
核心要点
构建清洁低碳安全高效的能源体系是我国能源高质量发展的关键环节,也是现代能源体系的核心内涵。其中,光伏是其中的重要环节。在光伏产业链中,光伏玻璃起着承上启下作用,折射率、透光率、耐腐蚀等指标直接决定着太阳能电池板的效能。
光伏玻璃本身的生产过程与产能建设特点决定了其具有周期性行业特征,即连续化生产、建设的爬坡时间相对较长。除了周期性行业特征外,光伏玻璃具有较高成长性,主要表现在光伏新增装机量增长带动光伏玻璃需求增长。
总体而言,光伏玻璃价格目前基本稳定,但上游成本加大导致下游玻璃平均利润压缩,目前价格水平下部分小窑炉已无利可图,龙头企业基本已经把控全局,业绩稳定上扬。在2021年光伏玻璃全行业发展较好的基础上,判断2022年价格下行空间有限,后续若需求加速好转,光伏玻璃价格仍有望阶段性调涨,继续看好龙头公司未来量价齐升的逻辑。
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光伏玻璃行业概况
根据国家能源局统计的数据显示,2021年我国光伏新增装机54.88GW,同比增13.9%,其中分布式光伏新增装机量约29.28GW,占我国新增装机量53.4%,户用光伏新增装机量约21.6GW,占我国新增装机量约39.4%,我国光伏新增装机连续9年位居全球首位;截至2021年底,我国光伏发电累计装机306GW,同比增长20.9%,连续7年位居全球首位;2021年我国光伏发电量3,259亿千瓦时,同比增长25.1%,占我国2021年全社会用电量的3.9%,同比提高0.4个百分点。
另外,由于电力价格较高,海外市场对不断上扬的组件价格接受度更高。自 2021年年初以来,组件一直持续较高景气度。根据中国光伏行业协会的数据显示,2021年全球光伏新增装机量约为170GW,同比增长30.7%;2021年我国光伏产品出口总额约284.3亿美元,同比增长43.9%;光伏组件出口量约98.5GW,同比增长25.1%;其中印度超预期增长,2021年印度光伏新增装机约11.89GW,同比增长218%;美国继续保持全球第二大装机市场,新增装机约26.8GW。
光伏玻璃是用在光伏组件上的一种封装材料,其作用主要是为了保护电池片免受水分和气体氧化及锈蚀电极。按应用场景与工艺的不同,可分为超白压延(压花)玻璃与超白浮法玻璃。在超白压延玻璃基础上,近年来研发出AR镀膜玻璃,即高透过率光伏玻璃,是在超白压延玻璃上镀一层纳米级SiO2减反射膜,其大大降低了玻璃表面的反射比,提高了透射比,从而提升组件的转换效率和光伏组件输出功率。
光伏玻璃具有高透光率、高强度、高耐腐蚀的“三高”特点,同时要求“一低”即低铁含量。高强度特性保障抵御风沙冰雹的冲击和雪压,耐腐蚀可抵御雨水、空气中的水分以及腐蚀性气体对组件的腐蚀,起到长期保护太阳能电池的作用。更重要的是,为提高光电转换效率,光伏电池要求光伏玻璃需具备较高的透光率。普通玻璃透光率一般在88%~89%,而钢化玻璃要达到91.5%以上,镀膜玻璃要达到93.5%以上,这对玻璃的透光率、反射率提出了很高的要求。
在成本方面,从成本构成来看,玻璃生产过程中最主要的成本来源是制造费用(天然气、电力等),占比53%,其次为直接材料(纯碱、石英砂等),占比43%;各企业的成本差距主要来自于原材料、大窑炉以及自身工艺技术的差距,降低纯碱、石英砂、天然气、电力单耗是关键。
光伏玻璃主要的工艺流程包括钢化、压花、镀膜。与普通玻璃相比,光伏玻璃在生产过程中有几处差异:
一是原片生产:光伏玻璃是玻璃液流出窑口后通过使用有花纹的辊将熔融的玻璃液辊压成玻璃并推平的,而浮法则是自动摊平的。经过压延后,玻璃上的花纹可以有效减少光反射,从而提高透光率。
二是钢化:光伏玻璃一般需要进行钢化以增强其保护作用,其抗弯强度是普通玻璃的3~5倍,抗冲击强度是普通玻璃5~10倍,同时钢化后的玻璃能承受的温差是普通玻璃的3倍,可承受150℃以上的温差变化,使光伏玻璃可用在各类自然条件下。最后是镀膜,光伏玻璃一般需要在表面镀膜,以确保有更高的光线透过率,从而产生更多的电能。
光伏玻璃本身的生产过程与产能建设特点决定了其具有周期性行业特征,即连续化生产、建设的爬坡时间相对较长。光伏玻璃成本主要由原材料和燃料动力所构成,其中原材料的主要构成为纯碱和石英砂,燃料动力的主要构成为石油类燃料、天然气和电。成本构成决定了受周期性价格波动影响较大,特别是上游纯碱、石英砂、石油类燃料、天然气价格上涨将迅速导致光伏玻璃企业利润下降。
在生产方面,与硅料环节类似,玻璃的生产也具有连续化的特点,停窑后再点火开工,一般需要1个月以上的重新烤窑时间,同时伴随着消耗大量燃料,启停成本高。
在建设和爬坡周期方面也明显较长:玻璃产能从开工到达产需要18个月左右,因此即使在行业供需紧张时期,产能也无法快速释放,容易导致价格快速上涨。如A股光伏玻璃龙头企业福莱特公司2022年3月公告拟投资建设6座日熔化量1200吨光伏组件玻璃项目,预计总投资额60亿元,预计点火时间为2023年;二期项目投建2座,预计点火时间为2024年。上述公告显示出两大项目均呈现出总投资额大、达产时间长的鲜明特点。
此外,除了周期性行业特征外,光伏玻璃具有较高成长性,主要表现在光伏新增装机量增长带动光伏玻璃需求增长。2015-2020年全球光伏新增装机量复合增速约20%,为光伏玻璃的需求带来了基础增速。从2021年数据来看,我国可再生能源新增装机1.34亿千瓦,占全国新增发电装机的76.1%。其中,光伏发电新增5488万千瓦、生物质发电新增808万千瓦,占全国新增装机的31.1%。在可再生能源发电量方面,2021年全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦时,占全社会用电量的29.8%。其中光伏发电3259亿千瓦时,同比增长25.1%,光伏发电和占全社会用电量的3.9%。整体看来,我国新能源装机量长期保持高增速,将为光伏玻璃带来新的增长动能。
光伏玻璃发展趋势
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0.015%,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。
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1.6 mm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。
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,2020年2.5mm及以下厚度的前盖板玻璃市占率约为29%,2025/2030年有望提升至47%/56%。
通常情况下,需要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,2021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,但根据新增产能统计,预计2021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,2022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2025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2025年达582亿元,2020-2025年CAGR为14.5%。
目前,从WIND统计结果来看,2022年1月2mm、3.2mm光伏镀膜玻璃价格分别为19.2、25元/平方米,环比持平。厂商库存天数28.56天。2022年2月,在产企业36家,月产量94.9万吨,同比增加41%,企业平均库存量约21天,2mm光伏压延玻璃平均价格为20.2元/平方米、3.2mm光伏压延玻璃平均价格为26.3元/平方米。
中长期看未来若上游原材料价格回落,叠加政策推动,光伏装机需求将会继续增加,带动光伏玻璃出货量提高,进一步消化库存但从目前情况看,光伏玻璃库存依然较多,周转天数较长,存在一定产能过剩。在供给侧,1-2月光伏玻璃日熔量4万吨,环比持平,22年光伏玻璃投产计划较大,我们认为22年产能投放情况仍需观察。
总体而言,光伏玻璃价格目前基本稳定,但上游成本加大导致下游玻璃平均利润压缩,目前价格水平下部分小窑炉已无利可图,龙头企业基本已经把控全局,业绩稳定上扬。比如福莱特玻璃2021年年报显示,营业收入 871,322.81 万元,比上年同期增长 39.18%,净利润 211,991.93万元,比上年同期增长 30.15%,扣除非经常性损益的净利润205,520.57万元,比上年同期增长26.92%。尽管个别季度出现了下降,但全年看龙头企业营收和利润出现双增长。在2021年光伏玻璃全行业发展较好的基础上,判断2022年价格下行空间有限,后续若需求加速好转,光伏玻璃价格仍有望阶段性调涨,继续看好龙头公司未来量价齐升的逻辑。
光伏玻璃的未来发展主要是双面玻璃,且在大尺寸基础上突出薄片和防爆性能。目前,在光伏平价上网倒逼下,以高性价比为优势的双面组件开始异军突起,同时轻薄、防爆技术的应用更加广泛。数据显示,2022年随着下游应用端对于双面增益的认可,双面组件市占率保守预计将超过45%。与单面相比,双面双玻组件能够大幅提升发电量、降低度电成本,近两年已经成为应用于大型地面电站的主力产品。比如晶澳在双面双玻组件的研发和量产上一直走在行业前列,早在2017年便开始量产PERC双面双玻组件,并为全球首个大规模应用双面双玻组件的光伏项目以及全球多个大型电站项目供应了双面组件。近年来,双面双玻技术叠加多主栅、半片电池技术,以及大尺寸硅片、掺镓硅片等相结合,不断提升组件的发电性能。
总体来看,双面组件背面增益效果显著,有效降低度电成本。在效率方面,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%。
此外,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统计,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2018年的2%提升至2020年的30%,预计2025年有望达到60%以上。
组件双面化变革带来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。
性能方面: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2018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,2019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。
成本方面: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3.2 mm光伏镀膜玻璃在合理毛利率情况下的价格24元/平,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2016年的5%已经快速上升至2020年的28%,而有机透明背板应用较晚,2020年渗透率仅为2%。
此外,光伏玻璃受益双玻渗透提升。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,2025年双面组件市场份额有望达到60%,由此我们预计2025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2025年接近28亿平,2020-2025年CAGR达22%。
3.光伏玻璃行业展望
2022年初国家发改委、能源局印发《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》(发改体改〔2022〕118号),意见指出:到2025年,全国统一电力市场体系初步建成。到2030年,全国统一电力市场体系基本建成,适应新型电力系统要求,国家市场与省(区、市)/区域市场联合运行,新能源全面参与市场交易。从118号文出台背景来看,主要是解决我国电力市场交易规则不统一、跨省跨区交易存在市场壁垒等问题,目标是加快形成统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善的电力市场体系。2025年,全国统一电力市场体系将初步建成,国家市场与省(区、市)/区域市场协同运行,电力中长期、现货、辅助服务市场一体化设计、联合运营,跨省跨区资源市场化配置和绿色电力交易规模将显著提高,这将有利于新能源、储能等发展的市场交易和价格机制初步形成。到2030年,全国统一电力市场体系将基本建成,国家市场与省(区、市)/区域市场联合运行,新能源全面参与市场交易。我们预计,新能源全面进入交易环节,光伏行业将成为重要的交易基础行业,光伏整个产业链长期进入上扬趋势,将为光伏玻璃出货量带来长周期性利好。
根据《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,未来五年,我国将全面推动光伏基础材料、太阳能电池及部件智能制造,主要目标是提高太阳能电池量产的转换效率,形成完善的硅料、硅片、装备、材料、器件等配套能力,其中明确提出开发高质量光伏玻璃产品。2021-2025年,我国光伏产业将迎来充分协调发展,多晶硅、硅棒/硅片等产业链的全面提升将显著增加对高质量光伏玻璃的需求。但从中短期来看,近期由于行业景气度提升以及光伏玻璃限产能政策的调整,许多企业加速产线布局,容易出现产能过剩现象。2022年上半年,预计有26条新增产线点火,新增产能共计25000t/d;2022年下半年,预计有33条产线点火,新增产能共计35000t/d。若全部产线按期投产,产能将严重过剩。同时,随着产能的释放,2022-2023年行业将进入价格竞争阶段,企业间更多价格战核心在于成本控制。
目前,新建 1000 吨/天大型窑炉成为行业趋势。规模化生产线能够有效提高光伏玻璃生产效率、降低单位能耗。大型生产线带来更低的单位生产能耗,有望实现对中小型窑炉的产能替代。生产线向智能化、自动化发展。考虑到自动化生产线带来的人工成本降低,目前主流光伏玻璃厂商大都在积极推动生产设施的智能化、自动化发展,生产线基本实现数字化、智能化,车间全流程智能化自动生产确保生产线无人值守,部分龙头企业全面实现了机器换人。同时,轻薄化成为光伏玻璃发展趋势。目前并没有标准对双面双玻光伏组件玻璃厚度进行规定,但是主流组件厂商一般使用2.5mm玻璃板以及2mm玻璃板。与常规玻璃加背板结构的组件相比,双玻组件的短板是重量较重,轻薄化的光伏玻璃能有效减轻组件重量、强化组件散热。根据天合光能计算,目前主流的2.5+2.5双玻组件前后板总热阻约为0.0048 m2*K/W,略低于使用3.2mm盖板玻璃的普通组件。而2+2双玻组件前后板总热阻则进一步下降至 0.0038m2*K/W,较2.5+2.5双玻组件显著降低了26.9%。目前部分光伏玻璃厂商如中建材已经可以生产1.5mm轻薄高透光伏玻璃,但由于其价格过于昂贵,暂时难以推广。因此,光伏玻璃厚度将主要向着2mm方向发展。
我国光伏行业长期被欧美通过反倾销、反补贴措施加征关税进而导致出口市场份额降低。2015年 8月,欧盟对中国光伏玻璃反倾销案件做出最终裁决,对中国光伏玻璃企业征收反倾销税和反补贴税。反倾销税率为71.40%,反补贴税率为 12.80%。2020年7月,欧盟对中国光伏玻璃作出第一次反倾销日落复审终裁,决定继续对中国光伏玻璃企业征收为期5年的反倾销税和反补贴税。反倾销税和反补贴税分别为71.40%和12.80%。2017年6月,印度商工部对原产于或进口自中国的透光率不低于90.5%、厚度不超过4.2毫米(误差0.2毫米)的有涂层和无涂层纹理钢化玻璃(印度海关编码70071900)作出反倾销肯定性终裁,对出口至印度的光伏玻璃征收136.21美元/吨的反倾销税。2021年6月,印度商工部应印度国内企业申请,对原产于或进口自中国的透光率不低于90.5%、厚度不超过4.2毫米、至少一个边的尺寸大于1,500 毫米的有涂层和无涂层纹理钢化玻璃(印度海关编码70071900)启动第一次反倾销日落复审立案调查,国内企业目前已完成书面答辩意见。上述贸易争端存在持续性征税或扩大化征税可能,鉴于目前光伏玻璃企业海外销售份额和海外营收平均占比均位于24-35%区间,对我国国内光伏玻璃企业出口仍可产生影响,但由于国内企业出口目的国或原产地国较多,上述制裁影响较为有限。

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重 要 说 明
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