胶粘剂

光伏辅材及BOS行业深度报告筛选优质辅材

发布时间:2022/8/30 19:55:55   

(报告出品方/作者:广发证券,陈子坤、李蒙、纪成炜)

一、研究背景

(一)背景:优质辅材及BOS环节成长性确定

双碳能源转型目标指引光伏新增装机迈向TW时代,辅材搭乘平价东风打开成长天花板。光伏发电已成为目前全球最经济的电力能源,年全球大型光伏电站度电成本已低至37$/MWh,较年下降90%,因此光伏发电有望成为我国构建新型电力系统和全球新增电力装机的主力。根据周孝信院士基于双碳背景下的电力发展情景估算指引,设定“非化石能源在一次能源消费中的占比”为我国能源转型进度的核心指标;同时假设年起全球一次能源消费需求增速达到峰值,不考虑更新替换需求,仅在实现双碳目标的情况下,我们测算得到年/年/年全球光伏新增装机量分别为GW/GW/2.TW,若考虑光伏经济性提升带动的需求,全球新增装机量将超过该测算值。因此,在全球碳中和的大背景下,光伏新增装机年需求将迈向TW时代,有望推动光伏辅材及BOS出货量高速增长。

相比光伏主制造产业链,辅材及BOS环节技术颠覆可能性小,但少数领域也存在技术路线之争。回顾光伏行业发展历程,主产业链历史上曾发生单晶全面替代多晶的颠覆式技术改革,-年组件行业产值下滑10%。而与之相比,大多数辅材技术路线稳定,主要走改良式升级路径,量价是享受光伏装机红利的真正赢家:以光伏胶膜为例,-年行业产值增加1.5倍。但是,极少数辅材及BOS环节也存在技术路线的选择,例如双玻组件渗透导致玻璃盖板逐步取代背板。

(二)框架:构建系统性分析框架,择优选股落地投资机会

由于光伏辅材及BOS环节细分子领域众多,市场对各细分赛道缺乏系统性比较,因此本文旨在提供以一种系统性分析方法用以挑选优质赛道及个股标的,该分析框方法以技术变革为线索,从长期视角分析行业产值、壁垒及盈利能力,从中短期视角分析由供需变化影响的景气度趋势,并结合龙头红利,通过构建赋值打分框架,择优选股落地投资机会。

技术变革影响长期需求,优化空间影响长期价格,共同决定行业长期产值。由于光伏行业的成长实质是通过技术变革降本增效,降低度电成本以实现全球能源转型的终极目标,因此本文选取影响四大光伏辅材及BOS行业的三大技术变革(组件双面化、功率模块化及光储一体化),论述行业长期需求。此外,本文通过研究四大光伏辅材及BOS行业的生产工艺,分析各自降本路径,从优化空间角度判断行业长期价格,进而测算长期产值。

二、光伏玻璃

(一)技术趋势:双玻化打开增量空间,薄片化加速双玻渗透

双面组件背面增益效果显著,有效降低度电成本。效率方面,双面组件能够吸收地面反射光及折射光,实现正背面同时发电,其中背面光电转换效率约为正面的60%~90%,因此综合发电效率更高。根据隆基股份在全球三地户外实证的测试结果,集成发电系统后,双面组件电站的较传统单面发电增益达4.4%-15.7%。(报告来源:未来智库)

单双面电池/组件几乎同价,双面增益渗透率不断提升。根据Wind,通威股份PERC单双面电池片报价已趋于一致。根据Solarzoom,一线厂商单双面组件成交价差也在0.02元/W以内。由于双面组件背面发电增益带来的性价比提升,渗透率正在快速提升,根据CPIA统计,双面组件市场份额已从年的2%提升至年的30%,预计年有望达到60%以上。

组件双面化变革引爆有机透明背板与玻璃背板之争。单面组件背部无需发电,通常采用不透光的有机背板封装,因而组件双面化引发了背面封装材料的重新选择,目前双面组件主要存在双面双玻及双面单玻(透明背板)两种封装方案。

性能:超薄化缓解双玻组件重量痛点,双面单玻(透明背板)凭借轻量化优势形成差异化竞争。早期双玻组件存在重量较重、搬运不方便、功率损失大等问题,未得到大规模应用,有机背板凭借轻量化及低成本等优势逐步成为主流选择。但随着超薄光伏玻璃钢化技术逐渐成熟,重量核心痛点逐步缓解,双面双玻组件正逐渐被广泛采用。而有机透明背板是年由美国杜邦与中来股份联合发布的新一代有机背板材料,年才通过实验室验证,由于是有机物塑料制成,因此耐候性逊于玻璃,最大优势在于轻质化,更加适用于屋顶光伏、安装条件复杂及人工运输成本较高的场景。

成本:双面双玻组件方案较双面单玻(透明背板)方案更具有经济性。若按照3.2mm光伏镀膜玻璃在合理毛利率情况下的价格24元/平(来自后文测算),2.0mm光伏镀膜玻璃21元/平,中来股份FFC透明背板当前售价21元/元,计算不同封装方案的单瓦成本。按照单瓦成本排序为:3.2mm双玻组件+全框2.0mm双玻组件+全框≈双面单玻组件(透明背板)传统单面单玻组件2.0mm双玻组件+半框3.2mm双玻组件+无框,双面双玻组件通过采用超薄光伏玻璃以及节省边框的设计,单瓦成本较传统单面单玻组件低3.4%-5.5%左右,经济性凸显。但光伏镀膜玻璃价格存在一定周期性,当其供应紧缺以及价格处于高位时,产能较为充足的透明背板有望迎来替代性机会。

双玻结构兼备成本及性能双重优势,已成为双面组件主流选择。双玻组件质保期长达30年,而普通组件为25年,因此双玻组件全生命周期内发电量要高25%左右,叠加性能及发电成本优势,双玻结构已成为双面组件主流选择。根据CPIA统计,玻璃背板的渗透率从年的5%已经快速上升至年的28%,而有机透明背板应用较晚,年渗透率仅为2%。

光伏玻璃受益双玻渗透提升,背部应用打开增量空间。根据CPIA协会对赛伍技术董事长的专访内容,透明背板因为能够实现组件的轻量化,预计将占到双面组件20%市场份额,同时根据CPIA预测,年双面组件市场份额有望达到60%,由此我们预计年双面单玻(透明背板)组件占比为12%,不考虑双面均为透明背板的组件,则双面双玻组件渗透率为48%,单面单玻组件占比为40%,对应光伏玻璃需求将在年接近28亿平,-年CAGR达22%。

(二)优化空间:压延法为主流选择,超薄化有助降本

光伏玻璃通常选用超白玻璃,较普通玻璃存在较高技术门槛。光伏玻璃的强度及透光率等直接决定光伏组件的寿命和发电效率。普通玻璃由于含铁量较高,一般在0.2%以上,颜色呈现绿色,透光率较低,光伏透射比为88~89%(按3.2mm标准厚度),而超白玻璃是一种超透明低铁玻璃,具备高透光率、耐腐蚀性、耐高温性、低自爆率等优点,含铁量低于0.%,光伏透射比≥91.5%,因此是光伏玻璃的首选产品。技术方面,超白玻璃在料方设计、工艺系统设计、熔窑窑池结构、操作制度及产品质量标准等方面的要求都远高于普通玻璃,因此普通玻璃生产企业很难轻易进入光伏玻璃市场。

超白玻璃可分为超白压延和超白浮法玻璃。超白玻璃的生产工艺分为压延法和浮法,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,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;(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,主要应用于薄膜电池。

超白压延玻璃是光伏玻璃的主流产品。超白压延玻璃的正面用特殊的绒面处理以减少光线反射,反面用特殊花型处理以增强不同入射角的光线透过率,超白压花玻璃较超白浮法玻璃的综合光透射比高约3~4%,光线透过率每提高1%,光伏组件发电功率可提升约0.8%,因此超白压延玻璃是光伏玻璃的首选产品。(报告来源:未来智库)

超白浮法玻璃力学性能更优,薄化后作为背板的发电功率接近超白压延玻璃,陆续出现组件厂商采用超白浮法玻璃作为背板以降低成本。浮法玻璃表面平整度高,抗冲击强度较压延玻璃更为出色,并且随着厚度降低,二者抗冲击强度相差拉大,在1.6mm浮法玻璃平均破碎高度高出超白压延玻璃达97.77%。另外,虽然浮法玻璃透过率不如超白压延玻璃,作为双玻组件背板后会导致背面发电功率降低,但随着厚度减小,二者发电功率差距逐渐降低,1.6mm双玻组件下的背面发电功率相差仅为5.45W。浮法玻璃作为组件背板使用时,双玻组件正面发电功率也可达到压延玻璃作为背板时的发电功率。因此陆续有组件公司为降低生产成本,使用浮法玻璃作为背板。

原片环节是生产超白压延玻璃的核心工序。目前光伏组件通常采用超白压延玻璃进行封装,其生产流程可分为原片及深加工两大环节。原片环节是决定成本差异及成品透光率的关键工序,窑炉具有全年连续不间断生产的特点,后道深加工环节以用电为主,决定成品厚度水平及钢化强度。

光伏玻璃成本支撑较强,原材料及燃料是降本核心。直接材料及燃料占光伏玻璃成本比达82%,直接材料主要为纯碱和石英砂,燃料则为石油类、天然气及电力,因而降本主要围绕原材料及燃料展开。(1)规模采购:由于天然气、烧碱等多为大宗商品,通过规模采购能够提高议价能力,从而降低采购成本;(2)布局稀缺砂矿及自建码头:光伏玻璃对石英砂精度要求高,但我国便于开采的优质低铁石英砂矿源较少,大部分供应源自安徽凤阳及广东河源,因此通过布局稀有超白石英砂矿能够锁定石英砂采购成本;此外,光伏玻璃企业通常通过海运渠道采购原材料及运输发货,因此自建港口码头资源有助于强化物流能力,节省物流运输成本;(3)优化工艺以加强精细化生产:通过做大窑炉规模、优化窑炉设计,加强余热利用及余料回收,提高自动化水平等方式均可提高原辅材料及燃料利用率,但随着边际效应递减,光伏玻璃成本下降趋缓。

超薄光伏玻璃减少原片使用,助力降本同时顺应双面组件轻量化需求,有望成为双玻组件主流产品。超薄光伏玻璃节省原片使用量,价格相对传统光伏玻璃更低,市场份额将伴随双玻组件渗透逐年提升。根据CPIA统计,年2.5mm及以下厚度的前盖板玻璃市占率约为29%,/年有望提升至47%/56%。

锚定合理毛利率判断光伏玻璃长期价格。光伏玻璃扩产周期较长,21年底时曾因装机需求旺盛导致玻璃供不应求,毛利率大幅上涨,但根据后文对行业新增产能统计,预计年底后产能充足,因而可以通过锚定龙头公司历史毛利率及成本优化幅度判断价格趋势,年行业毛利率有望回归合理水平,则3.2/2.5/2.0mm光伏镀膜玻璃均价分别为24.0/22.0/21.0元/平,假设此后每年价格降幅2%,预计年3.2/2.5/2.0mm光伏镀膜玻璃均价分别为22.6/20.7/19.8元/平。

光伏玻璃行业产值:根据对光伏玻璃需求及价格趋势的分析,未来五年产值有望翻倍增长,预计年达亿元,-年CAGR为14.5%。

三、光伏背板

(一)技术趋势:双面化导致传统背板需求放缓,透明化成必然趋势

光伏背板是组件背面的封装材料,传统单面组件首选为有机薄膜背板。光伏背板主要用于抵抗湿热等环境对电池片、EVA胶膜等材料的侵蚀,起到耐候及绝缘保护的作用。光伏背板可根据材料分为有机高分子薄膜背板和玻璃背板,目前主流产品为有机背板,有机背板又可以分为传统有机背板及透明背板。根据CPIA,年有机背板占比达72.3%,玻璃背板占27.7%。

受组件双面化普及,传统有机背板需求近乎停滞,透明背板凭借轻量化优势与光伏玻璃形成差异化竞争。双面组件的快速渗透导致传统背板需求放缓,年市场份额预计降低至40%,对应需求仅为8.3亿平方米,而透明有机背板因为能够实现组件的轻量化,有望填满预计年市场份额为12%,对应需求量约2.5亿平方米,全球光伏背板总需求约为10.8亿平方米,-年CAGR为12%。

(二)优化空间:竞争加剧倒逼降价,背板或将进入涂覆时代

原材料占成本比重高达88%,是降本核心要素。光伏背板属轻资产行业,以复合型背板为例,以PET基膜、氟材料及胶黏剂等为主原材料占成本比重高达88%,因此材料的创新及使用是光伏背板行业的降本重点。

竞争加剧叠加原材料涨价,毛利率逐年下滑。由于传统背板需求受日渐萎缩,透明背板由于成本居高不下、表面不耐磨擦等缺点,尚未得到大规模推广应用,光伏背板行业竞争加剧,毛利率持续下滑。

光伏背板产品种类繁多,可以根据材料分为有机类与无机类,本文中的光伏背板特指有机高分子背板。有机高分子背板可以按照材料分为双面含氟、单面含氟和不含氟背板,也可以按照工艺路线分为复合型背板及涂覆型背板等。

复合型工艺是目前光伏背板的主流技术。复合型光伏背板一般具有三层结构(PVDF/PET/PVDF),外层PVDF氟膜需具有良好的抗环境侵蚀能力,中间PET基膜具有良好绝缘性能,内层PVDF氟膜具备与光伏胶膜良好的粘接性能,而层与层之间需使用胶粘剂进行粘合,防止层间剥离,从而保证组件长期可靠性。

涂覆型工艺路线成行业主要降本路径。不同于光伏玻璃通过精细化生产方式实现成本的缓慢下降,由于有机光伏背板行业竞争加剧,降本需求迫切,部分企业通过涂覆型工艺,将复合型所使用的氟膜改为氟碳涂料涂覆在PET基膜表面,省去胶粘压合过程,从而缓解由PVDF氟膜及胶粘剂受进口垄断导致的供应稳定性及高成本问题,并提高生产效率及良率。

透明背板目前售价较高,尚未大规模应用。为配合组件双面发电,背板透明化成为必然选择,由于技术路径未发生变化,仅需将原材料更换为透明类即可,例如将钛白粉更换为透明有机紫外线吸收剂。由于材料成本较高以及生产规模较小,目前透明背板售价高达21元/平,由于诞生较晚,可靠性尚未得到长期室外验证。

光伏背板不断提升性价比以激发市场需求。常规背板由于需求萎缩,产能持续过剩,价格下降较快,我们通过锚定取成本下线及毛利率底线计算其长期价格,以明冠新材生产的无氟BO背板为例,按其单位成本6.85元/平,毛利率15%计算得出价格底线约为8元/平。而透明背板通过扩大生产规模及材料创新等途径,仍存在较大降本空间,根据中来股份发展战略,年透明背板成本有望较2.0mm光伏玻璃低1/3,通过降价来强化性价比来推广应用。

光伏背板产值:传统背板明显萎缩,透明背板成核心驱动力。通过判断需求及价格趋势,我们测算出年光伏背板产值接近亿元,-年CAGR为9%,其中常规背板产值增长缓慢,透明背板成行业产值驱动力。

四、光伏胶膜

(一)技术趋势:技术升级路径稳定,N型及双玻趋势推动结构升级

光伏胶膜用于粘结电池片及盖板,技术升级发生内部体系。随着电池技术的日趋稳定,即使面临PERC向TopCon、HJT等新型电池技术的升级趋势,封装材料也能够基本满足需求,旧产线仅需调整部分生产流程及设备便可升级,技术趋势在于提升可靠性及满足性能前提下的精细化成本管控。

光伏胶膜未来五年需求翻倍不止。技术更迭推动组件功率不断提升导致单GW组件对胶膜消耗量逐渐被摊薄,但终端装机量高速增长,光伏胶膜需求仍维持高度景气,预计年全球光伏胶膜需求超过40亿平方米,-年CAGR为20%。

四种典型光伏胶膜的应用场景逐渐清晰:(1)透明及白色EVA胶膜:目前单玻组件通常采用常规透明EVA胶膜及白膜进行前后搭配封装,白色EVA胶膜具有较高反射率,作为底层胶膜能够有效提高电池片间隙入射光及组件透射光的反射,从而提升组件效率1W-3W。

(2)POE胶膜:双玻组件及N型电池由于PID衰减问题较为严重,可以将EVA树脂更换为阻水性、耐候性及透射率更优异的POE树脂,POE胶膜由此诞生。

(3)多层共挤型POE胶膜(EPE胶膜,EVA/POE/EVA结构):由于POE树脂受少数国外石化公司垄断,价格昂贵,在组件层压时还会产生较多气泡,导致偏片并片等不良率提升、层压时间延长,因此海优新材创新式的研发出了多层共挤型POE胶膜,使其兼备POE的抗PID性能以及EVA的高良率和层压效率,并且减少POE使用量,实现降本增效,目前已一线组件厂商正在纷纷导入并批量使用。(报告来源:未来智库)

随着双玻组件及N型电池的技术路线的推广,高品质胶膜占比稳步提升。据CPIA统计,年透明EVA胶膜虽仍为市场主导产品,市场份额56.7%,但较年下降12.9个pct,主要系双玻组件占比提升及EVA粒子涨价所致,其下降份额主要由POE胶膜和EPE胶膜替代,随着双玻组件及N型电池渗透率进一步提升,预计年透明EVA胶膜/白色EVA胶膜/POE胶膜/共挤型胶膜占比分别为48%/19%/11%/21%。

(二)优化空间:原材料成本刚性,精细化生产及现金直采助力降本

原材料占成本比重接近90%,其单位耗用及采购成本是降本重点。以EVA胶膜为例,原材料光伏级EVA粒子占成本比重高达80%,助剂等其他材料占比8.81%,因此原材料的耗用及采购是降低成本的核心

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