中国光伏行业深度复盘系列（上）：西照东升，雄鸡一唱天下白-东海证券.pdf

行 业 研 究 行 业 深 度 电 力 设 备 与 新 能 源 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 [table_subject] 2022年 12月 21日 [table_invest] 标配 [Table_NewTitle] 西照东升，雄鸡一 唱 天下白 中国 光伏 行业深度复盘 系列 （上） [Table_Authors] 证券分析师 周啸宇 S0630519030001 zhouxiaoylongone.com.cn 联系人 王珏人 wjrlongone.com.cn [table_product] 相关研究 221201电新行业周报国产化关键一 环，关注风电轴承领域 221205电新行业周报钠离子电池，从 零到一的突破 221213电新行业周报液流电池 电 化学储能发展迎新机遇 [table_main] 投资要点 ➢ 光伏行业根本原理及逻辑 1根本原理 光照射在半导体上形成光生伏特现象 。 光电转 换效率主要取决于开路电压、闭路电压及填充因子，光学损失及电学损失是影响光电转 换效率 的核心 因素。 2） 驱动力 经济性与环保性。经济性由平均度电成本 LCOE体现， 内部因素主要为光伏系统成本与转换效率的平衡 发展。 环保性 则 主要受政策 导向 及未来 碳税 落地预期 等 因素的 影响。 3） 外部影响因素 土地资源影响装机成本 及装机空间 ，光 照资源影响发电 能力 上限 ，其他能源价格变动影响相对经济性。 此外 短期内装机受电网 消纳能力影响 ， 多能互补 、特高压等 解决方案正在 持续建设 。 ➢ 历史复盘产能、需求及技术三重因素共振，光伏行业受周期性及成长性共同作用。 全 球 光伏市场 经历了三轮周期， 在 二十 多年的发展过程中经历曲折， 而 我国光伏产业的角 色 也在这一过程中 从追赶者 成功转 变为领头羊。 三重周期 1） 需求端 装机需求 由欧美日主导， 发展 到中国主导 的 全球装机全面启动； 推动力上，由政府补贴刺激 过渡 到光伏平价经济性凸显 ； 2） 产能端 过去 产能受需求影 响，扩产滞后于需求周期， 随着国内及海外贸易政策变动 ， 行业 存在 一定 大起大落 的风 险 ； 3） 技术端 降本增效是行业发展 长期 主旋律，技术迭代加速光伏行业洗牌。 历史上 单晶到多晶， BSF到 PERC的 复盘对目前 的光伏产业链发展方向 具有借鉴意义。 ➢ 现状及预期供需两端持续火热，产业链利润分配有望重塑 。 在经济性与环保性双重作 用下， 行业供需两旺。但受制于产业链瓶颈，硅料价格高企 ， 对今年的 集中式装机 量产 生了一定影响 。预计随着年底硅料放量，价格有望回归较合理区间，预计 23年装机意愿 抬升下，新建产能 将顺利 放量。 行业供需 整体 呈现高景气，预计明年放量下景气 度 持续。 1）政策端 国际社会碳中和 共 识及俄乌冲突 助推政策端加速 ，国内双碳政策下集中式与分布式并举； 2） 产能端 光伏 扩产进入放量期，国产产能占据光伏全产业链优势 。 国内硅料、硅片 扩建 产能 今年起 开 始落地放量。电池片受技术路径分歧，短期构成产能瓶颈，盈利修复明显。组件 N型扩产 凶猛，年底及明年大量产能落地。国外本土主义仍处 于 萌芽期，周期错配与规模劣势 将 导致 难以匹敌国产产能。 3） 需求端 2022-2025年全球光伏年均新增装机量有望达到 233-286GW， 国内 光伏年均新增装机量有望达 85-101GW。出口 端当前 受季节等因素， 22H2有一定 高位边际下降 趋势 ， 23H1有望继续放量。 产业链梳理及利润分配 目前硅片仍 占据 组件 端 最高 成本， 22H1硅料在产业链利润分配 中 的 占比超过 50。 随着硅料产能的释放，预计到 2023年底硅料产量将会达到硅料需求 的 167，供需关系的改善有望缓解下游的成本压力，终端压力减弱 后将 有望放量拉货。 ➢ 投资建议 针对当下光伏产业链利润再分配及 N型技术迭代稳步推进的大趋势，我们建议 重点关注有望实现量利齐升的行业一体化组件龙头，核心逻辑包括 1）硅料价格下行， 产业链整体利润分配回归较合理区间，预计一体化组件龙头将获得盈利修复； 2）硅成本 下降下，组件价格回归合理区间，预计 2023年终端将顺利迎来放量，组件需求提振； 3） N型迭代趋势下，组件同质化趋势减弱，技术先进的 N型组件龙头有望获得溢价。 ➢ 风险提示 全球宏观经济波动风险 ； 国内疫情变化风险 ； 国际贸易及新能源政策风险 等 [Table_profits] 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 2 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 推荐标的 盈利预测简表 公司名称 净利润增速 P/E 总市值（亿元） 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 天合光能 1191.6 104.28 80.66 30.73 32 18 14 晶科能源 1374.0 138.18 99.98 31.91 51 25 19 晶澳科技 1325.4 129.65 51.85 29.15 28 19 14 隆基绿能 3396.6 61.65 30.54 24.05 23 18 14 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 3 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 正文 目录 1. 光伏行业根本原理及逻辑 7 1.1. 根本原理及影响因素 . 7 1.1.1. 根本原理光生伏特 7 1.1.2. 影响因素构成光伏增效方向 8 1.2. 光伏发电竞争力模型 . 8 1.2.1. 驱动力 ① 光伏发电具有环保性 8 1.2.2. 驱动力 ② 光伏发电具备经济性 9 1.2.3. 核心逻辑持续性降本增效 9 1.3. 光伏发展客观影响因素 10 1.3.1. 长期 光照资源决定组件发电上限 . 10 1.3.2. 长期土地资源影响装机空间及装机成本 .11 1.3.3. 短期电网消纳影响光伏发电收益及装机上限 11 2. 历史复盘 曲折中引领中国制造崛起 . 12 2.1. 1839 年 -2000 年从理论到商业化运用 . 12 2.1.1. 国外曲折中逐步发展 . 12 2.1.2. 中国 艰难追赶 13 2.2. 光伏二十年周期性反复 14 2.2.1. 政策及经济性双重驱动下高成长 14 2.2.2. 政策周期下光伏周期波动（ 2000 年 -2012 年） 14 2.2.3. 中国欧洲需求周期中的刹那烟花（ 2000 年 -2012 年） 15 2.2.4. 中国政策周期启动（ 2012 年 -2019 年） . 16 2.2.5. 全球多元化需求周期（ 2019-现在） . 17 2.3. 技术周期降本增效下技术迭代势不可挡 . 17 2.3.1. 技术是降本增效的关键 . 18 2.3.2. 硅片从多晶到单晶 18 2.3.3. 电池片从 BSF 到 PERC . 19 3. 现状高景气赛道产业链利润有望重塑 . 20 3.1. 近阶段光伏政策支撑装机量上升 20 3.1.1. 国际社会碳中和共识助推政策端加速 . 20 3.1.2. 俄乌冲突背景下，能源紧缺进一步推动光伏政策加码 20 3.1.3. 贸易摩擦难挡中国光伏产业高景气 . 21 3.1.4. 中国双碳政策下光伏政策不断深入 . 23 3.2. 需求、供给端双重高增速下产业链高景气持续 23 3.2.1. 供给端国内扩产进入放量期 23 3.2.2. 国内全产业链覆盖，国外本土化尚不构成威胁 . 24 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 4 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 3.2.3. 需求端全球需求高速增长 25 3.2.4. 出口高位边际下滑，明年刚需有望继续放量 . 26 3.3. 产业链梳理及利润分配 27 3.3.1. 产业链结构及产品结构 . 27 3.3.2. 产业链结构导致供需缺口 . 28 3.3.3. 硅成本仍为产业链主要成本 28 3.3.4. 拥硅为王，产业链价格上涨 29 3.3.5. 硅料扩产，价值链有望重新分配 30 3.3.6. 硅料价格下降下，组件一体化厂商利润有望修复 . 31 4. 投资建议 . 32 5. 风险提示 . 33 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 5 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 图表目录 图 1 光生伏特效应示意图 7 图 2 全球各能源历年 LCOE 变化 /MWh 9 图 3 能源 LCOE 低于化石燃料装机量及比例 GW、 . 9 图 4 2022 年 1-11 月中国能源发电结构 9 图 5 历年中国各能源新增装机量 GW 9 图 6 LCOE 公式及影响因素 . 10 图 7 一天中输出功率变化和对组件性能需求（ W） 10 图 8 全球年均太阳能资源分布 Wh/平米 . 10 图 9 2021 年全国年水平总辐照量分布 kWh/平米 . 10 图 10 2022 年 1-11 月全国分区域用电量 亿千瓦时、 . 11 图 11 2022 年 H1 各省光伏装机及占比 万千瓦、 11 图 12 光伏发电出力不稳定下弃光现象 万千瓦 12 图 13 鸭子曲线 GW . 12 图 14 国际范围内光伏发展历程 13 图 15 中国光伏发展历程 . 13 图 16 全球装机量及 LCOE 反映光伏周期 MW，美元 /千瓦时 14 图 17 装机量及增速下光伏分区域政策驱动周期 MW、 15 图 18 2008 年中国光伏产业微笑曲线 . 16 图 19 多晶硅产量、价格 吨、美元 /千克 16 图 20 国内及部分重点省份弃光率 . 16 图 21 2012-2019 申万光伏设备指数变化 . 16 图 22 2019 全球 GW 级区域市场 . 17 图 23 2021 主要新增主要能源装机占比 . 17 图 24 技术革新下降本增效与装机放量同步预测（ 、 /kWh、 GW） . 18 图 25 单晶与多晶晶体品质差异及少子寿命比较 . 19 图 26 国内多晶、单晶硅片市占率（ ） 19 图 27 PERC 电池替代过程 19 图 28 各技术路线电池市占率（ ） 19 图 29 全球人均光伏装机量分布及部分国家政策 瓦 /人 20 图 30 历年欧洲化石气体及光伏 LCOE（美元 /KWh） 21 图 31 2020 年欧盟各项能源来源占比 . 21 图 32 2021 年主要光伏装机国家集中式光伏成本 /kW 22 图 33 美国历年各地区进口组件金额（十亿美元） . 22 图 34 欧美光伏产能占全球历年比重 22 图 35 欧美及中国历年新增光伏装机量 MW . 22 图 36 大基地示意图及气候 23 图 37 整县推进示意图 . 23 图 38 硅料产能及预期（ 20Q1-23Q4） . 24 图 39 硅片产能及预期（ 20Q1-23Q4） . 24 图 40 电池片产能及预期（ 20Q1-23Q4） . 24 图 41 组件产能及预期（ 20Q1-23Q4） . 24 图 42 2010 年各国需求及产能占比 25 图 43 2021 年各国需求及产能占比 25 图 44 全球光伏新增装机预测（ GW） . 26 图 45 我国光伏新增装机预测（ GW） . 26 图 46 历年组件月度出口数量（ GW） . 26 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 6 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 图 47 2022 年 1-9 月各地区出口量（ GW） . 26 图 48 光伏产业结构图 . 27 图 49 电池片基本结构 . 27 图 50 组件基本结构 . 27 图 51 光伏行业各环节扩产周期 28 图 52 组件成本构成 . 29 图 53 单面单晶电池片成本构成 . 29 图 54 集中式光伏系统成本构成 . 29 图 55 工商业分布式光伏系统成本构成 29 图 56 产业链各环节价格增长百分比 30 图 57 光伏产业链利润分配（ ） . 30 图 58 中性情况硅料降价下产业链利润变化（元 /瓦、 ） 31 表 1 2021 年光伏节能减排测算 8 表 2 硅料供需测算 . 30 表 3 利润分配敏感性分析 31 表 4 2023 年底不同硅料、组件价格下，下游毛利预测（元 /瓦） 32 表 5 推荐标的及盈利预测表 32 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 7 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 1.光伏 行业 根本 原理及逻辑 太阳能直接或间接提供了人类所需的绝大部分能量。 太阳能由太阳内部氢原子发生氢 氦聚变释放出巨大核能而产生，太阳每秒钟照射到地球上的能量相当于 500 万吨煤。作为 地球能源体系中举足轻重的可再生能源，太阳能的应用成为人类新能源探索中 的 重要篇 章。 目前太阳能的利用 方式 主要分为光热能及光伏两种， 其中 又 以光伏为主 要形式 。 1.1.根本原理及影响因素 1.1.1.根本原理光生伏特 光生伏特效应于 1839 年由法国科学家 A.E.贝克勒尔发现，光照能使半导体材料的不 同部位之间产生电位差，若用导线将不同部位连接起来， 即 会 产生 电流输出。 1） 半导体本身 的 禁带宽度使其易于在外界因素影响下产生导电性。 将单一物质半导体 掺杂其他物质形成杂质半导体后，如果最外层有多余电子，则称为 N 型半导体， N 表示带 负电；如果最外层电子相对于稳定的 8 个电子缺失一个， 即 产生了一个 “空穴 ”，称之为 P 型半导体， P 表示空穴可以等效成带正电的微粒。 2） 电子游离形成自建电场。 常温下由于热能导致本征激发，共价键断裂 ， 部分电子游 离。因此 N、 P 型半导体均存在空穴与自由电子，空穴与自由电子相较 数量 较少的称为该 型 半导体少子，较多的称为 多子 。正负半导体结合后，扩散作用下双方多子由于电性吸引 互相结合，交界处形成 PN 结。失去电子的 N 型半导体显正电性，失 去空穴的 P 型半导体 显负电性，由于两端不同电性形成自建电场。 3） 光照下光生电场最终形成电流。 当光线照射，半导体吸收光能，之前成对的 载流体 由于能量迁跃分散，在自建电场影响下形成相反的光生电场。然后在此基础上外接回路， 并 最终形成电流。这就是光伏电池最基础的形态，之后光伏产业在该理论基础上逐步发 展。 图 1 光生伏特效应 示意图 资料来源 百度百科， 海证券研究所 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 8 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 1.1.2.影响因素构成光伏增效方向 光电转换效率主要取决于开路电压、闭路电压及填充因子 ，光学损失及电学损失是影 响光电转换效率 的 核心 因素。 电学损失主要指由于载流子在未到达电极前复合，复合 速度越 低，电压越高 。减少复 合率 的 主要方法 包括 1 梯度掺杂，浓度差引导载流子 加速 扩散 ； 2）引入钝化膜、隧穿 膜等改变电池结构。 光学损失主要指光伏组件表面对光的 反射 损失。 主要 降低方法 包括 1）降低栅线宽度 或使用 XBC 背接触式 ，减少栅线对光遮挡； 2）使用超白高透的压延光伏玻璃，降低光伏 玻璃表面反射； 3）运用特殊化学药品在硅片表面制绒，减少电池表面光反射； 4）使用减 反膜。 1.2.光伏 发电竞争力模型 光伏 发电的核心 竞争力在于作为 一项 清洁能源符合全球双碳共识， 同时 光伏 平价上网 已 逐步实现， 其 降本增效路径清晰明确 。因此 ， 近年 来 光伏在 全球 能源转型浪潮中脱颖而 出， 实现了 装机量 的 飙升。 1.2.1.驱动力 ① 光伏发电具有环保性 光伏作为清洁能源，可实现 发电端的 节能减排。 以 2021 年中国太阳能发电量 3270 亿 千瓦时为口径计算 ， 2021 年， 仅国内 光伏发电 就 节约 了 9859.1 万吨标准煤，减排约 0.7 万吨烟尘、 3.3 万吨二氧化硫、 5.0 万吨氮氧化物和 27075.6 万吨二氧化碳。 表 1 2021 年光伏节能减排测算 每千瓦火电产生 （毫克） 节能减排量 （万吨） 标准耗煤 301500 9859.05 烟尘 22 0.7194 二氧化硫 101 3.3027 氮氧化物 152 4.9704 二氧化碳 828000 27075.6 资料来源 中国电力行业年度发展报告 2022 ， 东海证券研究所 环保 要求 推动政策端对光伏支持。 全球 各国 陆续 出台大量政策及补贴 方案 鼓励光伏装 机 ，未来碳税等政策 的落地 也将 进一步 助力光伏装机 量增长 。 此外，国内 绿电交易 已经 提 上日程， 2022 年 1 月 18 日， 发改委 发布关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意 见 ， 该意见将 “探索开展绿色电力交易 ”单列于 “构建适应新型电力系统的市场机制 ”项下 ， 为绿电交易市场赋予了“碳中和”时代的特殊意义 。 11 月，国家能源局 电力现货市场基 本规则（征求意见稿）电力现货市场监管办法（征求意见稿） 相继发布 。文件明确了电 力现货市场建设主要任务，也就市场成员、市场构成与价格、现货市场运营等作出细则性 规定。 其中重点提出稳妥有序推动新能源参与电力市场；推动储能、 分布式发电、负荷 聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等新兴市场主体参与交易等。 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 9 / 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 1.2.2.驱动力 ② 光伏发电 具备 经济性 当前 光伏 相对于其他清洁能源 的 核心 优势在于 更高的 经济性， 对 比 传统化石能源及其 他可再生能源形成 了 竞争优势 ，拥有 更为 清晰 的 有效降本路径 。 与其他清洁能源相比 ， 光 伏 LCOE 在 2010-2021 年 从 0.417/MWh 下降到 0.048/MWh，下降 了 90以上，降本 带来的经济性 在各可再生能源中排名 位居前列。 与化石能源相比 ，光伏 2021 年新增装机 中，平价装机占比 74，达到 67 GW，低于 G20 最低价的化石燃料发电成本， 新增 平价 装机量在各清洁能源中排名第一， 在 经济性清洁能源新增装机 中 占比 42.8。 图 2 全球各能源 历 年 LCOE 变化 /MWh 图 3 能源 LCOE 低于 化石燃料 装机量及 比例 GW、 资料来源 IRENA， 东海证券研究所 资料来源 IEA， SPE， 东海证券研究所 光伏 经济性带动装机量激增。 当前 全社会 发电结构 中， 光伏占比 仍然 较小，存在 着 巨 大 的 发展空间 。 2022 年 1-11 月全国发电结构中，太阳能仅占比 2.79。 但 在 光伏经济性 趋势下， 其 新增装机量近年 来出现 飙升。 21 年 国内 光伏 新增装机量 为 53GW， 仅 略高于 其 他能源装机。 而 在今年的 1-11 月， 光伏 新增 装机量遥遥领先， 9 月 起 即 追平去年全年装机 量， 前 11 个月 累计装机 65.71GW，占 到 国内电力能源 总装机 量的 53.01。 图 4 2022 年 1-11 月中国能源发电结构 图 5 历年中国各能源新增装机量 GW 资料来源 Wind， 东海证券研究所 资料来源 Wind， 国家能源局 ， 东海证券研究所 1.2.3.核心逻辑 持续性 降本增效 光伏发展的主要动力在于降本增效 ，主要指标是平均度电成本 LCOE。 从成本角度考 虑 ， 光伏 装机受到组件成本、系统成本以及土地费用、融资成本等因素 的 影响。 发电量上，系统性能及客观环境均有 着 重大影响。 1） 环境 因素 中， 辐射强度、时长直 接决定发电量上限， 此外 温度、湿度 、 极端天气等 气候因素 均 会 影响 组件 发电量、 使用 寿 命、年度衰减 量等性能 。 2） 系统 因素 中， 组件性能是系统发电能力的基础。正常情况下， 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 10/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 组件转换效率决定发电量 的 输出。 而 高温 条件下 组件转换效率 容易 降低，同时早晨、傍晚 辐射较弱条件下 ， 转换效率也容易 出现 下降。 此外， 组件封装性能等 因素 同样会 影响组件 寿命 及 衰减。 3） 合理 的 系统设计 可实现 锦上添花 的效果 ， 如使用跟踪支架调整合理入射 角，从而减少辐射损失； 又 如合理的逆变器容配比 可以 减少电流损失等。 图 6 LCOE 公式及 影响 因素 图 7 一天中输出功率变化和对组件性能需求（ W） 资料来源 天合光能 ， 阿特斯 ， 东海证券研究所 资料来源 隆基绿能 ， 东海证券研究所 1.3.光伏发展客观影响因素 从客观角度 来看 ， 短期内 电网消纳能力影响装机上限 及发电 收益 ，长期 因素中 土地资 源及光照资源无法改变， 对 光伏度电成本及装机空间 产生 了限制 。 1.3.1.长期 光照资源决定组件发电上限 光照资源决定了组件整体接收能量上限。 辐射强度 决定了 单位时间发电量，辐射时长 则 影响有效利用小时数，因此光照资源较好地区 的 电站 收益 要 普遍高于资源较差地区。 光照时长、强度差异一部分解释了各国装机启动时间及增量差异。 从全球地域条件来 看， 北非、中东地区、美国西南部和墨西哥、南欧、澳大利亚、南非、南美洲东、西海岸 和中国西部地区等条件最好。 因此可以发现， 最早开启光伏浪潮 的 国家西班牙、意大利均 拥有丰富的 光照资源 ，而如 澳大利亚、印度、北非各国、巴西等也均是装机强国。 中国 西北地区（如西藏、青海、新疆、宁夏、甘肃、内蒙古、 山西、陕西），中东部 （如辽宁、河北、山东、河南、吉林），西南地区（如云南、广东、福建、海南、台湾）光 照资源丰富。这些地域也符合国家风光大基地、七大陆上基地的地理分布。 图 8 全球年均太阳能资源分布 Wh/平米 图 9 2021 年全国年水平总辐照量分布 kWh/平米 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 11/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 资料来源 Vaisala， 东海证券研究所 资料来源 中国气象局风能太阳能中心 ， 东海证券研究所 1.3.2.长期土地资源影响装机空间及装机成本 土地资源 决定装机上限 ，同时土地租金也是光伏总成本中 的 重要部分。 土地资源稀少 的 地区，电站 建设所需的 土地成本较高，同时发展集中式电站空间较少。因此经济发达、 电力需求缺口较大地区 普遍会 呈现户用、工商业分布式 光伏高速发展的 特点。 海外 受土地资源束缚，以德国、荷兰为代表的西欧、日本 均 呈现出分布式为主的特 点 ，而 地价低廉的印度、东南亚、南美等 地区 光伏发展迅猛。 此外， 存在大量荒漠、戈 壁、沙漠 地区， 同时光照资源丰富的撒哈拉 地区及 澳大利亚 在 未来 有着 巨大 的光伏发展 潜 力。 中国 光照、土地资源分布与用电需求存在区域间失调。 西部光照土地资源丰富地区 的 集中式装机 量 大幅上升。 国内 风光大基地建设 以荒漠、戈壁、沙漠 地区 为 重点， 并 通过 高压 输送 至东部地区；黄河中上游光照、土地资源较好，未来七大陆上能源基地 建设 有望 拉动集中式装机量 。 CPIA 数据显示， 2022H1 青海电力装机中光伏占比 39.6，位居 国内 各省 中 第一位 ， 甘肃、宁夏等地光伏装机占比也达到 20左右 。 众多电力紧缺、土地资源 匮乏地区，分布式装机增速较快。 国家能源局数据显示，截止 2021 年 底 ， 81的分布式 装机集中在山东、浙江、河北、江苏、河南等 9 个省份。 图 10 2022 年 1-11 月全国分区域用电量 亿千瓦时、 图 11 2022 年 H1 各省 光伏装机 及占比 万千瓦 、 资料来源 中电联， 东海证券研究所 资料来源 CPIA， 东海证券研究所 1.3.3.短期电网消纳影响光伏发电收益及装机上限 光伏 发电 由于 日照变化， 存在 全天出力不稳定 的显著特征 ， 发电高峰与用电高峰形成 一定的 时间错配。 上午及 傍晚 辐照较弱， 光伏组件发电量较少；中午及下午时段辐照强 烈，光伏组件发电量高；而 夜晚 用电高峰期 时 ，光伏组件不出力。在 12 点至 15 点间，由 于 光伏发电量远超用电负荷， 易 形成大量弃电。 光伏装机量大幅上升对电网 管理 提出 了 更高要求。 鸭子曲线 由 加州独立系统运营商发 现， 指 随着光伏装机量不断提升，一天中常规电厂净负荷波动不断加大， 伴随着 灵活调峰 的工作压力明显增大 ，电网管理难度直线上升 。 此外 ，光伏出力不稳定性增大 导致 对电网 设备 的 容量要求 进一步提高 ，逆变器转换的高频开关 则 可能造成谐波效应，降低电网质 量， 易 引发 电网事故。 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 12/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 图 12 光伏发电出力不稳定下弃光现象 万千瓦 图 13 鸭子曲线 GW 资料来源 Wind， 东海证券研究所 资料来源 CAISO， 东海证券研究所 目前缓解 光伏消纳 问题 主要 存在 多能 互补 、特高压外送、 提升午间用电需求 等形式。 1）通过 风、光 、 水、火 多能调峰 互补 ，减少光伏发电出力波动， 同时 通过 抽水储能 或电化 学储能 等方式 消纳 高峰期弃电 ； 2） 特高压外送消纳光伏电力。 光伏装机增长下，特高压建 设加速。根据国家电网规划，“十四五”期间我国将建设特高压工程“ 24 交 14 直 ”共 计 38 条特高压线路，总计投资额 3800 亿元 。 2022 年，我国计划开工的 13 条特高压线路，占 “十四五 ”规划总数 38 条的近 1/3； 3） 提升午间用电 同样 是提升光伏发电利用率 的重要 途 径。 2022 年 10 月 28 日，河北 省 印发了关于进一步完善河北南网工商业及其他用户分 时电价政策的通知，通过电价机制 引导午间电力消纳。 在时段划分上，本次调整充分考虑 了河北南网新能源的大规模发展导致的峰谷时段变化， 将 光伏发电高峰 的 12 点 -15 点设为 谷价， 峰谷电价浮动范围从原来的 50提升至 70。 2.历史复盘 曲折中引领中国制造崛起 光伏 行业 发展历程 主要分为 2000 年之前 的 理论化发展及商业雏形阶段，以及 2000 年 之后 的 商业化大规模运用 阶段 。 因 产能、需求及技术三重因素共振，光伏行业 受 周期性及 成长性 的 共同作用。 截止到目前， 全球光伏市场 共 经历了三轮周期，在 20 多年的发展过程 中经历曲折，我国光伏产业的角色 也 从 曾经的 追赶者变为 当下的 领头羊。 2.1.1839 年 -2000 年从理论到商业化运用 2.1.1.国外曲折中逐步发展 成本和技术两大因素制约下，光伏行业在历史中曲折成长。 自光生伏特现象发现起， 光伏技术不断进步，但 1965-1973 年左右，受制于技术瓶颈，成本居高不下的光伏行业无 法匹敌常规能源，发展停滞。 1973 海湾战争爆发，引发能源危机。美、日等政府出台 相关 政策掀起太阳能热。 1980 年后，石油价格大幅回落，光伏产品降本增效无力，研发经费削 减，行业再次衰退。 1992 年以来，随着环境问题日益突出，光伏行业迎来新的增长 机遇 。 1992 年联合国 在巴西召开 “世界环境与发展大会 ”，会议通过了里约热内卢环境与发展宣言 21 世纪议 程和联合国气候变化框架公约等一系列重要文件，至此太阳能与环保紧密结合，环 保成为光伏发展新 的 动力 源泉 。 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 13/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 图 14 国际 范围内 光伏发展历程 资料来源 公开资料整理， 东海证券研究所 2.1.2.中国 艰难追赶 中国光伏产业起步较晚，在 21 世纪之前主要处于对于国际光伏发展步伐的追随阶段。 1958 年我国正式开始研发太阳能电池，最初研发出的光伏电池主要 应 用于 人造 卫星。 七十年代国外光伏热传入国内， 1975 年在河南安阳召开 “全国第一次太阳能利用工作经验 交流大会 ”，同时宁波、开封先后成立太阳电池厂，光伏应用开始从 太空转向 地面。 80 年 代后受国际光伏研究低落影响，中国研究工作也受到一定程度的削弱。 90 年代后，随着国 际上将光伏与环保挂钩，中国制定中国 21 世纪议程新能源和可再生能源发展纲要 等，鼓励光伏产业发展 。 1998 年 ， 在政府支持下， 国内 第一套 3MW 多晶硅电池及应用系 统示范项目获批，现代化光伏产业雏形初 现 。 图 15 中国光伏发展历程 资料来源 公开资料整理， 东海证券研究所 1958 研制出首块单晶硅 1968 研发卫星 太阳能电 池 1975 太空转地面 1995 制定 新能源和可再生能源 发展纲要 1998 政府支持下第一套光伏项目获批 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 14/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 2.2.光伏二十年周期性反复 过去二十多年中，光伏产业 在 多 个 层面 上 发生 了 翻天覆地 的 变化 1） 装机 量上 ，由欧 美日主导到全球装机全面启动； 2） 推动力上 ，由政府补贴刺激到光伏 实现 平价 上网后 经济 性凸显； 3） 产能上，由欧美领导到中国占据全球整体产业链 的主要地位 ； 4） 周期性上， 行业经历了三轮周期，众多 老 玩家退场，新玩家上马，技术、产能、 需求 成为周期驱动 的 主要因素。 2.2.1.政策及经济性 双重驱动下高成长 光伏产业在过去二十多年中，依靠 两大推动力 政策 端鼓励清洁能源使用 和 经济端持 续降本增效 ，持续实现 行业的 高景气增长。 光伏成长历程主要经历 政策驱动期、过渡期和经济驱动期三个 主要 过程。初期主要 由政策端发放补贴为主，之后随着光伏度电成本下降、补贴退坡，向经济驱动过渡。 图 16 全球装机量及 LCOE 反映光伏周期 MW，美元 /千瓦时 资料来源 BP， IRENA， 东海证券研究所 2.2.2.政策周期下光伏周期波动（ 2000 年 -2012 年 ） 光伏政策周期以国家立法或发布政策目标开始，以补贴为主 要推 动力。 政策周期随着 激励政策颁布而开启上升，且 存在着 补贴退坡 预期带来的 抢装潮。补贴 的 退坡过程 则 是一 轮周期下滑 的 开始。同时 ， 由于各国经济发展水平、资源禀赋及政治、环境理念 上的 差 距，各国开启 光伏 政策周期 的 时间 并 不一致，因此光伏周期 整体 呈现此起彼伏，相互叠加 的 特征 。 2000 年， 德国颁布可再生能源法，将能源转型上升为国家战略重点，确立新能源 的优先权和上网电价补贴，自此开启了以欧洲装机为主导的政策推动周期。 此后 2004 年 西班牙启动 “皇家太阳能计划 ”， 2005 年意大利公布能源鼓励基金计划 。 随着各国 光伏 政策 的调整 完善，以欧洲为主线 的 光伏 上升 周期如火如荼上演。 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 15/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 2008-2009 年， 金融危机爆发影响欧洲制造业，特别是西班牙装机量大幅下降，光伏 产业 陷入 衰退。 2009-2010 年 ， 补贴退坡 预期 叠加成本下降， 欧洲 以德国、意大利为代表掀起 了光伏 抢装潮。 2011-2012 年 ， 受欧债危机影响，意大利、西班牙 等 国家 光伏 补贴大幅削减，欧洲装 机量 随之 下滑。 图 17 装机量及增速下光伏分区域政策驱动周期 MW、 资料来源 BP， Wind， 东海证券研究所 2.2.3.中国欧洲需求周期中 的 刹那烟花（ 2000 年 -2012 年 ） 继 1998 年英利完成第一条中国多晶硅生产线后， 2001 年在无锡政府支持下，施正荣 创办无锡尚德，中国光伏企业开始涌现。 2004 年，随着以欧洲为代表 的 全球光伏产业全面 爆发，中国光伏企业开始飞速发展。 2004-2008 年，中国光伏野蛮生长。 以尚德、英利为代表 的 中游企业迅速扩张。尚德 组件出口金额仅在 2004 年就翻了 10 倍，并于 2005 年成为中国大陆首家 登陆 纽交所的 民 营企业 。 此后， 英利、赛维、晶澳、浙江昱辉，阿特斯，天合光能、林洋能源等企业陆续 完成了 海外上市。由于上游硅料扩产周期长 且存在 技术障碍，多晶硅价格从 40 美元 /公斤 一路飙升 至 500 美元 /公斤， 在 “拥硅为王 ”的共识下，行业纷纷签署长协，并开始在国内投 资多晶硅项目。 2008-2009 年，金融危机导致中国光伏产品需求萎缩，激进扩张的 国内 光伏企业备受 压力。 据当时的数据统计， 这 段时间国内有超过 300 余家光伏组件企业倒闭。 短短 一年 之 内 ， 硅料价格从每公斤 400 美元跌至每公斤 40 美元，签订 了 长协 订单的 企业 纷纷 亏损。 同时国内在硅料高位投产的多晶硅产能陆续释放，让行业雪上加霜，如尚德背后的亚洲硅 业 2008 年底投产，赛维的 120 亿马洪硅料厂 2009 年 9 月份投产，英利旗下的六九硅业 2010 年才实现商业化生产。 2011 年 - 2012 年，欧美 国家纷纷 掀起对中国光伏的 “双反 ”调查， 从 需求端彻底打压击 垮 了 中国光伏产业。 至 2012 年上半年，多晶硅价格降至每公斤 24 美元，签订长协企业严 重亏损，叠加国内产能投产，龙头尚德、赛维陆续破产倒闭，英利破产重组。 证券研究报告 HTTP//WWW.LONGONE.COM.CN 16/ 34 请务必仔细阅读正文后的所有说明和声明 行业深度 图 18 2008 年中国光伏产业微笑曲线 图 19 多晶硅产量、价格 吨、美元 /千克 资料来源 亿欧 ， 东海证券研究所 资料来源 wind， 东海证券研究所 在全球光伏行业 周期性与成长性共存的背景下，中国光伏产业受到自身产能与需求的 共振，叠加技术变化，最终呈现 出 更为明显的周期性特点。短暂繁荣的 背后，原材