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光伏胶膜:光伏组件的关键材料,国产化替代空间广阔

2021-10-12 04:15

文 / 乐晴智库   编辑 / 庄梅

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  加快可再生能源的发展已经成为全球能源转型的主流方向,清洁能源的发电比例迅速上升。在成本竞争优势的推动下,全球光伏发电在总发电量中的比例将从2018年的2.4%提高到2050年的24%。

  根据国际可再生能源机构(IRENA)发布的《全球能源转型:2050路线图(2019版)》的预测数据,2050年全球光伏装机容量将达到8,519GW,到2025年新建光伏项目的发电成本将比新建煤电低30%以上。

  随着光伏装机容量的强劲增长,国内光伏产业迎来了巨大的发展机遇,为光伏产业链细分提供了广阔的增长空间

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  在光伏产业产业链中,光伏胶膜主要用于光伏组件的封装,是光伏组件的关键材料。

  光伏组件结构:

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  资料来源:《光伏组件封装用EVA胶膜的研究进展》

  胶膜放置在钢化玻璃或背板和太阳能电池之间,用于封装和保护电池。主要用于包裹在电池两侧,缓冲电池和玻璃(或背板)之间。

  由于光伏电池本身容易破碎,封装过程不可逆,电池组件的运行寿命通常要求在25年以上。一旦直接接触雨雪,风沙和灰尘会严重影响光伏电池的光电转换效率。因此,虽然胶膜等膜材料在光伏组件总成本中的比重不高,但它们是决定光伏组件产品质量和寿命的关键因素。

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  从光伏胶膜的市场规模来看,2020年光伏胶膜的市场空间约为119亿元。从2021年开始,光伏胶膜市场空间迅速增长,主要原因包括平价时期光伏需求快速增长,上游EVA粒子涨价+克重增加,带动光伏胶膜价格相应上涨。

  CPIA预计2022年光伏新增装机容量将达到225GW,光伏产业的快速发展将带动组件出货量的持续增长和胶膜需求的增加。

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  光伏胶膜上游材料

  目前市场上的封装材料主要有透明EVA胶膜、白色EVA胶膜、聚烯烃(POE)胶膜、共挤聚烯烃POE(EVA-POE-EVA)胶膜等封装胶膜(包括PDMS/Silicon胶膜、PVB胶膜、TPU胶膜)。

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  资料来源:海优新材招股书, 行行查

  EVA胶膜是目前光伏组件生产过程中所需的主要核心封装材料,其主要原料是乙烯-醋酸乙烯共聚物。

  据CPIA介绍,到2020年,组件封装材料仍以透明EVA胶膜为主,约占市场份额的56.7%,

  随着光伏组件制造商越来越重视包装材料对提高发电效率的作用,优质胶膜(主要是白色增效EVA胶膜和多层共挤POE胶膜)的比例逐渐增加。同时,双面电池和双玻璃组件的使用进一步提升了优质胶膜的市场份额。

  EVA树脂-光伏胶膜 - 光伏电池产业链:

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        资料来源:中国化工信息, 行行查

       EVA胶膜在生产中具有很强的技术壁垒、配方、改性技术、生产工艺和关键生产设备。EVA项目项目本身需要42-45个月,如果没有技术基础,从生产EVA到生产光伏材料需要6-9个月。

  光伏级EVA短期至中期的新供应只能由现有的EVA生产线或即将开通的EVA生产线给出。

  就EVA供应方而言,目前我国有9家EVA生产企业,总产能达147万吨,其中只有斯尔邦、联虹新材料、宁波台塑三家可生产光伏级EVA,供应呈现出EVA不缺,光伏级EVA紧缺的格局。

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  根据新装置的投产时间,预计2021年中国将有90万吨新装置点火试生产,其中扬子石化和中化泉州的总产能将首次投产。但由于EVA工艺难度较大,一般装置投产至少需要3个月左右才能顺利生产出成品。

  全年国内新增EVA供应有限。考虑到新增产能投产后产能的攀升期,预计2021年国内新增有效供应量将在11万吨左右,EVA有望继续繁荣。

  2020年我国EVA产能分布(万吨/年):

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  资料来源:百川盈孚, 行行查

  中游光伏胶膜市场格局

  从全球胶膜下游市场结构来看,光伏胶膜行业的核心制造商集中在中国。

  目前光伏胶膜行业呈现出一超两强的竞争格局,福斯特、斯威克、海优新材料占全球80%。

  光伏胶膜龙头企业运营能力强,融资渠道畅通,充足的运营资金可以优化采购成本,提高盈利能力。

  近几年胶膜行业毛利率稳步上升。福斯特胶膜毛利率一直走在行业前列,领先于其他胶膜公司。在过去的三年里,福斯特的毛利率从19.14%上升到29.04%,在胶膜公司中毛利率最高;海优新材料的毛利率从13.45%上升到23.89%,盈利能力上升到行业第二。

  随着高效电池的广泛使用,双玻璃组件的功率越来越大,抗PID特性越来越重要。POE,白色EVA单价,毛利率高于普通EVA,预计20年胶膜龙头POE+白色EVA出货量将达到40%。

  光伏胶膜行业毛利率对比:

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  资料来源:各公司公告

  全球市场主要由美国胜邦(STR)、日本三井化学(Mitsui Chemicals Fabro)、日本普利司通(Bridgestone)和德国Etimex四家公司垄断,2013年总市场份额达到60%。

  中国企业早期通过自主研发或技术合作投资EVA胶膜研发,逐步实现EVA胶膜国产化,2019年EVA胶膜国产化率已超过80%。

  目前,胶膜行业处于利润底部,业绩环节大幅下降,二线厂商几乎没有利润,暂停了扩大生产的计划。随着组件领先集中度的提高,客户结构优秀的胶膜厂有望继续增加数量。

  2020年全球光伏胶膜行业竞争格局:

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  资料来源:各公司公告,行行查

  随着光伏产业的快速发展,组件企业大幅扩大生产,保持国内替代趋势,对胶膜的需求将继续增加。根据CPIA测,未来高端胶膜的渗透率将逐步提高,胶膜行业将受益于产品结构的改善,龙头企业的良好竞争格局将受益于行业的快速发展。技术创新二线企业的快速成长也将继续受益。

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