能源局颁布风光强配储能政策,未来5年储能配比10%左右,但5年之后在限电率5%的驱动下,储能配比要大幅提升。预计2020年全球储能光伏侧储能2.15GWh,2025年有望达56.48GWh,光+储带动未来5年复合增长率为25%。


  技术进步依旧为行业发展的主要驱动力


  平价上网趋势下,高效化是电池技术发展的主线,HIT电池有望成为下一代主流技术,具有转换效率高、双面率高、无光衰、温度系数低、弱光响应高、工艺步骤少、易于薄片化等优势,已获得国内电池片龙头全面认可,大规模HIT电池(1GW)招标落地,重要环节都是国产设备厂商参与,招标价格低于4.5亿/GW的水平。


  多途提升HIT电池经济性,预计2022年LCOE与PERC持平:1)薄片化:HIT的硅片厚度在2025年可降至100μm,成本可从2019年的0.47元/W下降至0.25元/W;2)低温银浆:通过印刷工艺进步、国产化等途径,银浆成本从2019年的0.17元/W降至2025年的0.06元/W;(3)靶材:预计至2025年靶材成本可由2019年的0.08元/W下降至0.03元/W左右;(4)设备降本:设备国产化的推进以及单位设备产出的提升,至2022年单GW设备投资成本有望从2019年的8亿元/GW下降至4.07亿元/GW。


  相较于P-PERC、N-PERT/TOPCon,转化效率至2025年可提升至25%,还可叠加IBC(HBC)、钙钛矿等技术,大幅提升转换效率,双面化、大尺寸,叠瓦、拼片、无缝焊接、多主栅/无主栅/无栅线技术/SMARTWIRE、银包铜、跟踪支架、集散式逆变器、运维精细化都是为了努力降低电站LCOE。


  国内光伏能源发电未来各阶段的矛盾


  2021-2025:光储度电售价首次低于煤电,2025年风光发电量占比有望达到20%左右的较高水平,储能配比10%-15%,7%的IRR下,度电售价低于0.37元/kWh的全国平均燃煤基准电价。暂时不会显著突破5%的限电率红线,大规模发展是阻力最小的方向。解决储能长期发展政策,新能源永续发展必须配储能。


  2026-2030:深层次降本启动,对冲储能电池配比大幅提升带来的成本上升。2025年,HJT将替代PERC,叠加钙钛矿有望2023年之后进入商业化量产;非技术成本进一步理顺;融资降本;储能电池降本(磷酸铁锂系统将降到0.7元/Wh以下);电力约束光伏发展,储能高速发展延缓限电率提升;度电成本预计下降到0.3元/kWh,系统成本下降,但储能配比提升,限电率提升,IRR目标下降;新增装机增速中枢下移,但绝对水平中枢仍在上移,风光合计保有量突破2000GW,储能高速爆发,2030年风光发电量占比将有望接近40%。


  2031-2035:金融降本对冲限电率大幅上升。技术降本达到瓶颈,光、储新增装机量或将走平,可能会开始向化石能源征收“碳排放税”,压缩IRR要求,可能会下降到4.5%以下,储户-权益Reits的回报率从2%提升到4.5%。2035年风光发电量占比有望达到50-58.8%;2035年以后所有降本均已经达到理想状态,碳排放税将支撑光储电力性价比。在所有可调度电源最小出力系数降低0%的基础上,风光发电量占比理论上可以达到95%以上;风光储装机量相比2028-2035年的高位水平有所下滑,但从2050年以后替换需求的占比将显著提升。


  投资思路:短期看业绩,长期看空间


  近期硅料、硅片、大尺寸电池、玻璃、胶膜等处于景气周期,长期海外已实现平价,国内明年全面进入平价时代,随着LCOE及储能成本的持续下降,光伏逐步成长为主力能源,成长性十足。


  光伏需求是政策与成本的交织,最终取决于收益率,终端电站的商业模式是赚取稳定的IRR回报率,历史上看补贴与技术带来推动的降本决定了行业需求的周期性波动,降本持续实现平价,摆脱政策和补贴实现内生增长。


  光伏属于周期成长性行业,历程大致是从区域化走向全球化,2013年前,需求集中在欧洲少数国家中,需求受政策影响的强周期非常明显,尽管复合增速不低,但波动较大,从光伏行业历史上的估值来看,是典型的周期股估值的方法(高景气的阶段估值极低,景气低谷给予高估值);2013年后,随着中国市场的启动,以及光伏技术在全球范围内持续扩散,需求的周期性大幅减弱,成长属性凸显,盈利波动的弱化是成长属性开启的标志。


  业绩增长印证成长性,光伏行业需求进入成长期,同时产业链中国化持续加强,进而对应产业链标的业绩的高成长:2013-2019年,光伏产业链仅2014、2018年业绩增速偏低,其余年份均保持50%以上的高增长,叠加渗透率提升的单晶产业链,多年增速接近100%。


  从估值角度看,2013-2019年A股光伏标的分为两段:2013-2015年光伏作为高成长的板块,PE估值中枢在60倍,最高超过100倍,相对于中小板有2.5-3.5倍;2015年起光伏的估值中枢开始不断下移,PE估值已降至1.5倍,2016年以后PE估值中枢降至15-25倍,相对估值降至1倍,但业绩增长并未放缓,原因在于2016年进入补贴退坡,国内装机超预期造成补贴缺口拉大,担心政策超调对行业的周期性影响,且2018-2019年装机中枢有所下移,后周期思维压制估值。


  开启中长期成长,储能将进一步打开上行空间;过去补贴拖欠影响现金流,融资作用突出,随着行业需求扩张以及新增装机度电补贴快速降低,光伏行业经营性现金流金额大幅好于净利润,有望成为估值提升的催化剂。过去估值瓶颈本质上是政策周期的扰动和能源属性的影响,当前光伏板块的估值提升渐行渐近,核心原因在于平价时代的到来以及储能经济性逐步体现,政策周期弱化、现金流改善、渗透率天花板打开,行业和企业成长性将更为突出。