年光伏玻璃行业研究报告

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光伏玻璃较传统玻璃在生产工艺方面有更高要求,且初期投入资金更大。具体来看,与传统玻璃相比,光伏玻璃在料方设计、配料工艺、窑池结构、熔化工艺、控制流程等方面均有较高要求,超白玻璃生产分为原片生产和成品深加工两个环节,在原片产线(热端)中,将原材料按一定比例混合后投入窑炉熔化成玻璃液,经延压机成型,再进行退火形成玻璃原片;在成品产线(冷端)中,玻璃原片进入深加工环节,依次经过磨边、清洗、镀膜、钢化处理后得到光伏玻璃成品,其中造成玻璃成品质量水平差异的原因主要在于原片生产阶段的各个工艺水平,如玻璃熔窑、退火炉的尺寸大小、温度的控制等等。此外,光伏玻璃初期投入资金较大,根据福莱特招股说明书,普通玻璃生产线的投资量仅为超白玻璃的一半以下。

光伏玻璃上游包括石英砂、纯碱和燃料,下游为组件制造商。从光伏玻璃产业链上游来看,光伏玻璃主要原材料为石英砂和纯碱,主要燃料和动力为各类石油类燃料、天然气和电力等。

原材料:(1)石英砂:我国石英砂企业数量较多,但我国便于开采的优质低铁石英砂矿源较少,主要分布在广东、广西、安徽、海南等地,随着下游需求高增长,产地分布有限的优质石英砂将成为相对紧缺的资源;(2)纯碱:近5年,因开工率长期处于高位,产能处于低速增长状态,纯碱产量保持稳定水平,供需处于相对平衡态势。从光伏玻璃成本构成来看,根据彩虹新能招股书披露,年H1,公司光伏玻璃业务直接材料和能源动力占比总成本最高,分别为41.5%/36.89%。从光伏玻璃产业链下游来看,主要与电池片、其他封装材料(背板、EVA胶膜等)共同封装形成太阳能电池组件,组件再与逆变器、支架等共同构成光伏电站发电系统。从光伏玻璃占比组件成本来看,根据华经产业研究院,年光伏玻璃占组件成本比重为28.4%,同比+9.6pct,主要得益于双玻组件渗透率提升,但总体比重仍相对较低。

2.2.分类:根据生产工艺不同主要分为超白压延玻璃和超白浮法玻璃,超白压延玻璃占据主流

光伏玻璃根据生产工艺不同,主要分为超白压延玻璃(又称超白压花玻璃)和超白浮法玻璃。其中:1)压延法是利用压延机将熔窑中出来的玻璃液成型,再经退火、切裁而得压延原片玻璃,是光伏玻璃主流产品,由于超白压延玻璃生产线投入资金大,制造难度大,对原料精度要求高,因此制备成本较高,适合生产固定尺寸和厚度的玻璃;2)浮法则是将熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下,使玻璃液在锡液面上铺开、摊平,经退火、切裁得到浮法原片玻璃。超白浮法玻璃易成形、生产效率高,具有低成本、高加工成品率等优点,适合生产大尺寸,厚度均匀并易于调节,是目前最成熟的平板玻璃成形工艺,主要应用于薄膜电池、建筑玻璃及汽车玻璃。

超白压延工艺凭借其较高的透光率,已成为光伏玻璃主流生产工艺。与超白浮法玻璃相比,超白压延玻璃的正面采用特殊的绒面处理,有效减少了光的反射,反面则采用特殊花型处理,极大增强了太阳光不同入射角的透过率,叠加产品本体具有较高透过率,确保了超白压延玻璃在太阳光长期照射下保持优异的透光率。根据福莱特招股说明书,在太阳光斜射及电池组件呈角度安装时,超白压延玻璃比超白浮法玻璃的综合光透射比高约3%至4%。超白压延玻璃凭借其较高的透光率,广泛应用于对透光率要求较高的晶硅组件。根据IHS,晶硅组件因其较高的光电转换效率和更为成熟的配套技术已成为市场主流,目前晶硅组件市占率在全球已超过95%,因此与之配套的超白压延玻璃也成为了当前光伏玻璃的主流产品。

2.3.特征:重资产+低周转+高ROE,成本+技术为企业核心竞争力

光伏玻璃行业较产业链其他环节具有重资产+低周转+高ROE特征。我们选取光伏产业链各环节的龙头代表公司与光伏玻璃龙头企业进行比较(因部分公司尚未披露年年报,故统一选取年为最新年份进行比较),光伏玻璃企业具有重资产、低周转、高ROE的特征。具体来看,

(1)重资产:从资产结构来看,光伏玻璃企业具有较低的流动资产占比;

(2)低周转:从资产周转率来看,光伏玻璃企业具有较低的总资产周转率和固定资产周转率;

(3)高ROE:从摊薄ROE来看,光伏玻璃行业年ROE相对处于较高位置。近年来其上游材料供应紧缺,但光伏玻璃龙头公司依旧维持相对较高ROE,主要得益于龙头企业成本管理优势显著。

成本控制是光伏玻璃企业核心竞争力,规模效应+布局原材料助力降本。不同企业光伏玻璃价格差异不大,但龙头企业毛利率显著高于二三线企业,其中双寡头信义光能和福莱特的毛利率在35%-45%,二线企业如南玻A、洛阳玻璃的毛利率则在15%-25%,小企业如亚玛顿、彩虹新能源的毛利率仅在10%-15%,主要原因系成本差异。

从规模效应角度来看,光伏玻璃生产成本随着窑炉规模的增大而不断下降,主要原因系1)单吨能耗降低:大型窑炉内部的燃料温度更稳定,所需原材料和能耗更少,单位面积的生产效率更高,t/d相较t/d熔量的窑炉单吨玻璃液能耗可下降15-20%左右;2)成品率提高:大型窑炉切边面积占比明显下降,损失减少,t/d熔量的大窑炉成品率在85%左右,目前信义光能与福莱特拥有较多单线产能在t/d以上已点火和在建大型窑炉,两家公司成品率也高于行业平均水平;3)自动化率提高,人工成本降低:新建的自动化t/d以上窑炉原片工人仅需人,早期t窑炉工人数量达人以上。因此龙头企业也更能通过增加大窑炉产线在扩大产能的同时提高产品的成品率和产出效率,有效降低单位制造成本。

从原材料布局角度来看,龙头企业通过布局原材料以降低原材料成本。因目前优质超白石英砂矿较为稀缺,国内仅有安徽、湖南、广东、广西和海南等少数区域存在一定的探明储量,福莱特、信义光能、南玻A、旗滨集团等公司均积极布局,其中福莱特拥有安徽凤阳玻璃用石英岩矿7段采矿权,储量为万吨,且于年2月完成了收购三力矿业和大华矿业的全部股权,在同行中优势突出。但由于石英砂产能万吨/年约只可支撑t/d的光伏玻璃产能,面对后续大幅扩产需求,玻璃企业亟需进一步拓展石英砂资源,未来资源竞争或将进一步加剧,我国已有多家光伏企业集中布局海外产能,在东南亚地区充分利用当地廉价的原材料、人力资源和税收优惠政策,如信义光能在马来西亚建厂,福莱特在越南有布局超白石英砂资源等。光伏玻璃是技术密集型产业,技术为核心竞争力。光伏玻璃由于对透光性、机械性能均有较强要求,产品质量要求高,龙头企业技术积累时间长,拥有多项专利,技术环节把控细致,良品率的优势明显。具体来看,信义光能平均良品率约为82%,福莱特平均良品率约为86%,显著高于行业二线厂商75%以及小窑炉70%及以下水平。3.供需分析

3.1.需求端:新增装机量驱动光伏玻璃需求向好,双面双玻组件趋势助力渗透率提升

3.1.1.碳中和背景+平价时代共同驱动光伏新增装机需求,装机需求直接驱动光伏玻璃景气上行

全球碳中和进程加速,清洁能源为未来大势所趋。年,联合国气候变化大会通过《巴黎协定》,提出把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内努力。《巴黎协定》的签署加速了全球碳中和进程,全球多个经济体已承诺在年前实现碳中和目标。中国是《巴黎协定》第23个缔约方,也是落实《巴黎协定》的积极践行者。在联合国气候雄心峰会上宣布:到年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右(年比重在15%左右),风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。在全球碳中和大主题下,发展新能源是大势所趋。光伏发电成本不断下降,经济性驱动新增装机需求。从全球范围内来看,根据国际可再生能源组(IRENA)发布的《年可再生能源发电成本报告》,全球光伏平准化度电成本(LCOE)由年的0.美元/千瓦时下降到年的0.美元/千瓦时,降幅达85%,成本不断下降,经济性大幅提升。从横向对比来看,其他新能源发电方式如海上风电/陆上风电,-年度电成本降幅分别为48%/56%,降本幅度较光伏具有较大差距。根据IRENA预测,年全球光伏LCOE将降至0.04美元/千瓦时,低于燃煤发电成本。从中国范围内来看,中国光伏平准化度电成本(LCOE)由年的0.美元/千瓦时下降到年的0.美元/千瓦时,降幅达86%,且中国光伏度电成本低于全球水平,性价比更优。全球光伏装机量持续提升,预计年新增装机量达-GW。在全球碳中和加速的背景下,叠加光伏发电成本持续下探,经济性不断提升,全球光伏新增装机量由年的17.5GW提升至年的.8GW,CAGR达到22%。根据CPIA预测,年全球光伏装机新增容量将达到-GW。从全球装机量分布来看,去中心化趋势较为明显,已逐渐由欧洲主导演变成美国、中国、日本、印度等市场共同崛起的局面,根据IEA的统计,年共有20个国家的新增光伏装机量超过了1GW,有14个国家的累计装机容量超过10GW,有5个国家的累计装机容量超过40GW。中国光伏装机量快速增长,预计年新增装机量达90-GW。平价时代来临之前,国家政策补贴大大提升了对光伏电站的投资积极性,驱动了装机量快速增加;平价时代来临之后,光伏发电经济性提升,叠加双碳系列政策加持,装机量有望持续增长。根据国家能源局,中国光伏装机新增装机量由年的0.4GW提升至年的48.2GW,CAGR高达61%。年,中国新增装机量占比全球新增装机量约39%,是全球光伏装机的主要推动者之一。展望未来,在双碳政策体系不断完善的背景下,叠加大基地和整县政策的积极推进下,我国“十四五”期间装机量有望迎来高增。根据CPIA预测,年中国光伏装机新增容量将达到90-GW。

3.1.2.双面双玻组件趋势提升光伏玻璃渗透率,打开行业增量空间

双面双玻组件概念早在年提出,当时具有重量过大、成本过高的痛点。传统单面组件正面是光伏玻璃,背面多为不透明的复合材料(TPT、TPE等),而双面双玻组件将传统背板复合材料换成光伏玻璃,配合双面电池使得背面能吸收周围环境反射的太阳光发电,背面发电是相对于传统单面组件的发电增益。双面双玻组件概念早在年就已经在业内提出,但因过去玻璃加工工艺的限制,盖板及背板玻璃主流产品只能做到2.8mm厚度,若使用双面组件则会导致重量过重,无法满足光伏发电系统集成的要求。而近年随着2mm光伏玻璃钢化技术的突破,叠加目前市场主流的PERC电池仅对部分生产线修改就可升级为双面电池的较低成本优势,双玻组件技术逐渐得到市场的认可和推广。双面双玻组件具有发电效率高、使用年限长、综合发电成本低等优势。相较传统单玻组件,双玻组件的优点如下:1)从使用效率上看,双玻组件具备更高的光电转换效率(降低光伏效率的衰减0.16PCT)、更强的散热性和更优良的机械性能,使用双玻组件系统的发电增益在5%-30%之间,能够较大程度降低光伏电池全生命周期成本;3)从使用周期上看,双面双玻质保期为30年,超过传统单玻25年的使用寿命,主要原因系单面组件的背板复合材料在紫外线照射下易黄变,水汽环境下也更易被腐蚀,而双面组件背板光伏玻璃的主要成分是二氧化硅,在耐候性、耐腐蚀性和耐磨性方面都强于复合材料;3)从综合发电成本来看,随着双面电池的技术提升,双面产品的经济效益提升,且因双面光伏组件正背两面工艺基本相同,可有效降低单面电池的硅片翘曲问题,利于硅片的薄片化从而进一步降低电池片的硅成本。根据卓创资讯,目前双面组件2.5mm和2.0mm的单瓦成本已经分别降至1.22元/W和1.20元/W,低于3.2mm单面组件1.27元/W的单瓦成本。双面双玻组件凭借其上述优势,市占率不断提升。从性能层面来看,其具有发电效率高、使用年限长、综合发电成本低等优势,渗透率不断提升。从政策层面来看,年7月国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会联合发布新的行业标准——《轻质晶体硅光伏夹层玻璃》并予以实施,双面双玻组件的安全性能评价得到了切实指导,其进一步发展得到了充分的政策支持。根据CPIA,年双玻组件市占率为37.4%,同比+7.7pct,到年,单双面组件市场占比基本相当,“十四五”期间双玻组件有望成为新的市场主流。双面组件渗透率的提升打开光伏玻璃增量空间。以72片M6组件为例,组件面积2.17㎡,光伏超白玻璃的比重是2.g/cm3;2.5mm和2.0mm的双玻组件单GW光伏玻璃的需求量相较3.2mm的单玻组件分别提升41.9%和13.6%。

3.1.3.需求量测算:年全球光伏玻璃将达到万吨,-年CAGR为12%

我们假设:1)光伏新增装机容量:根据CPIA的预测数据,悲观情况下///年全球光伏新增装机容量分别为///GW;2)组件容配比:从技术层面看,根据古瑞瓦特公司,因为光照条件、安装角度、线路损耗等各种因素,组件效率无法%输出,大部分时间只有70%额定功率左右,即便天气非常好时只能达到90%的额定功率,故组件容配比不宜为1:1。科学提高容配比可以增加系统收益,降低LCOE,实现整体效益的最大化。从政策层面来看,年10月,国家能源局发布的《光伏发电系统效能标准》中全面放开了容配比规定,容配比限制提高到最高1.8:1。古瑞瓦特公司推荐I/II/III类地区分别按1.1:1/1.2:1/1.3:1配置,我们选取平均值1.2:1;3)双面双玻组件及细分品种(2.0mm和2.5mm光伏玻璃)渗透率:根据CPIA,////年双面双玻组件的渗透率分别为37%/43%/52%/55%/58%。双面双玻组件主要包括2.0mm和2.5mm光伏玻璃,根据南玻A公司公告,/年2.0mm双玻组件渗透率预计为50%/60%,光伏玻璃轻薄化为行业未来发展趋势,我们预计-年,2.0mm双玻组件渗透率平均每年增加10pct;4)单位组件的光伏玻璃需求量:2.0mm双玻/2.5mm双玻/3.2mm单玻组件单GW对光伏玻璃的需求量分别为5.85/7.30/5.15万吨。根据以上假设,我们测算出年全球光伏玻璃需求量为万吨,-年全球光伏玻璃需求量CAGR为12%。

3.1.4.需求结构:大尺寸化+轻薄化为发展趋势

大尺寸硅片具有降低成本的优势,为未来发展趋势。目前市场上硅片尺寸较多,主要为小于mm、mm、mm、mm等。由于大尺寸硅片能够直接降低硅片本身的制造成本和间接降低组件、系统环节的摊薄成本,同时能够减少同功率等级组件中的电池片用量,提高封装密度,预计未来硅片大尺寸化将成为新趋势。根据PVInfoLink,年mm以下尺寸的硅片仍然占有58%的市场份额,但年其市场份额将被迅速瓜分,而年开始mm以上尺寸的硅片市占率将超过50%。大尺寸化趋势对光伏玻璃产线提出新要求,宽玻渗透率有望提升。随着硅片尺寸大型化,相应组件尺寸也会不断增大,对光伏玻璃产线的要求也在不断地更新。光伏玻璃宽度是在产线设计时就已经固定,组件尺寸的大型化会使得过去产线切割产生的废边增多,产能利用率下降造成不经济。以t/d窑炉为例,一般窑炉口宽2.4米,可以一切两片生产1mm宽(*组件)的光伏玻璃,最终产品应用于M2、M6等组件,但无法一切二生产如M12需要的mm(*)的大尺寸玻璃。因此新建产线若能有效扩大窑炉口宽,则可以更好地满足大尺寸组件的需求,获得后发优势。光伏玻璃轻薄化为双面双玻组件发展趋势提供保障,超薄光伏玻璃渗透率有望持续提升。根据索比光伏网,单玻组件通常采用一块3.2mm的光伏玻璃作为面板,而双玻组件主要采用2块2.5mm或2.0mm的光伏玻璃作为面板和背板,相较于单玻组件总重量只分别提高了33.6%和10.3%,在提升光电转换效率的同时也最大限度地减轻了运输成本和难度。根据CPIA预测,至年2.5mm以下光伏玻璃的渗透率有望达到42%,接近半数市场份额。展望未来,随着钢化工艺成本的下降和下游组件商对超薄玻璃在保护电池片方面认可度的提高,2.0mm以下超薄光伏玻璃的渗透率有望继续提高,产品轻薄化趋势显著。

3.2.供给端:呈现双寡头格局,中国为最主要生产国

3.2.1.竞争格局:全球行业集中度逐渐提升,呈现双寡头格局,中国企业市占率达90%

全球光伏玻璃行业集中度逐渐提升,市场呈现双寡头格局。从全球竞争格局来看,根据华经产业研究院,-年光伏玻璃行业全球集中度呈现显著增加的趋势,CR5市占率由56%上升至71%,CR2市占率由36%提升至53%。光伏玻璃市场呈现显著的双寡头格局,根据华经产业研究院,信义光能和福莱特年市占率分别为29%和24%,合计占据半数以上市场份额。展望未来,行业集中度有望持续提升且双寡头竞争格局有望持续维持,主要原因系光伏玻璃行业有明显的规模优势和技术领先优势,行业马太效应显著。中国企业在全球市占率达90%,是光伏玻璃的主要生产大国。根据彩虹新能招股说明书披露,-年,全球/中国光伏玻璃年产量分别由百万平米提升至百万平米/由99百万平米提升至百万平米,全球/中国光伏玻璃产量分别实现CAGR12%/19%。从中国光伏玻璃产量占比全球产量来看,该比例由年的49%提升至年的90%以上,我国已是光伏玻璃的主要生产大国。

3.2.2.产能情况:受政策端和需求端双重影响,预计年将迎来产能大扩张

复盘国内光伏玻璃历年产能供应的变化情况,主要受政策端和需求端的双重影响。从政策端来看,国家早在年和年出台了支持光伏玻璃生产的相关政策,当时主要目的是抑制平板普通玻璃的产能过剩,鼓励产能替换,然而部分企业仍只是以光伏玻璃的名义建立普通玻璃生产线,产能置换政策落地效果不及预期。在此背景下,年1月工信部发文将玻璃行业列入产能置换范畴;年发改委将太阳能产业超白玻璃从鼓励名单上剔除;年1月工信部规定将光伏延压玻璃纳入产能置换。在一系列政策引导下,-年光伏玻璃产能扩张受到抑制,年H2出现供应紧缺现象。对此,年11月隆基、晶科科技等6家企业联合呼吁放开光伏玻璃产能扩张的限制,年12月工信部发文明确光伏压延玻璃可不制定产能置换方案,这一改变为十四五期间光伏玻璃需求大幅增加提供了供应层面一定程度的政策保证。预计年将迎来产能大扩张,在产产能将达到吨/天。根据中国光伏玻璃产能历史数据,年工信部对于光伏压延玻璃的产能置换政策所引起的供给侧新建产能被压制体现在年的产能数据,主要系光伏玻璃扩产周期相对较长,一般有1-1.5年的产线建设期、1个月的烧窑期和3-4个月的产能爬坡期。据此推算,年末明确光伏玻璃可不制定产能置换方案的政策对供给的放松效果则会集中体现在年。我们假设:1)年在产产能:根据卓创资讯,年12月光伏压延玻璃在产产能为吨/天;2)年新增产能:不考虑冷修和复工的情况下,年一二线厂商扩产计划将新增30吨/天的产量,其中信义光能扩产8*吨/天,福莱特扩产7*吨/天,旗滨集团扩产1*吨/天,南玻A扩产5*吨/天,彩虹新能源扩产3*吨/天,亚玛顿扩产3*吨/天,安彩高科扩产(+)吨/天;3)年新增产能:不考虑冷修复工的情况下,年一二线厂商扩产计划将新增23吨/天的产量,其中信义光能扩产8*吨/天,福莱特扩产4*吨/天,旗滨集团扩产6*吨/天,南玻A扩产3*吨/天。基于以上假设测算,我们得出/年底光伏玻璃在产产能可分别达到吨/天和吨/天,光伏玻璃产业迎来产能大扩张时期。

3.3.供需测算:/年光伏玻璃名义产能供给过剩

综合上2节的数据对比:预计/年全球光伏玻璃需求量为/万吨;根据南玻A公司公告,平均原片成品率为80%,在不考虑冷修停产和产能复产的情况下,/年有效在产产能为/万吨,行业供需将转入供给过剩阶段。价格方面,随着供给端产能不断释放,我们预计年光伏玻璃价格或维持中低位波动,龙头企业有望凭借成本控制优势获得较为合理的利润。

来源

东亚前海证券

编辑

中玻网

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