光伏發電產業鏈發展深度分析

思瀚產業研究院

一、行業上游發展情況

光伏上游產業主要包括硅料、硅片的生產。多晶硅料是信息產業和太陽能電池產業的基礎原材料，由石英砂加工的冶金級硅精煉而來，用于制造基于晶體硅的電池組件。多晶硅材料可以先被鑄成硅錠，然后切割成片，加工成多晶硅硅片，也可以熔爐后植入單晶硅籽晶，拉伸為圓柱晶棒，再被切割成片，加工成為單晶硅硅片。

由于鑄錠效率比拉棒略高，多晶硅片對于單晶硅片存在一定成本優勢。硅料環節產業門檻較高，過去國外壟斷情況嚴重，隨著我國自主技術研發獲得成功，目前已經擺脫進口依賴。21世紀初，全球多晶硅產業還主要是圍繞集成電路等傳統半導體器件行業，隨著光伏產業快速規模化發展，市場對硅料的需求猛增，太陽能級多晶硅價格從2004年的40美元/kg左右暴漲到2008年的近450美元/kg（1美元約合7.163人民幣）。

隨著2009年歐美經濟危機和債務危機蔓延，以及多晶硅技術進步帶來成本降低、產能的陸續釋放，多晶硅價格從2011年的近100美元/kg降至2018年的13美元/kg。我國多晶硅產業2005年以來，在政策推動下起步，一路歷經產能過剩、淘汰兼并，行業集中度不斷提高。

部分先進企業的生產成本已達全球領先水平，產品質量多數在太陽能級一級品水平。2018年，全國多晶硅產能超過萬噸的企業有10家，產能利用率保持在較高水平，產量超過 25萬噸。2019年、2020年多晶硅產量達到34.2萬噸和39.2萬噸，2021年達50.5萬噸，同比增長28.8%。

其中，排名前五企業產量占國內多晶硅總產量86.7%，其中5家企業產量超過5萬噸。2022年隨著多晶硅企業技改及新建產能的釋放，產量預計將超過70萬噸。2010年至2021年全國多晶硅產量及2022年預測產量如圖1所示（單位：萬噸）。

圖1

硅片是在多晶硅錠和單晶硅棒基礎上進一步經過線切割機加工制成，是制造太陽能晶硅電池的基礎材料。在硅片產量方面，我國占有絕對優勢，國內產量占全球產量的90%以上。硅片環節產業規模化效應強、產業集中度高，前十家硅片企業產量占比60%以上。2017年全球硅片有效產能約122.3GW，同比增長22.3%，產量達到105.2GW，同比增長40.6%。我國硅片產能105GW，同比增加28.2%，產量91.7GW，同比增加41.5%。2018年我國硅片產量約為109.2GW，同比增長19.1%。全球前十大生產企業均位居中國大陸，2019年、2020年全國硅片產量約為134.6GW和161.3GW，2021年約為227GW，同比增長40.6%。

其中，排名前五企業產量占國內硅片總產量的84%，且產量均超過10GW。隨著頭部企業加速擴張，預計2022年全國硅片產量將超過293GW。2010年至2021年全國硅片產量及2022年預測產量如圖2所示（單位：GW）。

圖2

二、行業中游發展情況

1.太陽能電池片

將硅片加工成為太陽能電池片，是制成光伏組件的中間工序。電池片的光電轉換效率直接影響整個光伏系統的效益，光電轉換效率的提升主要依靠技術更新換代。2018年，我國電池片產量約為87.2GW，同比增長21.1%。電池片產量超過2GW的企業有12家，其產量占總產量的53.4%，集中度進一步提高。

2020年全國電池片產量約為134.8GW，2021年約為198GW，同比增長46.9%。其中，排名前五企業產量占國內電池片總產量的53.9%，前六家企業產量超過10GW。預計2022年全國電池片產量將超過261GW。2010年至2021年全國電池片產量及2022年預測產量如圖3所示（單位：GW）。

圖3

進入21世紀的十幾年來，世界晶硅太陽能電池的研發和產業化，取得了一系列新成果、新突破。技術進步已成為降低太陽能光伏發電成本、促進晶硅太陽能電池行業和市場發展的重要因素。

2.光伏組件

光伏組件是基于電池整合的具有封裝及內部聯結的，能單獨提供直流電輸出的裝置。光伏組件是太陽能發電系統中的核心部件。作為光伏行業的終端產品，組件生產與市場結合緊密，產品更新換代較快，要求有很強的市場應變機制，對設計開發能力要求較高。

得益于全球光伏需求增長的推動，國內企業在近年來持續加大組件環節的投資和技術革新，近十年來生產成本持續下降，自動化、數字化程度不斷提升。2017年，全球組件產能達到147.9GW以上，同比增加20.2%；產量105.5GW，同比增長35.4%。2018年，全國組件產量達到85.7GW，主要受“531”政策影響，有所下降。

組件產量超過2GW的企業有11家，其產量占總產量的62.3%，集中度進一步提高。2019年、2020年組件產量達到98.6GW和124.6GW，2021年達到182GW，同比增長46.1%，以晶硅組件為主。

其中，排名前五企業總產量占國內組件總產量的63.4%，各自的產量均超過10GW。預計 2022年組件產量將超過233GW。2010年至2021年全國太陽能組件產量及2022年預測產量如圖4所示（單位：GW）。

圖4

三、行業下游發展情況

光伏下游行業主要包括大型地面集中式電站、工商業和戶用光伏系統等應用系統。大型地面集中式業務偏重資產，企業核心競爭優勢在于資金實力，傳統上是以大型發電公司為代表的國有企業為主投資運營。

近年來，隨著分布式電站鼓勵政策不斷出臺，家庭戶用光伏、工商業小型分布式光伏電站得到了快速發展。我國是全球最大的光伏市場，已連續五年新增裝機排名第一。

2018年全國新增光伏并網裝機容量達到44GW，累計光伏裝機并網容量超過174GW，新增及累計裝機容量均為全球首位。2018年，我國全年光伏發電量約為1800億千瓦時，約占全國全年總發電量的2.6%。2019年、2020年光伏新增裝機容量約為30.1GW和48.2GW。

2021年，全國新增光伏并網裝機容量約為54.88GW，同比上升13.9%，累計光伏并網裝機容量達到308GW，新增和累計裝機容量均為全球首位，全年光伏發電量為3259億千瓦時，同比增長25.1%，約占全國全年總發電量的4.0%。預計2022年光伏新增裝機量超過75GW，累計裝機有望達到約383GW。2010年至2021年全國太陽能光伏發電裝機累計容量及2022年預測累計容量如圖5所示（單位：GW）。

圖5