新能源行业：远大前程——新兴能源行业专题报告之薄膜光伏电池 95页

'新能源行业：远大前程——新兴能源行业专题报告之薄膜光伏电池远大前程——新兴能源行业专题报告之薄膜光伏电池张威王建010-59312817010-59312709zhangwei7452@gtjas4>>wangjian0523@gmail>S0880109054290本报告导读：发展太阳能是大势所趋。美国、日本和中国将成为继德国、西班牙之后的光伏市场新亮点。与晶体硅相比，薄膜电池在效率与成本方面改善空间更大，因此前景也更为看好。三种薄膜电池中最为看好CIGS在国内的发展。个股推荐创益太阳能（H股）、孚日股份和南玻A。 摘要：z太阳能储量丰富，只要能够利用太阳能辐射总量的百分之一，就可以满足全球的能量消耗。而且太阳能光伏发电过程中不产生二氧化碳，也不存在其他环境问题，是典型的绿色能源。在当前能源、环境问题日益突出的大背景下，发展太阳能将成为大势所趋。z薄膜电池的应用领域主要包括沙漠电站和BIPV。沙漠电站的潜在市场约170万GWp。即使沙漠的开发程度为万分之一，规模也将达到170GWp.z到2050年，我国的BIPV装机容量将达到46.4GW。考虑到中国每年新增的建筑面积约占全球新增建筑面积1/2，保守估计届时全球的BIPV将实现总装机容量100GW以上。z受益于技术进步以及规模效应，太阳能电池组件生产成本以及光伏系统安装成本未来会继续下降，预计2016年左右欧美地区可以实现平价上网。届时太阳能光伏电站将世界范围内迅速推广，对传统能源的替代效应真正开始显现。z综合考虑各国的光伏发展现状以及现有的扶持政策力度，美国、日本和中国将成为继德国、西班牙之后的光伏市场新亮点。z与晶体硅电池相比，薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大。多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。未来薄膜电池产销量的增长速度仍将快于晶体硅电池，占光伏装机量的比重会继续提升。 z三种薄膜电池中，CdTe电池由FirstSolar垄断、非晶薄膜电池效率难有提升，因此最为看好CIGS电池在国内的发展。z个股方面，我们推荐拥有自主技术的非晶硅薄膜龙头创益太阳能（HK2468）,国外合作方实力强劲，产品即将量产的CIGS薄膜电池生产企业孚日股份（002083），以及上游具备TCO玻璃量产能力的南玻A(000012)。评级：增持细分行业评级光伏产业增持行业深度研究 新能源2010.11.18股票研究行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分2of24目录1. 太阳能发电..............................................................................................31.1.聚光发电技术与光伏发电技术.......................................................31.2.并网发电成为电力应用主要方式...................................................42.薄膜电池概述..........................................................................................42.1.太阳能电池的工作原理...................................................................42.2.薄膜电池分类...................................................................................52.3.薄膜电池相对晶硅电池优势大.......................................................73.薄膜电池供需两旺..................................................................................93.1.产能产量迅速扩张.................................................................... .......93.1.1.06-09年薄膜电池产能产量增长率分别为122%和97%.......93.1.2.FirstSolar一家独大................................................................103.1.3.未来光伏产能仍能持续增长，薄膜电池占比将提升..........113.1.4.上游材料不会造成供给瓶颈..................................................113.2.潜在市场巨大，需求增加快.........................................................123.2.1.世界能源战略决定薄膜电池行业发展的大趋势..................123.2.2.潜在市场巨大：沙漠电站170GWp，BIPV100GWp..........123.2.3.中美日市场扩张抵消欧洲补贴政策下调影响......................133.3.未来需求增速快于产能扩张速度.................................................154.成本不断下降，平价上网可期............................................................154.1.薄膜电池生产成本下降迅速.........................................................154.2. 何时能平价上网？.........................................................................165.国内薄膜电池行业及相关上市公司....................................................185.1.中国的薄膜电池行业两头在外.....................................................185.2.相关上市公司.................................................................................196.我们的观点............................................................................................197.重点公司介绍........................................................................................207.1.创益太阳能（HK2468）：拥有自主技术的非晶薄膜龙头.........207.2.孚日股份（002083）：CIGS电池11年起贡献业绩...................21渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分3of241.太阳能发电1.1.聚光发电技术与光伏发电技术太阳能发电技术主要分为聚光发电技术与光伏发电技术。聚光发电技术需要通过反光镜或者透镜等装置将太阳光聚集到一点，再进行光能到太阳能的转化；而光伏发电技术则是直接通过太阳能电池将光能转换为电能。图1：太阳能聚光发电站图2：太阳能光伏发电站数据来源：Esolar公司资料数据来源：WurthSolar公司资料 聚光发电又可以分为聚光光伏发电和聚光光热发电。其中聚光光热发电站占主导地位，主要包括碟式、槽式、塔式三种。太阳能光伏发电的区别则主要是在太阳能电池上。太阳能电池主要分为晶硅电池和薄膜电池两种。图3：太阳能聚光发电技术分类图4：太阳能光伏电池分类聚光发电聚光光伏GaAs电池聚光光热槽式电站蝶式电站塔式电站太阳能光伏电池薄膜电池 硅基薄膜电池化合物半导体薄膜电池染料敏化薄膜电池晶体硅电池单晶硅电池多晶硅电池半透明式非晶硅薄膜电池片单晶硅电池片数据来源：国泰君安研究，Esolar公司资料数据来源：国泰君安研究近年来世界光伏产业发展迅速，2009年世界生产的光伏电池总量达到10700MWp（注：Wp是太阳能电池的瓦数，是指在1000W/平方米光照 渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分4of24下的太阳能电池输出功率），其中薄膜电池1700MWp，在其中占约15.9%，且薄膜电池所占比例有提高的趋势。图5：世界薄膜、晶硅电池总产量及薄膜电池占比图6：世界装机量中并网与独立发电系统的对比020004000 600080001000012000200520062007200820096.4%7.2% 9.0%11.3%15.9%产量(MWp)晶硅电池薄膜电池050001000015000 2000025000199519971999200120 03200520072009装机容量 (MWp）并网独立总计数据来源：国泰君安研究，陕西省工业信息化厅，Solarbuzz数据来源：国泰君安研究，Renewable20071.2.并网发电成为电力应用主要方式太阳能发出的电能主要有两种应用方式。一种是通过并网逆变器将电能送入电网进而到达用户，另外的一种方式是直接供给用户使用。近年来，随着大型太阳能电站的建立与输电设备的发展，从2004年开始，并网系统超越独立发电系统，成为电能的主要应用方式。2009年，全世界累计太阳能光伏装机容量达到22878MWp，其中并网发电约占80%。图7：并网发电系统示意图独立式发电系统示意 并网式发电系统示意数据来源：国泰君安证券研究，日强太阳能科技有限公司2.薄膜电池概述2.1.太阳能电池的工作原理所有的太阳能电池都是建立在光电效应的基础之上的，不管是晶硅电池还是薄膜电池，其大致原理都基本相同。在太阳光的照射下，电子朝PN渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分5of24结的N方向运动而空穴朝着P方向运动，从而在太阳能电池的两个电极之间形成电势差。通过电势差在回路中形成电流。 图8：太阳能电池原理图图9：薄膜电池分类PN电流薄膜电池硅基薄膜电池非晶硅薄膜电池(a-Si)微晶、多晶硅薄膜电池化合物半导体薄膜电池 碲化镉薄膜电池(CdTe)铜铟镓硒薄膜电池CIGS)砷化镓薄膜电池(GaAs)染料敏化光伏电池数据来源：国泰君安研究数据来源：国泰君安研究，RENEWABLES20072.2.薄膜电池分类薄膜电池是在晶硅电池的基础上发展出来的一种重要的太阳能电池，可以分为硅基薄膜电池、化合物半导体薄膜电池、染料敏化光伏电池三大类。非晶硅(a-Si)，碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2，简称CIGS)是其中最主要的薄膜电池形式。微晶硅、多晶硅薄膜电池在材料供应上与非晶硅薄膜电池没有优势；砷化镓电池的转换效率非常高(实验室达到41%，量产达到20%-30%)，但是成本非常高昂，主要应用于航天技术。这两种电池都不适合商业应用。 图10：2009年三种主要薄膜电池的产量图11：三种主要薄膜电池的效率硅基薄膜,560,32%CdTe,1103,63%CIS/CIGS,88,5%0%5%10%15%20% 25%CIGSCdTea-Si单晶硅多晶硅 19.9%16.5%12.0%24.7%20.3%10%11%7%18%15%各种太阳能 电池效率试验效率量产效率数据来源：Photon，Solarbuzz数据来源：国泰君安研究，NREL(试验效率为最新的研究成果，量产效率为行业的平均值)CdTe薄膜电池的产量在近年来提升的很快，到09年已经占据了整个市场的63%。世界上生产CdTe薄膜电池的厂商不多，CdTe份额的提升主要是由于世界第一大光伏生产商FIRSTSOLAR的快速扩张。FIRSTSOLAR生产的CdTe电池的效率不断提升，也带动着行业平均效率不断渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分6of24提升，2009年公司的电池效率已经达到11.1%。CdTe电池的技术壁垒很高，只有极少的企业进行CdTe电池的生产，短期内其他企业掌握此项技术的可能性不大。图12：FIRSTSOLAR产品效率发展过程图13：CdTe薄膜电池结构简图6%7%8%9%10%11%12% 20032004200520062007 2009电池效率转换率背接触P-CdTe(5nm)N-CdS(100nm)TCO(250nm)玻璃衬底太阳光数据来源：FIRSTSOLAR年报数据来源：国泰君安研究，《太阳电池材料制备工艺及检测》 薄膜电池的产量中，非晶硅电池占据了较大的比例，09年约占总量的32%。但是其实非晶硅薄膜电池的效率并不高，量产效率只有7%。非晶硅电池的盛行主要是因为非晶硅薄膜电池的技术比较成熟，技术门槛相对较低，因而生产非晶硅薄膜电池的厂商也较多。图14：a-Si/a-Ge叠层电池结构简图图15：薄膜电池生产工艺(以非晶硅电池为例)玻璃二氧化硅织构二氧化锡P层a-SiI层N/P隧穿结a-SiGeI层N层氧化锌层铝EVA玻璃太阳光 玻璃清洗a-Si/ZnO沉积系统a-Si激光溅射系统激光系统超声清洗电修复太阳模拟器边缘绝缘EVA装置安装背极封装数据来源：国泰君安研究，《太阳电池材料制备工艺及检测》数据来源：国泰君安研究，《太阳电池材料制备工艺及检测》CIGS薄膜电池的试验效率是当前所有薄膜电池中最高的。但是由于生产工艺所限，其量产效率仍然较低，只有10%左右(孚日股份生产线的量产效率在8.6%)。我们看好CIGS薄膜电池行业的发展，一是因为其电池效率发展空间是所有薄膜电池中最大的，二是CIGS薄膜电池生产技术已经逐渐成熟，生产企业数量不断增加。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分7of24图16：CIGS薄膜电池结构简图图17：各种黄铜系薄膜电池试验效率太阳光ZnO:AlZnON-CdSP-CIGSMo玻璃0%2%4%6% 8%10%12%14%16%18%20%铜铟镓硒铜铟硒铜镓硒铜铟铝硒铜铟镓硫硒铜铟硫铜铟镓硫19.9%15.4% 8.3%16.6%13.9%11.4%12.3%效率数据来源：国泰君安研究，《太阳电池材料制备工艺及检测》数据来源：国泰君安研究，《太阳电池材料制备工艺及检测》2.3.薄膜电池相对晶硅电池优势大对于太阳能电池，我们通常需要关注以下五个指标：一是电池的量产效率，这直接关系到电池的生产。二是电池的生产成本。部分学者还提出了效率成本比这个概念(efficient-to-costratio)。三是能量返回期。即电池发出的电能超过生产电池所消耗的电能所需要的时间。四是大规模生产的便利性。五是稳定性。即太阳能电池保持既定发电效率长期工作的特性。薄膜电池属于第二代太阳能光伏电池，相对于第一代的晶硅电池有许多 的优势。表1：薄膜电池与晶硅电池的对比项目薄膜电池晶硅电池电池成本1美元/瓦1.8美元/瓦量产效率6%-11%15%-20%单位发电量多少能量回收期1.5-2年3年最大电池面积1100mm*1250mm156mm*156mm企业数量全球约170个全球超过2000个数据来源：国泰君安研究●多晶硅材料价格再次上涨，薄膜太阳能电池成本优势开始展现普通的晶硅电池需要使用较多的晶体硅材料，而晶体硅材料的价格是很昂贵的。这就使得晶硅电池在生产成本上高于薄膜电池。多晶硅市场价格从2002年2008年上涨了十几倍。尽管2009年之后国际多晶硅价格迅速下降使薄膜电池的成本优势受到一定的冲击，一些企业甚至停止了薄膜电池的业务，但是我们认为，薄膜电池的整体成本是优于晶硅电池。2010年二季度以来，多晶硅价格开始再次上涨，这使得薄膜电池的成本优势又开始显现出来。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分8of24图18：多晶硅价格走势图19：薄膜电池相对晶硅电池的优势天平0100200300400500 60020032004200520062007200820092010 (美元/千克）成本优势弱光响应好能量返回期短大面积自动化生产效率低稳定性差所需太阳能电池面积大 优劣数据来源：国泰君安研究数据来源：国泰君安研究●弱光响应好，相同装机发电量多虽然薄膜电池的量产效率低于晶硅电池，但是由于薄膜电池对于弱光的吸收比晶硅电池强，在相同装机量、同等光照条件下，薄膜电池发电量多。上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装一套6500Wp非晶硅太阳能电站，其每千瓦年发电量为1300KWh，而晶体硅太阳能电池每千瓦的年发电量约为1100-1200KWh。●能量返回期短转换效率为6%的非晶硅太阳能电池，其生产用电约1.9度/瓦，能量返回期1.5-2年，这是普通晶硅太阳能电池无法比拟的。普通晶硅太阳能电池的回收期仍有争论。有人认为普通晶硅电池在生产过程中所消耗的电能大于电池生命期所能发出的电能，即ERORI（EnergyReturnOnEnergyInvested)<0。这就意味着晶硅太阳能电池产业就是政策主导下的游戏。但是比较主流的说法是此回收期在3年左右。即便如此，薄膜电池仍然优于晶硅电池。●生产流程短，便于安装目前，世界上最大的非晶硅太阳能电池是SwitzlandUnaxis的KAI-1200PECVD设备生产的1100mm*1250mm非晶硅太阳能电池片，效率约为 9%。其稳定输出功率接近80W/片。而商品晶体硅太阳能电池还是以156mm*156mm和125mm*125mm为主。因为单片面积较大，因此薄膜电池更加便于安装。此外，晶体硅电池产业链较长，不同企业专注于产业链的不同环节。而薄膜电池的生产是一体化过程，一般不涉及价值链多个参与者，因而生产效率更高，质量也较为容易控制。所以，尽管薄膜电池与晶硅电池相比存在量产效率比较低、早期(前数百或者数千小时)稳定性比较差、建设同样装机容量的电站所需要电池面积大等劣势，但是我们认为，薄膜电池总体上优于晶硅电池，未来发展前景巨大。渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分9of24 3.薄膜电池供需两旺3.1.产能产量迅速扩张3.1.1.06-09年薄膜电池产能产量增长率分别为122%和97%薄膜电池产量快速增长。从2006年到2009年这几年中，薄膜电池总产量的增长率分别达到62%、21%、123%和91%。我们预测这种产量的快速增长还会持续2-3年，之后增长趋势会有所放缓。不同种类薄膜电池中，产量增长最快的是CdTe，四年复合增长率高达148%；CIS/CIGS次之，复合增长率132%，非晶薄膜增速最慢，复合增长率也有63%。图20：各类薄膜电池产量增速图21：2009薄膜电池的产量地区分布图0%50%100%150%200%250% 300%350%2006200720082009CdTeCIS/CIGS硅基薄膜 中国大陆16%日本16%台湾地区6%亚洲其他19%欧洲31%美国11%世界其他1%数据来源：国泰君安研究，恒州博智太阳能研究中心数据来源：国泰君安研究，EPIA报告 薄膜电池产量分布与当地消费量及当地的人力、土地、资金等成本有关。薄膜电池的产量分布是按照电池生产工厂所在国来统计的，这个分布一方面决定于当地的光伏市场的需求，另一方面也决定于该地区的人力、土地及资金成本。欧盟拥有全球最大的光伏市场，也是最大的薄膜电池生产区，产量占全球的31%。日本产量次之，为16%。美国在薄膜领域的技术处于世界领先地位，FIRSTSOLAR成就了行业的神话，但是部分美国公司会选择将工厂建在离消费地较近或人工成本较低的地区，因此美国本土产量并不高，仅占11%。大陆与台湾地区近年来非晶硅薄膜电池产能迅速扩张，产量分别占16%和6%，但由于大陆与台湾企业的薄膜电池技术往往都是引自美国或者欧洲，独立性较差。亚洲的其他国家的产量主要来自跨国光伏企业在当地投资设厂。06年开始，薄膜电池产能开始进入快速扩张期，06-09年，产能复合增长率122%，快于同期产量增速25个百分点。基于公开数据测算的行业产能利用率由05年的76%降至09年的47%，引发了投资者关于行业产能过剩的担忧。我们认为薄膜行业并未进入产能过剩阶段。现阶段的产能利用率偏低，一是由于各方面统计的原因高估了真实的产能；二是薄膜电池的生产技术还不成熟，部分生产线无法实现设计产能。薄膜电池产品的下游需求还是十分旺盛的，能够实现稳定产出的公司订单都比较饱满，部分公司的产品还存在供不应求的情况。随着未来薄膜电池技术的日渐成熟，产渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分10of24能利用率会有明显的提升。图22：世界薄膜电池名义产能及其增长率图23：薄膜电池的产能利用率0%20%40%60%80%100%120%140%160% 180%200%05001000150020002500300035004000200520 06200720082009MWp产能增长率0%10%20%30%40%50% 60%70%80%05001000150020002500300035004000 20052006200720082009MWp产能产量产能利用率数据来源：国泰君安研究，恒州博智太阳能研究中心数据来源：国泰君安研究，恒州博智太阳能研究中心3.1.2.FirstSolar一家独大FirstSolar一家独大的局面难以改变。FirstSolar作为世界极少数生产CdTe薄膜电池的企业，为薄膜电池乃至整个光伏行业树立了发展的标杆。2007年，FirstSolar的产量为200MWp，占世界薄膜电池产量的48%； 到2009年，FirstSolar的产量增加到1100MW，占比达到63%。FirstSolar拥有雄厚的技术与资金实力，其一家独大的局面近期内难以改变。国内目前规模最大的薄膜电池生产企业是H股的创益太阳能，生产非晶硅薄膜电池。按照Photon与Solarbuzz编制的报告，创益太阳能09产量居全球第四位，市场占有率4.1%。与国内其他企业引进欧美生产线的做法不同，创益的设备和工艺全部自主研发，因此利润率要高一些。表2：2007年与2009年薄膜电池行业龙头企业排名2009年2007年厂商电池国家产量厂商电池国家产量FirstSolarCdTe美国1100FirstSolarCdTe美国200EnergyConversionDevices a-Si美国111Uni-Solara-Si美国48Sharpa-Si日本90Kanekaa-Si日本45创益太阳能a-Si中国70深圳创益a-Si中国25----SharpCIGS日本21----WurthSolarCIGS德国15其他--379其他--66数据来源：国泰君安研究，创益公司资料，Photon，SolarBuzz渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分11of24图24：2007年薄膜电池厂商图25：2009年薄膜电池厂商市场占有率FirstSolar48%Uni-Solar11%Kaneka11%深圳创益6%Sharp5% WurthSolar3%其他16%FirstSolar63%ECD6%Sharp5%深圳创益4%其他22%数据来源：国泰君安研究数据来源：国泰君安研究，SolarBuzz，Photon 3.1.3.未来光伏产能仍能持续增长，薄膜电池占比将提升结合相关资料以及调研掌握的信息，我们预计10-12年光伏电池总产能将达到29.5GW、34.2GW和39.2GW，三年复合增长率23.7%。而薄膜电池的产能将分别达到5.2GW、7.3GW和10.2GW，复合增长率40.2%，薄膜电池的产能扩张速度快于光伏行业整体增速16.5个百分点。到2012年，薄膜电池产能占光伏电池总产能比将达到26%，较09年提高8.1个百分点。图26：我们对薄膜电池未来三年产能预测图27：2012年薄膜电池产能结构预测0510152025 303540200920102011201217.024.326.929.03.7,17.9%5.2,17.6% 7.3,21%10.2,26%产量(GWp)晶硅电池薄膜电池05001000150020002500 3000北美欧洲中国日本其他产能(MWp) CdTea-SiCIGS数据来源：国泰君安研究（光伏电池总产能参考法国YOLE）数据来源：国泰君安研究，GMTresearch就薄膜电池自身来看，未来CdTe产能占比会下降，而CIGS产能占比将有所增加。CIGS的扩产主要集中在北美和欧洲，在国内已经介入CIGS领域的孚日股份等企业产能也会有很大的提升空间。3.1.4.上游材料不会造成供给瓶颈CIGS薄膜电池中最重要的上游材料是铟。按CIGS电池光电转换效率10%，CIGS吸收层厚度为3μm测算，1MW的组件需要约50kg的铟。随着工艺技术的改进，CIGS吸收层厚度降低，铟用量会大大减少。现在日本和一些其他亚洲国家已经能够能有效地回收铟，这也有利于铟价渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分12of24的稳定。另一方面，中国是全球铟储量最多的国家(我国已查明铟资源储量0.96万吨)，这使得在国内生产CIGS薄膜电池具有一定的优势。CdTe电池的发展则主要取决于碲的供应。碲是地球上的稀有元素，储量与产量都不多。据估计，生产1MW、CdTe厚度为3μm、光电转换效率为11%的CdTe光伏组件大概需要20kg碲材料。07年全球的碲的产量为135吨，足以满足现有CdTe电池生产规模。随着光电转换效率的提高和CdTe吸收层厚度降低，单位产品的碲用量将逐渐减小，碲的供给压力会进一步得到缓解。不过由于碲主要集中在美国、加拿大、日本等少数国家，其他国家发展CdTe电池会受到一定的制约。根据我们的判断，上游材料不会对CIGS与CdTe薄膜电池生产造成瓶颈。但由于技术原因，以及碲的缺乏，在国内发展CdTe薄膜电池难度很大。3.2.潜在市场巨大，需求增加快3.2.1.世界能源战略决定薄膜电池行业发展的大趋势按照目前的能量消耗速度，世界石油还能够消耗45年，天然气只能消耗61年，煤炭可以消耗230年。而太阳能却是一种取之不尽，用之不竭，具有长期利用价值的新型能源。大力发展太阳能发电已成为各国政府的共识。 太阳能近年来发展迅速，按照德国联邦政府的预测，2012年前光伏市场会保持48%的快速增长的趋势，到2012年，安装的光伏电池将增加到125GWp，比2008年的4GWp增加30倍。到2050年，太阳能发电将占到世界发电总量的约26%，最终将会占据所有能源形式中最大的份额。图28：各种能源可利用时间预测图29：世界各种能源所占比例预测图数据来源：国泰君安研究，公开资料数据来源：国泰君安研究，.solarwirtschaft.de3.2.2.潜在市场巨大：沙漠电站170GWp，BIPV100GWp目前的薄膜电池的应用领域主要可以分为两个方面，一方面是沙漠电站，另一方面是光伏一体化建筑，英文简称BIPV。沙漠电站。与晶硅电池相比，相同功率下薄膜电池成本低，发电量大，渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分13of24但占用的土地面积偏大，因此在土地成本低、光照条件好的沙漠建设薄膜光伏电站具有巨大的优势。全世界总共拥有沙漠3400万平方公里，如果按照500GWp/万平方公里来进行粗略估计，沙漠电站的潜在市场约为170万GWp。即使沙漠的开发程度达到万分之一，即使沙漠的开发程度为万分之一，规模也将达到170GWp。上月，全球最大的可再生能源项目Desertec工程取得重大进展。该工程获得了核心集团的支持，直接参与工程建设的12家公司也已签订了合作协议，共同推进这项耗资5550亿美元的能源项目继续实施。根据工程计划，Desertec项目最终能够在非洲北部地区产生100GWp的电能产量顶峰值，目标是满足整个欧洲地区15%的用电需求。世界沙漠光伏电站需求已经启动。除此之外，中国去年在甘肃敦煌建立了中国的第一个大型沙漠光伏发电站，总装机10MW，这也预示中国市场开始逐渐成长。光伏建筑一体化（BIPV）。晶硅电池一般仅用于屋顶，而薄膜电池利用玻璃做基板，不仅用于屋顶，还非常适用于建筑物外墙。因此在BIPV领域薄膜电池较晶体硅具有明显的优势。预计到2012年我国的新增建筑面积将达到32.7亿平方米。按外墙和顶面占建筑面积的60%，且新增建筑中10%安装光伏系统估算，2012年国 内BIPV对太阳能光伏电池片的需求将达到1.96亿平方米，约合1.16GWp(按照7%的转换效率估算)。假设未来BIPV的年装机量维持2012年的水平，到2050年，我国的BIPV装机容量将达到46.4GW。考虑到中国每年新增的建筑面积约占全球新增建筑面积1/2，保守估计届时全球的BIPV将实现总装机容量100GW以上。图30：撒哈拉沙漠太阳能电站效果图图31：深圳万科中心BIPV数据来源：公开资料数据来源：国泰君安研究，公开资料3.2.3.中美日市场扩张抵消欧洲补贴政策下调影响目前各国的太阳能发电成本仍高于上网电价，因此光伏市场的发展还需要依赖政策推动。一个典型的例证是西班牙。2006年西班牙政府提出实行强制上网电价补贴措施，对光伏发电设备实施0.44欧元/度补贴。2007年西班牙的装机容量迅速增长到512MW，2008年西班牙光伏装机容量大增，达到1300MW。2008年下半年，西班牙政府将上网补贴减少到渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分14of240.32欧元／度，2009年西班牙光伏装机量即下降了约95％，仅有65MW，光伏市场几乎陷入停滞。对于光伏行业的补贴政策主要可以分为两类：一类是对安装光伏系统直接进行补贴，如日本；另一类是对光伏发电的上网电价进行设定(上网电价法)，以高于市场价格的方法收购太阳能电价。该方法在德国、西班牙等国收效显著，刺激了光伏产业迅速发展。中国等国则采取两种政策混合执行的方法。表3：各个国家和地区的上网电价政策国家和地区上网电价（欧/kWh）实施时间德国0.5520比利时0.4520希腊0.4920意大利0.4520葡萄牙0.4415西班牙0.4425 加州(美国)0.43(美元)10华盛顿州(美国)0.5(美元)3韩国0.5815数据来源：国泰君安研究整理在补贴政策推动下，世界光伏产业迅速发展。世界最主要的光伏市场包括德国、西班牙、意大利、日本、美国、中国、捷克、比利时等国。其中德国占比最大。图32：世界各国太阳能装机量数据来源：EPIA金融危机之后，欧洲各国纷纷下调补贴力度，其他国家的光伏政策也有了新的变化。根据目前各国太阳能光伏新增装机量和政策导向，我们认为：欧洲各国政策下调将会对市场产生一定的负面影响，欧洲市场的需求未来并不明朗；但是日本、美国与中国市场的迅速发展会弥补欧洲市场的疲软，未来整个光伏市场的需求仍然强劲。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分15of24表4：各国光伏政策的新变化国家新政策市场评述德国2010年7月1日起实行太阳能屋顶补助下调16％、抵免装置补助下调15％。德国市场仍存在一定变数。西班牙2008年下半年，西班牙政府将上网补贴减少到0.32欧元／千瓦时。2009年西班牙的光伏市场几乎停滞，安装量下降了约95％，仅有65MW。未来几年，西班牙市场难有起色。意大利2008年以来，除了优惠上网电价政策，意大利还对光伏应用总成本提供高达20％的资金补贴。意大利已决定在2011年1月将光伏电价补贴降低20％。 补贴降低以后，意大利市场会出现下滑。日本日本多部门在2008年表示，将使日本在2020年的太阳能发电量提高至目前水平的10倍。除恢复太阳能电池设施补贴之外，日本还从2009年11月开始引入上网电价制度。日本市场即将启动美国2010年7月21日，美国政府刚刚通过了太阳能的“千万屋顶计划”，该提案提出，预计在2012年到2021年内实施，总安装容量将达到30GW到50GW。未来市场仍将保持一定增速中国2009年出台“金太阳计划”，计划在2-3年内，采取财政补助方式支持不低于500兆瓦的光伏发电示范项目；对并网光伏发电项目，按光伏发电系统及其配套输配电工程总投资的50％给予补助。2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW，到2050年将达到 600GW。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。数据来源：国泰君安证券研究整理3.3.未来需求增速快于产能扩张速度根据EPIA的预测，10-12年全球每年的光伏需求分别为15GW、15GW和20GW，三年复合增长率41.9%，快于同期产能增速18.2个百分点。需求产能比将由09年的33.8%升至12年的51%。未来供需关系的变化趋势将对供给方（电池生产企业）构成利好。图33：未来三年光伏电池供需曲线图34：未来三年光伏电池需求、产能增速0.0%10.0%20.0%30.0% 40.0%50.0%60.0%05101520253035404520092010 20112012GWp光伏产能需求估计需求产能比0%20%40%60%80%100%120%2010 20112012需求增速产能增速数据来源：公开资料数据来源：国泰君安研究，EPIA4.成本不断下降，平价上网可期4.1.薄膜电池生产成本下降迅速随着生产工艺的不断成熟改进，薄膜电池生产成本大幅下降。FirstSolar已率先于08年将CdTe的薄膜电池成本降至1美元/Wp以下；同时还计划在2014年要将成本进一步降至0.52-0.63美元/Wp，并将转换效率拉渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分16of24升至12.5%。预计CIGS和非晶薄膜电池的生产成本将分别在2014年和2016年降至1美元/Wp以下。图35：各种薄膜电池成本下降趋势明显图36：FIRSTSOLAR的CdTe薄膜电池效率0.51.01.52.0 2.53.02006201120162021 电池成本(美元/Wp)晶硅电池非晶硅CdTeCIGS0.811.21.4 1.620052006200720082009 电池成本(美元/Wp）数据来源：国泰君安研究，DBAnalysis数据来源：FIRSTSOLAR年报薄膜电池与晶体硅电池的成本结构有所不同。前者设备投资较大，因此成本中折旧占比也相应较高。以FirstSolar为例，成本结构中折旧占31%、玻璃占27%，封装材料等占24%、人工及其他占18%。而对于后者来说，硅料要占到电池片成本的70%以上,对原材料的依赖要大于薄膜电池。因此我们认为未来薄膜电池的成本改善空间更大。 图37：FIRSTSOLAR成本结构图38：2012年薄膜电池成本结构预测折旧18%玻璃27%材料24%人工及其他31%成本结构00.20.4 0.60.811.21.4CdTe非晶硅CIGS0.130.090.14生产成 本(美元/Wp）其他成本材料成本数据来源：公司资料数据来源：国泰君安研究，GMTresearch根据DB的分析，目前各类光伏电池的生产成本由高至低排序依次是晶体硅、非晶薄膜、CIGS和CdTe。达到稳态以后这一排序不会发生改变，但CdTe和CIS电池的成本优势会进一步扩大。考虑到CdTe电池已经被FirstSolar所垄断，我们更加看好集中度还相对较低的CIGS电池。4.2.何时能平价上网？前文提到，当前的太阳能光伏产业依然主要依赖于各国政府的政策扶持。只有当光伏电厂发出电量的成本低于电网购电价格时，整个行业才渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分17of24能够真正依赖自身的力量运转起来。图39：政府补贴下的光伏发电行业运行格局图40：各种薄膜电池光伏电站建造成本预测上游材料企业薄膜电池企业电厂电网政府电能钱产品 234567820062011 20162021电站成本(美元/Wp)晶硅电池非晶硅 CdTeCIGS数据来源：国泰君安研究数据来源：国泰君安研究，DBAnalysis光伏电站的发电成本可分为建造成本和运营成本。其中建造成本主要来自于电池组件，目前光伏电站的建造成本在4000-5000美元/kW之间，约为水电站建站成本的2倍（以三峡工程为例，动态总投资2039亿元，除地下厂房外总装机容量1280万kW，约合2400美元/kW）。预计到2020年左右，光伏电站的建站成本可以与水电相当。电站的运营成本则包括日常维护费用、设备的折旧以及贷款利息等。此外，发电成本还取决于电站所在地的日照时长、强度等。09年光伏电站的发电成本大致在1.2元/度(中国与欧美国家接近)。按照目前的成本下降趋势，预计到2016年左右，在欧美发达国家将可以实现平价上网。国内上网电价较低，平价上网还需时日。以09年建成的10MW甘肃敦煌沙漠电站为例，中标电价为1.09元，还没有达到发电成本，但已经远远高出当地的用电价格（甘肃居民照明用电在0.5元/度，非居民照明用电和一般商业用电0.8元/度，大工业用电按照电的品质在0.2-0.6元左右）。在国内当前的电价水平下，想要实现光伏发电平价上网难度很大。 渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分18of24图41：各种薄膜电池光伏电站发电成本预测图42：甘肃敦煌沙漠电站实景图 0.050.100.150.200.250.300.3520062011 20162021发电成本(美元/度）晶硅电池非晶硅CdTeCIGS 数据来源：国泰君安研究，DBAnalysis数据来源：公开资料5.国内薄膜电池行业及相关上市公司5.1.中国的薄膜电池行业两头在外按照EPIA的相关统计，中国2010年薄膜电池产量占全世界的16%。国内薄膜电池的企业众多，绝大多数生产非晶硅薄膜电池，少数企业生产CIS薄膜电池，还没有企业能够生产CdTe薄膜电池。表5：我国较大的薄膜电池厂商厂商电池种类产能设备来源电池效率南昌百事德非晶/微晶叠层130MWp美国应用材料8.5%深圳创益非晶硅115MWp自己研发6%南通强生光电非晶硅100MWp来自美国6.5%河北新奥太阳能非晶硅70MWp美国应用材料9%保定天威非晶硅46.5MWp瑞士欧瑞康7%数据来源：国泰君安研究整理国内的薄膜电池行业两头在外。一方面设备基本全部进口（只有深圳创益是自己研发)。主要设备商包括瑞士欧瑞康(Oerlikon)、美国应用材料 (AppliedMaterials)和日本真空(ULVAC)等。超白玻璃、EVA、靶材等上游材料也以进口为主。另一方面，国内的光伏市场规模尚小，不足以消化目前的产能，因此现阶段薄膜电池组件也主要销往海外，随着中国政策的变化，这种现象会得到改变。表6：薄膜电池上游生产材料国际主要厂商及国内供应材料厂商导电玻璃(FTO，SnO2)日本旭硝子(Aasahi)丶板硝子(NSG)与美国AFG光伏玻璃(超白玻璃)美国PPG、加迪安、英国Pilkington、法国圣戈班、日本旭硝子。国内上市公司金晶科技、南玻A。EVA胶膜美国杜邦占五成份额。国内有浙江杭州福斯特(360万平方米/年)、浙江诸暨枫华(200万平方米/年)等。渐飞研究报告-//bg.panlv.net 行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分19of24镀膜靶材(ZnO、Al)为欧、美、日少数几家大厂寡占，目前全球靶材最大供应商为德国HERAEUS，市场占有率达60%数据来源：国泰君安研究整理5.2.相关上市公司A股薄膜太阳能电池行业相关上市公司7家，天威保变（600550）、拓日新能（002218）、风帆股份（600482）、综艺股份（600770）4家生产非晶硅薄膜电池；孚日股份（002083）、安泰科技（000969）生产CIGS薄膜电池；南玻A（000012）生产薄膜电池用玻璃基板。刚刚上市的H股公司创益太阳能（HK.2468）也从事非晶硅薄膜电池的生产。相关公司的薄膜业务情况如下表所示。表7：薄膜电池相关上市公司上市公司股票代码主要产品产能薄膜业务概述 天威保变600550.SH非晶硅薄膜电池75MWp子公司天威薄膜（持股97.22%）实施，采用欧瑞康设备、产能由46.5MW增至75MW，技术升级至非晶/微晶叠层，转化效率9%以上，11年达到设计产能。薄膜业务占利润比重很低孚日股份002083.SZCIGS薄膜电池30MWp全资子公司孚日光伏、采用德国设备、Johanna公司技术，一期产能30MW，稳定转化效率8.6%，11年开始量产并贡献业绩拓日新能002218.SZ非晶硅薄膜电池50MWp非晶硅产能50MW，向上游延伸投资的日投料120吨光伏玻璃生产线已试产成功；计划定向增发投资扩建150MW非晶薄膜电池生产线。09年公司非晶硅电池销售17.6MW，收入1.04亿元；10年上半年收入8800万元，毛利率在35%以上。风帆股份600482.SH非晶硅薄膜电池5MWp控股子公司（持股75%）风帆光伏有5MW的非晶薄膜电池产能，基本没有业绩贡献综艺股份600770.SH非晶硅薄膜电池66MWp 与韩国周星公司合资的子公司综艺光伏（公司持股66.7%）有26MW非晶硅薄膜电池（已达产）和40MW的非晶/微晶叠层薄膜电池（11年下半年达产）产能，采用周星公司的技术，初始光电转化效率8.8%，09年亏损，10年开始有业绩贡献安泰科技000969.SZCIGS薄膜电池-德国合作方Odersun公司CIGS薄膜电池产品获得IEC认证，SUN2生产线10年6月投产。双方在国内成立的合资公司由于Odersun尚未达到量产条件下7%的转换效率，还未正式启动，但前期工作已经展开创益太阳能2468.HK非晶硅薄膜电池生产非晶硅薄膜电池，09年薄膜电池产量全球第四，市场占有率4.1%；现有产能145MW，10年四季度扩产至205MW，12年扩至385MW；采用自有技术设备，产品规格灵活，利润率高南玻A000012.SZ薄膜电池基板46万平米两条超白延压太阳能玻璃生产线，产能10万吨；46万平米（3450吨/年）太阳能薄膜电池用TCO玻璃生产线已于10年3月全面投 产，并计划分两期建设4条合计产能为252万平方米的TCO膜玻璃生产吸纳。其中一期2条年产能126万平方米，预计11年初量产，同样规模的二期2条生产线2012年初建成数据来源：各公司公告、国泰君安研究整理6.我们的观点渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分20of24关于太阳能以及薄膜电池行业，我们的主要观点如下： ??太阳能储量丰富，只要能够利用太阳能辐射总量的百分之一，就可以满足全球的能量消耗。而且太阳能光伏发电过程中不产生二氧化碳，也不存在其他环境问题，是典型的绿色能源。在当前能源、环境问题日益突出的大背景下，发展太阳能将成为大势所趋。??受益于技术进步以及规模效应，太阳能电池组件生产成本以及光伏系统安装成本未来会继续下降，预计2016年左右欧美地区可以实现平价上网。届时太阳能光伏电站将世界范围内迅速推广，对传统能源的替代效应真正开始显现。??综合考虑各国的光伏发展现状以及现有的扶持政策力度，美国、日本和中国将成为继德国、西班牙之后的光伏市场新亮点。??与晶体硅电池相比，薄膜电池在效率与成本方面改善的空间更大。多晶硅价格的上涨会增加薄膜电池的成本优势。未来薄膜电池产销量的增长速度仍将快于于晶体硅电池，占光伏装机量的比重会继续提升。 ??三种薄膜电池中，CdTe电池由FirstSolar垄断、非晶薄膜电池效率难有提升，因此最为看好CIGS电池在国内的发展。??基于以上观点，在个股方面，我们推荐拥有自主技术的非晶硅薄膜龙头创益太阳能（HK.2468）,国外合作方实力强劲，产品即将量产的CIGS薄膜电池生产企业孚日股份（002083），以及上游具备TCO玻璃量产能力的南玻A(000012)。7.重点公司介绍7.1.创益太阳能（HK2468）：拥有自主技术的非晶薄膜龙头公司是国内最大的非晶硅薄膜太阳能电池生产企业，产品以离网光伏组件为主，09年产量全球第四，薄膜光伏市场占有率4.1%。截至10年6月底，公司总产能145MW，新建的60MW生产线四季度投产后产能提升至205MW。公司还有三条60MW的生产线计划于11年6月、11年12月和12年上半年陆续投产。届时公司总产能将达到385MW，是现有产能的2.7倍。08-10年，公司收入分别为2.73亿元、5.42亿元和13.51亿元；复合增长率122.6%；扣除可换股及可赎回优先股公平值变动影响，公司08-10年净利润分别为8890万元、1.57亿元和3.9亿元，复合增长率109.45%。 与国内其他非晶薄膜生产企业进口国外设备不同，公司采用自有技术，利用自己开发的设备生产。这样一方面保证了产品规格的灵活性，另一方面也提升了公司的利润率水平。10年，公司毛利率42.41%，净利润率达到28.87%，远远高于行业平均水平。渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究请务必阅读正文之后的免责条款部分21of24预计未来两年EPS分别为0.41元和0.65元，复合增长率61.25%。目前股价仅对应11年11倍市盈率。我们认为公司在行业内基本面最好，估值最低，给予“增持”评级。7.2.孚日股份（002083）：CIGS电池11年起贡献业绩 公司08年成立全资子公司孚日光伏，采用德国进口设备，以及Johanna公司的技术，生产CIGS薄膜电池组件，是国内最早投资黄铜系薄膜电池的企业之一。09年BOSCH收购Johanna90%以上的股权，成为孚日实际上的合作方。孚日的CIGS薄膜电池一期产能30MW，设备投资10亿元，加上厂房建设共计11亿元。公司已有厂房可以满足60MW产能的设备安装运行，追加另外30MW产能的投资在5-6亿元左右。此外，公司在工业园为薄膜电池的继续扩产预留了土地，最高可扩产至240MW。孚日与外方的合作方式：公司在Johanna的建议下自行向国外厂商采购生产设备，Johanna作为公司的技术提供方，负责设备安装、调试以及生产过程中的指导。公司一次性向Johanna支付专利使用费（具有排他性），以后每销售一件产品，Johanna也会有相应的提成。公司聘请了专门的外方项目公司负责设备商、Johanna以及孚日之间的协调。公司薄膜电池组件规格为1206mm×506mm×30mm，按转化效率9%测算，每块组件的功率为54W。30MW的生产能力对应56万块电池组件的生产能力。公司产品下游应用领域包括BIPV、屋顶电站，和大型地面光伏电站等。其中，用于屋顶电站和太阳能光伏电站的产品为标准化产品，而用于BIPV的电池组件要结合建筑的特点有一些特殊的加工要求，需要在接到订单后再安排生产。 项目进展进度慢于此前预期，原因包括：进口设备到位比较慢；关于合作细节的谈判有所拖延；此外，由于该项目使用的技术比Johanna在德国本土的生产线更为先进，之前并没有量产记录，在调试过程中也碰到了一定的困难。公司刚刚公告电池组件的平均转化效率能够稳定在8.6%，实际上意味着公司的产品已经完全能够满足量产要求，满产后的产量可以达到28.5MW。随着转化效率的不断提高，单条生产线的产量还会不断提高。公司目前正在加紧申请产品在欧洲和国内的认证（一般需要3-6个月的认证时间，薄膜电池的申请时间可能要更长）争取明年上半年能够在欧洲市场上开始销售。目前产品在欧洲的具体销售方式还在与BOSCH方面协商。能否实现满产也还要是海外市场需求而定。乐观预计11年公司薄膜电池项目销量可以达到20MW，按1.8欧元/W测算，项目收入可以达到3.24亿元，贡献净利润2900万元（净利润率渐飞研究报告-//bg.panlv.net行业深度研究 22of249%），折EPS0.03元。预计30MW产能将在12年左右达到满产，满产后可实现收入4.76亿元，而产能利用率提升后单位产品折旧下降，利润率也会有所提升，净利润将达到6000万元，对应EPS0.065元。如果11年产品销售情况顺利，公司有可能进行后续30MW的投资。公司的其他业务还包括纺织、多晶硅封装以及化工业务等。我们测算公司11年EPS0.25元，包括：纺织业务0.18元、薄膜电池业务0.03元、多晶硅电池封装0.025元，化工及其他业务0.015元，同比增长34%。若没有新产能投产，12年增速会有所放缓，EPS0.3元左右。目前股价相当于10年60倍，11年44倍PE，估值较前期有所回落，但仍处于较高水平。实际上，由于新能源概念，公司股价一直处于合理价值之上。我们认为CIGS电池11年全面投产会刺激股价上涨，但仍需注意高估值的风险。“谨慎增持”评级。 '