日前，發改委表示，我國將加快構建清潔低碳安全高效能源體系，嚴控煤電項目，“十四五”時期嚴控煤炭消費增長，“十五五”時期逐步減少。加快推進煤電機組節能降碳改造，大力提高電網對光伏發電、風電的接納、配置和調控能力，優化光伏發電、風電基地外送通道調度運行，持續提高可再生能源發電消納比例，推進重大水電工程建設。源起基金因時而動，研究電力行業概況及光伏產業鏈投資機遇分析，希望對于讀者有所啟發。

 

電力行業概況及光伏產業鏈投資機遇分析

 

一、電力行業概況

 

（一）電力行業的定義

 

1.電力生產和供應行業

 

根據國家統計局行業分類標準，“電力生產和供應行業”是指將煤炭、石油、天然氣、核燃料、水能、海洋能、風能、太陽能、生物質能等一次能源經發電設施轉換成電能，并利用電網將其輸送、分配和出售給用戶的行業。一般而言，日常所稱的電力系統/電力體系可分為發電、輸電、配電、售電和用電5個環節，“電力生產和供應行業”大致包含前4個環節，涵蓋電力生產、供應以及提供電力輸配服務的一系列企業。

 

圖 電力生產和供應業環節劃分

 

發電：主要包括火力發電、水力發電、核力發電和可再生能源發電。其中：

• 火力發電，指利用煤炭、石油、天然氣等燃料燃燒產生的熱能，通過火電動力裝置轉換成電能的生產活動，包括熱電廠發電和利用余熱、余氣等發電活動；

• 水力發電，指通過建設水電站將水能轉換成電能的生產活動，包括水電站發電和抽水蓄能電站發電活動；

• 核力發電，指利用核反應堆中重核裂變所釋放出的熱能轉換成電能的生產活動，包括核電站發電；

• 可再生能源發電，指利用太陽能、風力、地熱、潮汐能、生物能等發電的活動，其中，目前最主要的包括太陽能發電和風力發電。

• 輸電：即電能的傳輸，是電力系統整體功能的重要組成環節。發電廠與電力負荷中心通常位于不同地區。在水力、煤炭等一次能源資源條件適宜的地點建立發電廠，通過輸電可以將電能輸送到遠離發電廠的負荷中心，使電能的開發和利用超越地域的限制；

• 配電：在電力系統中直接與用戶相連并向用戶分配電能的環節。配電系統由配電變電所、高壓配電線路、配電變壓器、低壓配電線路以及相應的控制保護設備組成；

• 售電：即電力的銷售環節，目前，售電企業主要有三種類型，一是電網企業的售電公司；二是社會資本投資增量配電網，擁有配電網運營權的售電公司；三是不擁有配電網運營權的獨立售電公司。

 

2.電力設備行業及電力輔助行業

 

“電力生產和供應行業”的上游還有從事電力設備生產以及提供勘探、設計、采購、施工、監控和調度服務的單位/企業，一般分別將其歸類為“電力設備行業”和“電力輔助行業”。

 

本研究所述之“電力行業”為“電力生產和供應行業”、“電力設備行業”和“電力輔助行業”的集合。

 

 

圖 電力行業運轉結構

 

（二）太陽能和風電的發電量、裝機容量和新增裝機容量近年增勢迅猛，開始占據重要份額

 

從存量來看，火電是最主要的發電方式，水電其次，同時太陽能和風力發電開始占據重要份額。截至2019年底，太陽能和風力的發電量占比分別為3.1%和5.5%；二者的發電裝機容量占比分別為10.2%和10.4%；二者新增發電裝機容量占比分別為25.3%和24.5%。

 

 

圖 2019年各類型發電量、發電裝機容量和新增發電裝機容量比例情況

 

從增長勢頭來看，太陽能和風力的發電量和裝機容量，以及風力發電的新增裝機容量增速較快，在5類發電來源中排名前列，二者未來的發展機遇值得期待：

 

2018-2019年，太陽能發電量的同比增速分別為50.2%和26.5%，復合增速排名第1；風力發電量的同比增速分別為20.1%和10.8%，復合增速排名第3；

 

 

圖 2017-2019年各類型發電量（單位：萬千瓦）及其增速情況

 

2018-2019年，太陽能發電裝機容量的同比增速分別為33.7%和17.1%，復合增速排名第1；風力發電裝機容量的同比增速分別為12.4%和13.5%，復合增速排名第2；

 

 圖 2017-2019年各類型發電裝機容量（單位：萬千瓦）及其增速情況

 

2018-2019年，太陽能新增發電裝機容量的同比增速分別為-15.3%和-41.4%，雖連續2年下降，但仍在眾多類型的新增發電裝機容量規模中排名第1或第2；風力新增發電裝機容量的同比增速分別為23.7%和20.9%，復合增速排名第1。

 

 圖 2017-2019年各類型新增發電裝機容量（單位：萬千瓦）及其增速情況

 

（三）光伏和風電成為電力行業近年投資并購關注的重點

 

隨著能源轉型的提速和電力體制改革的不斷深入，滿足多元化電力生產與消費需求的綜合電力能源服務成為近年來國有能源企業龍頭和國際領先能源企業的投資關注重點。根據普華永道的統計數據，2016-2019年間，與我國相關的電力行業的投資并購交易金額介于1840-3460億元之間，交易筆數介于386-476筆之間。4年間，可再生能源發電均成為投資并購關注的重點。以2019年為例，可再生能源發電的投資并購交易金額為1554億元，筆數為172筆，分別占到總交易金額和筆數的69.7%和44.6%；其他年份的金額占比也分別高達70%左右。

 

 

圖 2016-2019年與我國相關的電力并購交易金額（億元）及數量（筆）

 

在可再生能源發電中，光伏領域的投資并購筆數最多。2019年，光伏發電領域發生了88筆投資并購交易，是風力發電的2倍多，同時也是其他新能源發電總和的2倍多。

 圖 2019年電力行業細分領域并購交易數量（筆）TOP 5

 

鑒于光伏的發電量和裝機容量近年來增勢迅猛，新增裝機容量規模排名前2，開始在各類型電力來源中占據重要份額，且其已成為電力行業近年投資并購關注的重點，本系列研究將率先對光伏發電領域的投資機遇進行分析，風電等其他領域的研究將在此后陸續展開。

 

二、光伏及其產業鏈簡介

 

我國光伏產業于2005年左右受歐洲市場需求拉動起步，后續在國內產業政策引導和市場需求驅動的雙重作用下產業實現了快速發展，現已成為國家戰略性新興產業之一，同時也是全國為數不多可參與國際競爭并取得領先優勢的產業。大力發展光伏產業，對調整能源結構、推進能源生產和消費革命、促進生態文明建設具有重要意義。

 

（一）光伏及其發電原理

 

光伏（Photovoltaics）是太陽能光伏發電系統（Solar Power System）的簡稱，是一種利用太陽能電池半導體材料的“光生伏特效應”，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統。

 

電流的產生需具備2個條件，一是要有足夠的自由電子，二是這些自由電子實現定向移動。光伏發電就是利用太陽能電池板材料的光電效應，當太陽光的光子照射到電池板上時，它的能量可被電池板材料中的某些電子吸收，電子吸收的能量足夠大時，能克服金屬內部引力做功，離開金屬表面逃逸出來，成為定向移動的光電子。

 圖 太陽能電池板

 

 

目前市面上常見的太陽能電池板材料是硅，主要有單晶硅和多晶硅2種。采用硅作為電池板材料具有原料豐富、光-電轉換效率高、技術成熟、價格適中等優點，其長期占據90%以上的市場份額，且這一比例有越來越高的趨勢。此外，還有采用多晶體薄膜/銅銦硒薄膜/砷化鎵等材料的，但這些材料或者是有劇毒，會對環境造成嚴重污染，或者是屬于稀有元素，價格高昂，限制了其普及使用。

 

硅原子有4個外層電子，一般地，在純硅中摻入有5個外層電子的磷原子，就成為N型半導體硅板（產生較多自由電子）；在純硅中摻入有3個外層電子的硼原子，就形成P型半導體硅板（產生較多空穴）。將P型和N型硅板結合在一起（稱為P-N結），接觸面就會形成電勢差，成為太陽能電池。當太陽光照射到P-N結后，電子由N區向P區移動，空穴由P區往N區移動，形成電流。

 

 圖 太陽能電池形成電流的原理

 

 

太陽能電池板經過串聯/并聯組成方陣后，所形成的電流的電壓能達到系統輸入電壓的要求。需要即時上網的電流，通過逆變器作用，將直流電轉換成交流電，輸送到電力變壓器；需要先行儲備再后續上網的電流，則先通過儲能系統進行儲備，其后需要時再輸出到逆變器進行直-交流電轉換，并輸送到變壓器。最后，通過變壓器進行升壓將電能輸送到電網中，完成光伏發電。

 

（二）光伏產業鏈的構成

 

相應地，光伏產業是半導體技術與新能源需求相結合而衍生的產業，它是指通過各種技術和工藝環節生產出太陽能電池，并將太陽能電池經過串聯/并聯后進行封裝保護形成大面積的太陽能電池組件，再配合儲能系統、電力變壓器、逆變器等，形成光伏發電裝置的產業鏈。其可分為上、中、下游3大部分：上游包括硅料、硅棒、硅錠和硅片；中游包括單晶電池、多晶電池、晶硅組件和薄膜光伏組件；下游包括儲能系統、逆變器和光伏發電系統等。

 

圖 光伏產業鏈結構

 

三、電力生產和供應端：光伏發電增長前景樂觀，將為上游產業鏈發展創造廣闊空間

 

（一）國內光伏發電將迎來15年長周期大發展

 

1.短期：2020-2021年國內需求確定性強，新增裝機需求有望大幅回升

 

2018年5月31日，財政部聯合能源局發布《關于2018年光伏發電有關事項的通知》，暫不安排2018年普通光伏電站規模，僅安排10GW左右規模用于支持分布式光伏項目建設，同時大幅下調I-III類資源區標桿上網電價至0.55元、0.65元、0.75元每kWh。行業稱之為“5·31新政”，該政策大幅調降了光伏發電的年度上網指標，使得當年的光伏裝機量快速下滑。但同時，它也改變了我國光伏產業的發展模式，倒逼光伏企業開發更高質量產品并壓縮生產成本，促使低端產能陸續停產、出清。隨著下游需求銳減，光伏產業鏈各環節產品價格均大幅跳水，以光伏組件為例，價格從2017年的3元/W降至2018年的2.1元/W，再到2019年的1.77元/W以下，降幅巨大。光伏產業上游材料價格下降及技術水平進步又促使下游光伏發電成本步入快速下降通道，正逐步接近常規電力的上網電價。根據Wood Mackenzie數據，2019年，光伏的平均發電成本已低于風電和天然氣的平均發電成本，預計其將于2026年低于煤電的平均發電成本。

 

 圖 中國各類型發電平均成本走勢

 

 

2019年5月30日，能源局發布《關于2019年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知》，變革了光伏發電項目的建設和定價方案：普通地面光伏電站和工商業分布式光伏實行競價原則，戶用光伏實行固定補貼額度且全國限總規模原則。根據能源局的指引補貼方案，預期全國2019年光伏新增裝機容量規模應介于40-45GW。但該方案留給各省企業申報的時間窗口非常短，導致較多企業的項目申報文件準備不充分而無法參與競價。并且項目中標結果公布時間為7月10日，項目實際施工時間不足5個月，進一步延緩了項目落地。因此，導致2019年光伏新增裝機容量規模（約26GW）不及預期。

 

2020年在吸取2019年經驗的基礎上，仍沿用2019年的政策框架，保持了政策的穩定性，但啟動時間提前，為申報和項目建設留出充裕時間。而且，2020年將成為國內最后一批新增光伏上補貼之年，國內市場大概率將迎來“終極搶裝”。同時，2019年未落地的項目也將結轉至今年陸續落地。

 

因此，綜合光伏發電成本大幅下降、2019年項目結轉、2020年政策框架保持穩定且為國內最后一批新增光伏補貼之年等有利因素，預計今年光伏的新增裝機容量將開始改善，2021年后回歸較快增長。

 

業內主流機構對這一趨勢的預測也較為一致：

 

中國光伏行業協會（CPIA）估算，2020年新增裝機需求將介于40-50GW之間，較2019年提升大約73%；

智匯光伏估算，2019年各類項目的結轉規模大約為18.3GW，2020年的競價上網項目約為15.6GW，戶用項目5-7GW，工商業平價上網項目3GW，合計大約為42-44GW，較2019年提升大約65%。

 

2.長期：未來15年光伏發電累計裝機容量和發電量將翻5倍以上

 

保護環境已成為我國的一項長期基本國策。國家領導人曾多次對外表態，中國將努力提升非化石能源占一次能源消費比重，2020年目標占比15%，2030年升至20%。今年9月，習近平主席在聯合國大會上進一步承諾，中國2030年之前達到碳排放峰值，2060年實現碳中和。

 

在此大背景下，國家發改委可再生能源中心逐步提出了我國能源轉型戰略和光伏發展目標建議，據其規劃和預測：

• 2020年，我國光伏累計裝機達227GW，占比10.7%，發電量285TWh，占比3.5%；

• “十四五”期間，光伏累計裝機容量將達到500-530GW，較2020年提升約127%；

• 2035年，光伏累計裝機容量進一步提升至1486GW，占比34.9%，較2020年提升554.6%和24.2pct；

• 2035年，光伏發電量1836TWh，占比15.5%，較2020年提升544.2%和12pct；

• 2050年，光伏的累計裝機量將較2035年再提升45.2%，發電量提升45.5%；

• 2050年，我國可再生能源占一次能源消費的比重有望達到60%，可再生能源電力累計裝機容量將占電力總裝機容量需求的88%，電力消費比重從現在不到30%提高到60%以上。

 

 表 我國的光伏發電發展目標

可以看出，未來15年，我國光伏發電將迎來快速發展期，至2035年，光伏累計裝機量和發電量均將增長5倍以上，年均復合增速超過13%，在各類型能源發電中將占據重要份額和地位。此后，至2050年，光伏的累計裝機量和發電量仍將穩步提升，但增長的規模和速度將下降。

 

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