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光伏与风电技术迭代引发新材料需求

发布时间:2022-10-08 13:52:03 作者:珏佳福州猎头公司 点击次数:1133

在碳中和背景下,国内及海外发电结构向清洁能源 倾斜,清洁能源中光伏发电和风力发电为主要发展方向,近年,我国光伏发电和风力发电同比增速分别大于 20%和 10%,2021 年 1-11 月光伏发电和风力 发电量分别为 1696 亿 kWh 和 5066 亿 kWh。预计从 2022 年起,风电、光伏将进入更快速发展期。2021 年国资委印发《关于推进中央企业高质量发展做好碳中和工作的指导意见》,明确提出要全面推进 风电、太阳能发电大规模、高质量发展,因地制宜发展生物质能,探索深化海洋能、地热 能等开发利用。风电、光伏等绿色能源的未来发展空间全面打开。

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风电、光伏等有望在 2060 年取代当前化石能源地位。2020 年我国化石能源占能源消 耗总量的 83.6%,非化石能源占 16.4%。煤炭、石油和天然气的占比分别为 56.7%、18.9% 和 8.0%,水电、风电、核电和光伏的占比分别为 9.1%、3.1%、2.4%和 1.7%。我们预测到2060 年,清洁能源将占中国能源结构的 90%以上,其中光伏、风电、氢能和核能有望 分别占 36.5%、25%、15.2%和 9.0%,成为中国最主要的能源供应组成。

光伏:平价时代临近,关键材料打开空间

技术驱动光伏行业快速发展,成本大幅下降。据 IRENA 数据,2010-2019 年间全球 光伏发电的成本降低 82%,成本下降主要是电池片价格与系统配套费用的降低,电池板价 格下降达 90%。成本降低直接带动光伏装机量的快速发展,IEA 数据表明,2010 年和 2020 年全球累计光伏装机量分别为 39.78GW 和 760.4GW。光伏行业仍保持着良好的发展势头, CPIA预计2025年乐观情况下全球光伏新增装机规模将达330GW。

平价项目快速增长,2020 年规模已超竞价项目。随着光伏发电效率的快速提升和成 本的稳步下降,平价项目快速增长。2020 年 8 月 5 日,国家发改委、国家能源局发布 2020 年平价光伏、风电项目名单,其中光伏项目 33.05GW。同年 9 月 30 日,国家能源局综合 司公布光伏竞价转平价上网项目,涉及装机规模 8GW。全年平价项目共计 41.05GW,大 幅超过竞价项目,意味着光伏平价时代到来。

平价时代下,全球光伏新增装机未来 5 年有望保持 15%以上复合增速。据 CPIA 预测, 到 2025 年时,乐观情况下全球光伏新增装机规模达 330GW,CAGR 为 20.5%,保守情况下光伏新增装机规模达 270GW,CAGR 为 15.7%;我国乐观情况下光伏新增装机规模为 110GW,CAGR 为 17.9%,保守情况下光伏新增装机规模为 90GW,CAGR 为 13.3%。

硅片、胶膜、背板是光伏发电的关键材料。光伏的关键元件是太阳能电池片,经过串 联后通过封装保护形成太阳能电池组件,再配置控制器及安装系统支架等部件形成光伏发电装置。太阳能电池组件根据不同结构主要分为单玻组件和双玻组件。

硅片:核心原料三氯氢硅中短期供需预计偏紧。目前国内多晶硅主要采用改良西门子 法生产工艺,部分采用硅烷硫化床法。其中前者所需的核心原材料是三氯氢硅,三氯氢硅 通过工业硅制备合成。目前国内多晶硅扩产迅速,预计至 2022年行业将新增 95万吨产能。

胶膜:关注单玻向双玻过渡催生的 POE 需求及其国产化。目前全球光伏组件正处于从单玻向双玻的过渡期,据 CPIA 预测,2025 年全球双玻组件渗透率有望从 2020 年 29.7% 提升至 60%。预计至 2025 年全球光伏胶膜需求有望达到 36.0 亿平,CAGR 为 18.7%,其中 POE 需求有望提升至 13.69亿平,CAGR 为 40%。目前国内尚无 POE 的产业化能力,仅部分企业取得一定进展。 

背板:透明背板将是未来发展的趋势。相较于普通背板,透明背板可适用于双面电池,提升发电效率。相较于光伏玻璃,等面积透明背板更加轻薄,且抗紫外线、耐盐碱性能更加优异。

风电:推进叶片大型化,材料国产替代加速

叶片大型化提升单机容量,降低风机成本。单机容量的提升意味着风机捕捉风能的能 力提升,风机进一步大型化有赖于大叶片技术的升级。2018 年全国新增装机平均叶轮直径约 120 米,其中121 米叶轮直径是主流。GWEC 预计在 2020-2025 年中 150m 叶轮直径风机将成为主流。

风电的叶片大型化为相关材料带来发展机会。风电叶片主要由增强材料(梁)、基体 材料、夹芯材料、表面涂料及不同部分之间的结构胶组成。大型风电叶片对各部分材料的 性能提出了更高的要求,预计2021-2025 年国内年均风电装机量将达到 55GW,CAGR 达到 50%,其 他相关材料包括基体环氧树脂以及聚醚胺、传统的玻纤表面涂层,以及海风电的高速发展下灌浆料的需求也将迎来快速增长。


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