大家好!今天让小编来大家介绍下关于全球光伏年新增装机容量_一篇看懂!光伏组件回收超全科普的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
文章目录列表:
1.我国光伏发电行业的发展状况是怎样的呢?2.一篇看懂!光伏组件回收超全科普
3.乙烯下游产业分析及新材料介绍
4.目前国内外太阳能光伏发电的现状和趋势
我国光伏发电行业的发展状况是怎样的呢?
供给——太阳能电池片产量逐年增加
2011年以来,我国太阳能电池片产量规模稳步提升。据中国光伏协会统计数据显示,2021年中国电池片产量为198GW,较2020年的135GW同比增长46.9%。2022年上半年,国内电池片产量约135.5GW,同比增长46.6%。
供给——光伏组件产量快速增长
单体太阳电池不能直接做电源使用,作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。太阳能电池组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中最重要的部分。
得益于全球光伏需求增长的推动,国内企业在近年来持续加大组件环节的投资和技术革新,近10年来生产成本持续下降,自动化、数字化程度不断提升。据中国光伏协会统计数据显示,2021年,中国组件产量达到182GW,同比增长46.1%,以晶硅组件为主。2022年上半年,国内组件产量达到123.6GW,同比增长54.1%。
需求——中国光伏新增装机量波动扩大
据国家能源局统计数据显示,2017年,我国光伏发电新增装机容量为53.06GW,创历史新高。2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新增项目有所下滑,全年新增装机容量为44.26GW,同比下降17%。受国家光伏行业补贴、金融扶持等政策影响,2020年及2021年光伏装机量大幅回升。2020年,中国光伏新增装机48.20GW,同比增长59%。2021年,中国光伏新增装机再创新高,达到54.88GW,同比增长14%。2022年1-9月,我国光伏累计新增装机52.60GW,同比增长106%。
需求——光伏累计并网容量达3.36亿千瓦
截至2022年第三季度,中国光伏发电累计并网容量达到3.58亿千瓦,其中集中式光伏电站21546.9万千瓦,分布式光伏14245.7万千瓦。
光伏发电占全社会用电量比重逐年上升
随着城镇化率和城乡居民电气化水平的持续提高,以及新一轮农网改造升级、居民取暖“煤改电”的大力推进,尤其在气温因素的作用下,冬季取暖和夏季降温负荷快速增长,带动了城乡居民生活用电快速增长。而光伏发电作为可再生清洁能源的一种,随着我国用电量的不断提升,发电需求也将不断增长,光伏发电需求量将逐渐扩大。2014-2022年,中国光伏发电量占全社会用电量比例逐年增长,2021年占比达到3.9%,2022年前三季度达到5.1%。未来,光伏发电有望成为推动我国实现能源变革的重要引擎之一。
—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国光伏发电行业市场需求与投资战略规划分析报告》
一篇看懂!光伏组件回收超全科普
房顶安装不违法,但是在菜地里可能涉及占用耕地问题。房顶安装注意承重问题,一般不会导致雷击。卖电的话并网不容易,不并网私自卖电违法,并且一旦出事你的责任非常大。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。
20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。
太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达800兆瓦时,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。
20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。
世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。
现状与趋势
2011年,全球光伏新增装机容量约为27.5GW,较上年的18.1GW相比,涨幅高达52%,全球累计安装量超过67GW。全球近28GW的总装机量中,有将近20GW的系统安装于欧洲,但增速相对放缓,其中意大利和德国市场占全球装机增长量的55%,分别为7.6GW和7.5GW。2011年以中日印为代表的亚太地区光伏产业市场需求同比增长129%,其装机量分别为2.2GW,1.1GW和350MW。此外,在日趋成熟的北美市场,新增安装量约2.1GW,增幅高达84%。
其中中国是全球光伏发电安装量增长最快的国家,2011年的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍,2011年电池产量达到20GW,约占全球的65%。截至2011年底,中国共有电池企业约115家,总产能为36.5GW左右。其中产能1GW以上的企业共14家,占总产能的53%;在100MW和1GW之间的企业共63家,占总产能的43%;剩余的38家产能皆在100MW以内,仅占全国总产能的4%。规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。
在今后的十几年中,中国光伏发电的市场将会由独立发电系统转向并网发电系统,包括沙漠电站和城市屋顶发电系统。中国太阳能光伏发电发站潜力巨大,配合积极稳定的政策扶持,到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦,年发电量可达1.3亿兆瓦时,相当于少建30多个大型煤电厂。国家未来三年将投资200亿补贴光伏业,中国太阳能光伏发电又迎来了新一轮的快速增长,并吸引了更多的战略投资者融入到这个行业中来。
2015年上半年,全国累计光伏发电量1900万兆瓦时。 [1]
2015年9月7日,江苏省首个供电所光伏发电项目在南京市浦口区正式并网运行,农村居民也用上了“绿色电”。接下来光伏发电项目将在农村变电所推广。 [2]
2015年11月,安徽省来安县全面启动乡村光伏发电项目,11个美好乡村“空壳村”装机容量为60KW以上的光伏电站进入招标程序。据初步估算,并网发电后各村每年能提供72000KWh清洁电能,村级集体经济能增收5万元以上。 [3]
2015年1-6月,全国新增光伏发电装机容量773万千瓦,截至2015年6月底,全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦。 [4-5]
自2013年起,光伏发电连续3年新增装机容量超过1000万千瓦;截至2015年底,光伏发电累计装机容量达到约4300万千瓦,超过德国成为全球第一。此外,光伏产业正发力“走出去”。国家能源局数据显示,2015年光伏电池及组件出口量达到2500万千瓦以上,出口额达到144亿美元。
原理
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播报
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属原子内部的库仑力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,电流便从P型一边流向N型一边,形成电流。
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波(该频率称为极限频率threshold frequency)照射下,某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流,即光生电。
光伏发电原理图
光伏发电原理图
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等,就形成P-N结。然后采用丝网印刷,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂一层防反射涂层,电池片就至此制成。电池片排列组合成电池组件,就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框,正面覆盖玻璃,反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备,就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电,需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储,也可输入公共电网。发电系统成本中,电池组件约占50%,电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。
乙烯下游产业分析及新材料介绍
组件回收是光伏产业链上的最后一环,也被视为整个光伏绿色产业链的“最后一公里”。
随着光伏发电的大规模利用, 退役和废旧光伏组件的回收利用 成为越来越突出问题,同时也为行业带来了巨大的新商机。如今,这一新兴产业已经处于爆发的前夕。
一、组件回收——必要性与紧迫性并存
随着全球环境恶化和能源危机的日益加剧,碳达峰、碳中和已成为全球的共识,光伏新能源作为各国实现气候目标的重要途径之一,装机容量更是快速增长。
2021年,全球新增光伏装机量达到183GW,同比增长30%以上。据BNEF彭博新能源财经预计,到2030年这一数字将增加到334GW。我国作为光伏产业发展最成熟的国家,光伏发电累计装机容量已超过200GW,预计2030年新增装机水平将达到105GW~128GW。
未来光伏发电的装机规模,无疑将由“GW时代”跨越至“TW时代”。
但与此同时,光伏发电的大规模应用,却不可避免地衍生出了废旧光伏组件的回收问题。
据国际能源机构一组预测数据显示,2030年,全球光伏组件回收将达800万吨左右,迎来回收大潮。2050年,全球则会有将近8000万吨的光伏组件进入回收阶段。
其中, 中国将在2030年面临需要回收达150万吨的光伏组件,在2050年将达到约2000万吨,是埃菲尔铁塔重量的2000倍。
如此大量的废旧光伏组件如果处理不当,给环境、社会带来不良影响无疑将不可小觑。
但如果处理得当,则不仅可以助力资源的循环再利用,缓解资源短缺,还能够培育新兴产业,创造更多就业价值,同时真正实现光伏全生命周期的绿色发展,促进光伏产业的可持续发展。
组件回收必要性与紧迫性并存,但当前组件回收工作仍然面临着诸多挑战。
二、组件回收目前面临的难点有哪些?
1、非法遗弃和非法倾倒
安装在建筑物屋顶上的分布式光伏电站,往往会随着建筑物的拆除而废弃。在土地上搭建的地面电站则可能随着土地租赁到期被拆掉,如果业主无法支付或准备回收处理的费用,那么废弃的组件很可能会被放置在原处,或者被非法倾倒在其他土地上。
2、有害物质泄漏和扩散的潜在威胁
实际上,大多数废弃光伏电池板件的归宿是被当做废品卖到废品回收站。
我们知道,根据电池板的类型,太阳能电池板含有铅、硒和镉等有害物质。当电池板被卖到废品回收站后,很少有人知道其中有这么多有害物质,也就很少会进行适当的废弃处理。
3、处理场所短缺
以日本为例,自2012年日本引入FIT(可再生能源固定价格收购)制度开始,光伏发电装机规模明显扩大且扩大速度持续提升。按照光伏组件25年的生命周期来计算,预计会在2040年左右进入密集报废期,每年约产生80万吨的废弃光伏电池板。如果把这些电池板铺开, 面积相当于182个天安门广场, 高峰期可能导致回收处理场所的暂时短缺。
4、技术难点
目前已有的成熟光伏组件回收处理技术主要有三种,包括 物理分离、有机溶剂溶解法、热处理与化学方法相结合。
①物理分离法
物理分离法是指将组件经破碎、金属剥离、湿法冶金分离等步骤来回收金属。实验表明此方法仅可获得17.4%金属回收率。
②有机溶剂溶解法
有机溶剂溶解法是指选择几种有机溶剂浸泡去除背板的晶硅电池片,用有机溶剂溶解封装材料EVA,使玻璃与电池片分离,此方法可以获取整块完整的电池片。
③热处理与化学方法相结合法
热处理与化学方法相结合法是指把去除背板的电池板放在管式炉或者马弗炉中,将封装材料EVA去除干净,得到纯净的电池片,再使用化学方法把电池片表面的减反射层、银浆和铝去除,得到纯净的硅片。
以上方法中,无机酸和有机酸溶解只针对EVA的去除和分离,未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用,且剩下的废液也难处理;而物理分离法也不够完善,未能分离各单一的组分。同时,对含氟背板的回收问题,也是一个难点。我国光伏退役回收工作的重要参与者、带头人,中国科学院电工研究所高级工程师吕芳表示:“过去90%的光伏组件背板是含氟背板,不能烧、埋,否则会带来不可逆的环境污染,对人体也有重大危害。”
光伏组件的回收处理方法仍有待探索。
5、高成本
无锡尚德总裁何双权曾发文指出,目前很大一部分组件建于偏僻的西北地区或位于屋顶之上,增加了运输成本,同时需要购置专门的回收设备与相关材料,加上技术尚不成熟,投资消耗较大,回收物质的纯度却不高,以及尚未形成大规模的操作形式,因此 光伏组件回收成本仍高。
高成本仍是光伏组件回收市场难以回避的一个“门槛”。
三、光伏组件回收正呈产业化趋势
尽管光伏组件回收还面临着诸多棘手难题,但光伏的飞速发展和大规模应用,正为这一新兴产业的诞生和发展不断添火。
过去数年,韩国、日本和来自欧盟的一些国家在光伏组件回收产业化问题上一直积极布局。
欧盟于2014年正式将光伏组件纳入“报废电子电气设备指令”,还通过“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”回收组织负责处理废旧光伏组件。2017年,又进一步颁布了针对光伏组件回收的欧盟标准,并建设了化学法示范线和物理法/化学法综合示范线。
2018年, 法国建立了世界首个光伏组件回收工厂 ,对光伏组件材料的回收利用率超95%;
2021年,澳大利亚正式批准Clive Fleming成立澳洲首家光伏组件回收工厂Claiming PV,尚德、阿特斯、英利、韩华等公司参与技术支持;
在国内,光伏组件回收发展起步于“十二五”规划,依托于科技部“863”课题计划,经历了长达10年的实验室研究,在技术上可与国外并驾齐驱。
2019年4月,国家科技部的国家重点研发计划可再生能源和氢能技术重点专项“成套技术和装备项目”开始实施,英利集团、晶科能源等13家光伏企业联手中国科学院等众多科研院所,针对光伏组件的回收技术、关键装备研制、回收处理示范线、回收标准体系和监管机制,积极展开探索。
同时,自2017年起,国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司(以下简称“黄河公司”)还率先自主开展光伏组件环保处理、回收的关键技术和装备的研究。截止2021年12月底, 黄河公司已建成我国首条组件回收中试线 ,闭环形成多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价及组件回收的垂直一体化光伏全产业链。
三、亟待更多力量的加入
中国科学院电工研究所高级工程师、中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳表示:“未来,光伏组件回收将成为光伏产业链的新产业增长点,必然会有人进入,不管是资本方还是工业界等都会进入。”而当前国内光伏组件回收技术正是需要“百花齐放”。
期待未来随着更多力量的加入,如何低成本地实现光伏废弃组件的回收利用和无害化处理等一系列问题,都能够得到逐一破解,真正实现光伏全生命周期的绿色发展,实现光伏产业的可持续发展。
目前国内外太阳能光伏发电的现状和趋势
乙烯产业链:聚乙烯为主要下游之一
乙烯生产工艺流程可分为三类:煤制烯烃(CTO/MTO)、石脑油蒸汽裂解、乙烷裂解。(1)煤制烯烃是指以煤合成的甲醇为原料(CTO),借助类似催化裂化装_的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术。(2)石脑油蒸汽裂解是以石脑油为原料,在高温条件下,使石脑油中各族烃分子分解的过程,其主要产物为乙烯,副产少量丙烯。(3)乙烷裂解制乙烯是指原油直接蒸馏得到的乙烷通过脱氢、断链、二烯烃合成等反应最终得到乙烯的过程。
乙烯产量稳步提升,下游产品应用广泛。2020年,我国乙烯产量2160万吨,同比增长5.25%。国内乙烯下游产品包括聚乙烯(PE)、乙二醇、环氧乙烯、苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)等,这些衍生物的主要下游产品有塑料、纤维、橡胶等合成材料以及表面活性剂、黏合剂、涂料等,最终应用于包装、农业、建筑、电子电器、机械和汽车等行业。其中,聚乙烯(PE)是国内乙烯最大的下游消费领域,2020年61%的乙烯用于生产PE。
PE、乙二醇进口依存度较高。乙烯单体由于不易储运,因此通常加工成下游产品进行运输、销售。乙烯下游主要产品中,PE和乙二醇进口依存度较高,2020年分别为48.0%和54.7%。
乙烯下游新材料
薄膜是目前国内PE最大的下游消费领域。PE下游应用包括薄膜、中空容器、管材型材、注塑、电线电缆、拉丝等,其中薄膜消费占比53.50%(2020年),多应用于农膜和包装膜的生产制造。在乙烯下游新材料方面,我们认为光伏EVA、POE(用于光伏电池封装胶膜)、茂金属聚乙烯(mPE)、锂电隔膜(湿法工艺)等有望迎来发展机遇。
我国PE下游高端牌号产品进口依存度较高。国内聚乙烯下游产品以中低端通用料为主,市场竞争激烈,而高端牌号产品严重依赖进口。其中,辛烯共聚聚乙烯进口依存度最高超过90%。
2.1
EVA:光伏级需求快速增长
EVA是乙烯醋酸乙烯共聚物,可用于生产光伏胶膜、发泡、电线电缆、热熔胶等产品。不同含量的醋酸乙烯(VA)可以制成不同下游产品,当EVA的VA含量高于28%时,可以用于制成光伏胶膜;当EVA的VA含量为5%-10%时,可以用于制成发泡。
_供给端:产量稳定增长,进口依存度逐步下降。2017-2020年,国内EVA产能维持在97.2万吨;2020年产量74.1万吨,2016-2020年年均复合增速15%。我国EVA进口依存度较高,2020年EVA进口量117.7万吨,进口依存度为63%,较2016年72%有所回落。
光伏级EVA进口依存度高。2021年,榆能化、扬子石化、中化泉州产能逐步投产,截至2021年8月,国内EVA产能为147.2万吨,前四大企业(斯尔邦、延长中煤榆能化、燕山石化、扬子巴斯夫)产能合计占比72.0%。其中,光伏级EVA对醋酸乙烯含量有较高要求,目前国内仅斯尔邦、联泓新科、宁波台塑3家企业能够生产。根据联泓新科招股说明书,2019年我国光伏级EVA产量仅13.4万吨,消费量53.19万吨,进口依存度75%。
新增光伏级EVA实现稳产周期较长,供给紧张有望支撑高景气。根据我们统计,目前在建及规划的EVA新增产能超过200万吨,EVA进入新一轮产能扩张。但根据联泓新科《2021年4月8日投资者关系活动记录表》,全新EVA装_生产光伏胶膜料通常需要较长装_调试和探索磨合期,且在装_总产能中占比有限,因此我们预计未来虽然存在新建EVA装_投产计划,但光伏级EVA实现稳产周期较长,供给紧张有望支撑未来1-2年高景气。
_需求端:光伏胶膜是EVA最大下游消费领域。2020年,国内EVA消费量为186.4万吨,其中光伏胶膜需求占比33.5%;其次,发泡也是EVA重要的下游消费领域,2020年占比30%,被应用于中高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底和内饰材料中。此外,EVA还可用于电线电缆等领域。
根据海优新材2020年报援引的CPIA预测,未来5年全球新增光伏装机规模将保持年均15%-20%的复合增长率,2025年全球光伏新增装机容量有望达到270-330GW。我们按此测算,2021-2025年光伏级EVA需求年均增长约20万吨,到2025年全球光伏级EVA需求量162-198万吨。
价格价差:2020年下半年以来EVA价格大幅上涨。2013-2019年,EVA价格基本稳定在10000-15000元/吨,价差在3000-8200元/吨。2020年下半年开始,在光伏装机需求推动下,EVA价格涨幅124%。截至2021年8月26日,EVA价格21500元/吨,价差14287元/吨。
2.2
POE:双玻组件带来需求增量,期待国内技术突破
聚烯烃弹性体(POE)是由乙烯和高碳α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)聚合而成的无规共聚物弹性体。由于特殊的分子结构,POE具有良好的流变性能、力学性能、抗紫外线性能。
_供给:POE产品完全依赖进口,行业集中度高。国外拥有POE生产技术的石化公司对生产所需的催化剂进行了专利保护,并且严密封锁了生产作为POE重要原料的高碳α-烯烃的生产工艺技术,限制其转让。该生产技术现仅由六个国外大型企业掌握(美国陶氏、埃克森美孚、日本三井化学、韩国LG化学、SK集团、沙特阿拉伯沙比克公司),行业集中度较高;其中,陶氏是全球最大的POE生产商,占比42%。
国内企业加快POE及原料辛烯研发。POE作为纯依赖进口的产品,目前其生产利润、进口价格都较高。国内烟台万华、惠生工程、京博石化、茂名石化、天津石化等企业均在加快布局POE研发,整体仍处中试阶段,工业化有待进一步突破。此外,在POE原料方面,辛烯目前也全部依赖进口,国内未来在建大庆石化0.5万吨装_、万华化学7万吨装_、茂名石化等装_将弥补产业链空白。
_需求:国内POE的最大消费领域为汽车行业。根据隆众资讯,2019年国内POE消费量为45万吨,其中68%用于汽车行业。隆众资讯预计未来国内POE年均消费增速10%以上。
双玻组件市场占比提升带动POE胶膜需求增长。目前封装胶膜主要包括EVA胶膜和POE胶膜。EVA具有熔点低、流动性好、透明度高、层压工艺成熟等优点,但其强度低,水蒸气透过率和吸水率较大,耐候性较差。POE胶膜最大的优势就是低水汽透过率和高体积电阻率,保证了组件在高温高湿环境下运行的安全性及长久的耐老化性,使组件能够长效使用。对于采用双面电池的双玻组件而言,使用多层共挤POE胶膜在组件生产效率和组件综合性能层面均具备较强竞争力。
2020年,组件封装材料仍以EVA胶膜为主,尤其是透明EVA胶膜,但其占比有所下降,2020年透明EVA胶膜市场占比为56.7%,同比下降12.9个百分点;POE胶膜和共挤型POE胶膜占比提升,2020年占比25.5%,同比增长13.5个百分点。我们认为POE胶膜市场占比增长是由双玻组件市场占比的提升和EVA粒子的涨价导致。我们预计随着双玻组件、双面电池的大规模应用,包括多层共挤POE胶膜在内的高品质胶膜有望进一步提升市场规模。
2021年POE价格上涨。2020-2021年POE价格呈现阶梯式增长,尤其是2021年以来,随着汽车行业需求逐步复苏,POE价格大幅上涨,截至2021年8月27日,POE价格为23000元/吨,较年初上涨31%。
2.3
锂电隔膜:湿法工艺市场空间大
_产业链:锂电池组成结构及产业链。锂离子电池隔膜、正极材料、负极材料和电解液是组成锂离子电池最重要的材料。锂离子电池内部采用螺旋绕制结构,需用非常精细且渗透性强的薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。根据星源材质招股说明书及一览众咨询信息,隔膜的成本约占锂离子电池成本的11%,毛利率可达50%-60%,是四大主要材料中毛利率最高的产品。
锂电池产业链上游包括钴、锰、镍矿,锂矿,石墨矿、聚丙烯、聚乙烯等。在锂电池制造产业链中,电池包的制造核心部分就是电芯,电芯封装后再集成线束和PVC膜构成电池模组,再加入线束连接器、BMS电路板构成动力电池成品。
锂电池下游应用领域广泛,包括储能、交运、消费电子及工业设备产业。根据高工产研锂电研究所,新能源车端锂电池需求占比持续提升,2020年中国车用动力电池出货量为80GWh,同比增长12.7%,占中国锂电池市场56%的份额,远超其他应用终端;而3C数码市场增长趋于平缓,预计随着5G技术推广,智能手机终端需求、民用无人机、智能可穿戴设备等产品的兴起将带动消费类电池的增长。
_锂电隔膜性能及作用。锂离子电池隔膜具有良好的机械性能、化学稳定性和高温自闭性能,可以从隔离电池正负极、允许锂离子通过、防止高温引起的电池爆炸等方面提高锂离子电池的综合性能,并使得锂离子电池较传统的铅酸、镍镉电池在能量密度、循环寿命、环保性及安全性等方面有明显优势。
锂离子电池隔膜具有大量曲折贯通的微孔,能够保证电解质离子自由通过形成充放电回路;而在电池过度充电或者温度升高时,隔膜通过闭孔功能将电池的正极和负极分开以防止其直接接触而短路,达到阻隔电流传导,防止电池过热甚至爆炸的作用。
_锂电隔膜主要生产工艺。锂离子电池隔膜需要具备的诸多特性,对其生产工艺提出了特殊的要求,而生产工艺包括原材料配方和快速配方调整、微孔制备技术、成套设备自主设计等工艺。其中,微孔制备技术是锂离子电池隔膜制备工艺的核心,具体分为以湿法双向伸拉工艺及干法工艺。其中,湿法隔膜为聚乙烯单层膜,干法工艺的主要原材料是聚丙烯单层膜。
从两种生产工艺各自的下游细分下游领域来看,聚丙烯为主要原材料的干法工艺用于磷酸铁锂类动力电池(以下简称LFP电池);而湿法工艺主要流向三元材料类动力电池及3C消费电子领域。
_供给:国内锂电隔膜市场空间大。根据前瞻产业研究所援引高工锂电数据,2020年中国锂电隔膜出货量37.2亿平方米,同比增长35.8%,我们认为主要由于2020H2国内新冠疫情得到控制,小动力、3C数码及储能锂电池领域出货均大幅提升,且国内企业具有低成本高性能的竞争优势。
湿法隔膜出货量稳步增长,占比维持稳定。根据高工产研锂电研究所数据,从隔膜产品结构来看,2020年湿法隔膜出货量26亿平方米,同比增长30%,占隔膜总出货量的70%。2020年湿法隔膜占比为70.40%,与2019年占比比较接近。
湿法隔膜相比于干发工艺的优点是厚度薄、强度高、制孔均匀,因此湿法隔膜更能满足锂离子电池隔膜的要求。但湿法隔膜的缺点是成本较高,主要用在高端数码及三元动力锂电池产品上。
锂电隔膜产能扩张,高端产能不足。根据化工新材料公众号援引ICC鑫椤资讯,国内锂电隔膜产能自2015年开始快速扩张,截至2020年底,国内湿法隔膜产能达到70亿平方米/年,干法隔膜产能接近30亿平方米/年。企业产能规模化效应提升,隔膜成本进一步下降,造成隔膜价格下降,市场规模下滑。产能大规模扩产的同时,国内隔膜高端产能不足,低端产能过剩的矛盾愈发突出。目前国内高端湿法工艺重要依赖进口。
基体原料研发能力不足,困扰产品自主性。基体原材料研发能力不足是我国湿法隔膜生产目前存在的主要问题,基体材料主要为高分子量聚乙烯。根据新思界产业研究中心,2019年我国HDPE需求量约为1459万吨,但国内产量仅有700万吨左右,其中进口依存度约为48%。
国内市场份额分布方面,2020年湿法工艺制备厂家中,上海恩捷占比达44.90%,其他主要生产企业为星源材质(19.6%)和中材科技(18%);干法方面,星源材质为产业龙头,占总市场份额的23.5%,公司于2019年8月披露“超级涂覆工厂”项目计划,总建设期限为36个月,分两期建设,其中一期工程拟新建干法隔膜生产线8条、涂覆隔膜生产线30条,达产后形成锂离子电池干法隔膜年产能4亿平方米。根据公司2020年报,“超级涂覆工厂”项目建设顺利推进,并已经向客户供货。
此外,根据恒力石化2021半年报,公司深度挖掘新能源对化工新材料的需求趋势,凭借化工平台的战略支撑与下游高端膜市场的多年积累,快速布局锂电膈膜领域。目前公司已实质性启动锂电隔膜新产品产能建设的各项准备工作,包括隔膜设备采购谈判与核心人才市场招聘等工作,快速高效推进该业务进展。
_需求:新能源车销量上升拉动动力电池需求。隔膜企业大规模扩充产能背后,是动力电池领域新一轮产能扩充竞赛和新能源汽车销量大幅增长,对锂电池隔膜产生强劲需求,从而吸引隔膜企业积极扩产跟进。2021年6月,新能源汽车产量达到27.3万辆,同比增长135.3%,2021H1产量累计值达128.4万辆,同比增长205%,进一步拉动动力电池产量增长,202年6月同比增长184.3%。
国内锂电隔膜未来需求量较大。根据高工产研锂电研究所数据,2020年,国内锂电池出货量为143GWh,同比增长22%,预计2021年达到232GWh,2025年达到615GWh,2021-2025年间复合增长率达27.6%。以复合增长率27.6%进行计算,2021-2025年预计出货量分别为232、296、378、482、615GWh。
根据同花顺金融研究中心援引恩捷股份在投资者互动平台上的回复,1GWh锂电池对应隔膜需求约1500万平方米,由此我们测算,国内锂电隔膜2021-2025年间需求量将分别达到34.8、44.4、56.7、72.3、92.3亿平方米。
湿法隔膜未来市场空间较大。根据2020年湿法隔膜工艺占比及其增速测算,我们预计2021年湿法隔膜工艺占比仍将维持稳定,2021年湿法隔膜的需求量约为24.4亿平方米。未来,随着锂电隔膜市场的扩大,湿法隔膜需求量也将进一步扩大。
2.4
茂金属聚乙烯(mPE):新型包装膜需求带动需求增长
茂金属聚乙烯(mPE)是使用茂金属为催化剂生产出来的聚乙烯。由于其具有刚性与透明性好、热封强度高、耐应力开裂性优、减重明显等优势,mPE是目前产量最高、应用进展最快、研发最活跃的茂金属聚合物。
_供给:国内mPE供应主要依赖进口。2019年,mPE全球产量超过2400万吨。2019年,我国mPE产量约为20.0万吨,消费量约为92.2万吨,自给率仅为21.7%。2020年我国mPE进口量约为78万吨。目前我国mPE的生产企业主要有6家,分别是中国石化的齐鲁分公司、茂名分公司、扬子石化股份有限公司;中国石油的大庆石化公司、独山子石化公司;中国化工沈阳化工股份有限公司。除了中国石化的3家企业外,其他企业均选用进口茂金属催化剂。
未来国内计划投产mPE合计160万吨。随着我国在茂金属催化剂及其mPE方面研发力度的加大,产品有了较大进步。我们预计未来国内mPE进口依存度也有望降低。
_需求:全球未来mPE需求增长较快。2020年,全球mPE需求量达到2500万吨。欧美地区是mPE需求量最大的市场。其中,近5年,美国茂金属低密度聚乙烯(mLLDPE)的年均需求增长率约为17%,2020年需求量约为250万吨,预计2021年的需求量将达到300万吨。同期,亚洲地区的mPE消费呈快速增长态势,特别是中国、日本、韩国和新加坡正成为重要的消费市场,需求潜力巨大。
国内下游产品结构升级带动mPE需求增长。根据《茂金属聚乙烯市场现状与技术进展_宋倩倩》,预计我国mPE需求将以10%以上的速度持续增长,2020年的需求量已达100万吨,预计2021年将达到110万吨左右。其中,从mPE下游领域来看,包装领域的应用占比最高,约占70%,PE-RT管材约占25%。目前国外各大公司都在积极研究茂金属聚乙烯重包装膜,通过使用新型重包装膜,可以在保持薄膜性能不变的同时降低薄膜厚度。茂金属聚乙烯经过双向拉伸后还可以制成透气薄膜,广泛应用于防护服和建筑用透湿防水材料等。
_价格:mPE价格自从2020年6月以来整体呈现上升趋势。mPE价格在2021年3月达到顶点之后,开始持续下降,7月价格略有回升。2020-2021年整体价格趋势是上升状态。
风险提示
乙烯及其下游产品需求不及预期;新增产能快速投放;产品价格大幅波动。
1、国外现状:由于前5年发达国家光伏补助相当多,国外光伏发电迅猛,为了调节(降低)光伏发电装机,德国、英国、美国等发达国家正在降低光伏发电的补助,因此这些国家的光伏装机明显下降。
国外趋势:光伏发电补助会继续下降,使市场自动调节,当光伏组件价格降低到一定阶段时,达到商业发电的经济指标,光伏发电规模会增加。
2、国内现状:国家光伏补助电价为1元/KWH,在少部分地区(西藏、川西、新疆等)能达到商业发电经济要求(年收益8%),在这些地区光伏发电发展比较迅猛。其他地区由于受资源影响(太阳能辐射值低)很难发展大型并网光伏电站。
国内趋势:在光伏组件价格逐渐降低的情况下,国家正在考虑降低光伏发电的补助,但是在未来5~10年国家仍将大力扶持光伏发电,光伏发电会在国内遍地开花。
应用领域
一、用户太阳能电源:
(1)小型电源10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收录机等;
(2)3-5KW家庭屋顶并网发电系统;
(3)光伏水泵:解决无电地区的深水井饮用、灌溉。
二、交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。
三、通讯/通信领域:太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统;农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。