2021年碳中和-光伏逆變器行業重點企業市場發展戰略研究及市場前景分析預測
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(1)光伏行業發展現狀:自?20?世紀?70?年代全球爆發石油危機以來,太陽能光伏發電技術在西方發達國家引起了高度重視。各國政府從環境保護和能源可持續發展戰略的角度出發,紛紛制定政策鼓勵和支持光伏發電技術,光伏行業在全球迅速發展。經過多年的研究和技術開發,太陽能光伏組件價格已大幅下降,且太陽能轉化效率也得以提高,使得太陽能光伏發電的商業化開發與應用成為現實。2011?年以后,中國、日本、美國在太陽能光伏應用領域發展迅速,成為驅動全球光伏應用增長的主要動力。
根據《BP?世界能源統計年鑒?2019》顯示,2007?年至?2011?年,全球累計光伏裝機量開始快速增長(除去?2009?年受全球性經濟危機和西班牙降低獎勵措施突然改變政策,減少補貼的影響外),每年增速超過?50%。雖然?2011?年后,裝機量增速開始下降,但累計光伏裝機量仍舊保持每年超過30GW?的增長速度。
隨著全球對能源和環保的重視程度不斷提高,推動新能源領域尤其是光伏行業的發展成為各國普遍達成的共識。光伏發電在很多國家已成為清潔、低碳、同時具有價格優勢的能源形式。不僅在歐美日等發達地區,中東、南美等地區國家也快速興起。2021?年,在光伏發電成本持續下降和全球綠色復蘇等有利因素的推動下,全球光伏市場將快速增長。根據中國光伏行業協會發布的《中國光伏產業發展路線圖(2020)》,在多國“碳中和”目標、清潔能源轉型及綠色復蘇的推動下,預計到?2030?年全球光伏新增裝機量將超過?300GW,行業發展前景廣闊。
中金企信國際咨詢公布《2021-2027年中國碳中和-光伏逆變器行業市場發展分析及投資戰略前景預測報告》
(2)全球競爭,應用市場去中心化:光伏新能源領域系列產品屬于充分競爭的市場,各國政府除對產品存在獨立第三方的認證資質外,無其他特別限制。光伏新能源經過多年的市場競爭,已成為較為集中、充分競爭的行業。
根據中國光伏行業協會發布的《中國光伏產業發展路線圖(2020)》,2020?年,全球光伏逆變器的出貨量達到?130GW;全國新增光伏并網裝機容量?48.2GW,同比上升?60.1%。累計光伏并網裝機容量達到?253GW,新增和累計裝機容量均為全球第一。未來傳統光伏市場包括美國、日本、印度及歐洲市場對光伏逆變器需求基數大,新興市場方面由于全球多個地區光伏已經具備成本優勢,發展勢頭強勁,因此光伏產業將在全球呈現多點開花的局面。
(3)綠色產業,助力碳達峰、碳中和:在全球氣候變暖及化石能源日益枯竭的大背景下,可再生能源開發利用日益受到國際社會的重視,大力發展可再生能源已成為世界各國的共識。《巴黎協定》在?2016?年?11?月?4?日生效,凸顯了世界各國發展可再生能源產業的決心。2020?年?9?月?22?日,在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上,習近平總書記鄭重宣告,中國“二氧化碳排放力爭于?2030?年前達到峰值,努力爭取?2060年前實現碳中和”。?為實現上述目標,發展可再生能源勢在必行。各種可再生能源中,太陽能以其清潔、安全、取之不盡、用之不竭等顯著優勢,已成為發展最快的可再生能源。開發利用太陽能對調整能源結構、推進能源生產和消費革命、促進生態文明建設均具有重要意義。作為新能源行業的一員,公司將積極響應國家號召,順應行業發展趨勢,為碳中和的實現做出應有貢獻。
(4)主要技術門檻:光伏逆變器是電力電子技術在太陽能發電領域的應用,行業技術水平和電力電子器件、電路拓撲結構、專用處理器芯片技術、磁性材料技術和控制理論技術發展密切相關。在太陽能發電系統中,光伏逆變器在直流側實現系統優化,從而達到降本、增效、減耗的目的,在交流側,隨著滲透率的提升,不斷滿足電網越來越高的調度與支撐功能。逆變器技術亦從最初的提質增效朝著光儲融合技術,進而實現高比例可再生能源利用的方向發展。
光伏逆變器可以將光伏太陽能板產生的可變直流電壓轉換為市電頻率交流電,可以反饋回商用輸電系統,或供離網的電網使用。除此之外,在并網發電過程中,系統向電網輸出的正弦交流電還需與電網電壓同頻、同相,而這一功能也需通過光伏逆變器實現。逆變器除了具有直流、交流轉換功能外,還具有光伏陣列的最大功率跟蹤和系統保護功能,其可靠性、高效性和安全性直接影響整個太陽能光伏發電系統的發電量及穩定性。光伏逆變器是整個光伏發電系統中的關鍵設備之一。
(6)光伏逆變器技術新趨勢:目前,國內企業全球市占率持續提升,逆變器市場呈現國產替代的趨勢。以全球逆變器出貨量計,排名靠前的中國企業有華為、陽光電源、固德威、錦浪科技、上能電氣、古瑞瓦特和正泰電氣等。
同時,國內逆變器產品迭代明顯快于海外,國內逆變器企業將持續搶占海外市場份額。相較于海外逆變器企業,國內逆變器企業擁有優秀的成本降低能力。逆變器成本降低主要依賴于產品迅速迭代,不同代際產品成本降低的主要原因一方面是進行了電路設計優化,另一方面是電子元器件不斷發展,功能提升且價格下降。
具體而言,未來要持續降低逆變器成本可以通過以下途徑:a.提升單機功率,則同系統逆變器數量減少、電纜、施工運維成本降低;b.定制合適的磁性器件;c.使用更有性價比的功率器件,如在高功率產品中使用碳化硅(SiC)以提升能效;d.優化電路設計,改善系統能效,例如縮短?IGBT到電容之間的距離,以減少雜散電感和尖峰電壓,延長系統壽命等。
(7)儲能新趨勢:儲能主要是儲能逆變器加儲能電池,公司在布局光伏逆變器的基礎上,開發了儲能逆變器,搭配儲能電池進行銷售。在與客戶的溝通過程中,公司逐步開拓儲能系統集成業務,為客戶直接提供解決方案,擴大儲能產品的銷售額。
儲能與分布式光伏配合,在快速增長。隨著光伏成本的持續下降,部分用戶已經開始引入儲能設備,使得在太陽能不發電期間依然能夠使用清潔電力,也有部分用戶基于環保的因素配置儲能系統。理論上在一個完全由光伏供電的情境下,需要配置?1:3?至?1:5?的儲能,即?1?瓦光伏配置?3?瓦時至?5?瓦時的儲能電池,才能夠實現不間斷的電源供給,由此帶來的是巨大的儲能需求。光儲一體有望成為未來的清潔能源解決方案。
(8)能源互聯:未來的能源形式變革,或有新的商業模式。由于光儲能源的巨大發展潛力,未來的電力能源形式將與目前有顯著不同,目前的電力能源形式受制于電源的大型化,主要是源網荷結構,通過電網來將電源和負荷進行連接。由于光伏+儲能的天然分布式特性,未來可能是微電網相互鏈接耦合的結構,微電網自帶電源、負荷、儲能,通過一定的電網連接互相協調。這將延伸出新的業務模式和新的用電形態,未來公司將緊緊把握高比例可再生能源、以電力為核心的能源系統電力電子化、多能互補的綜合能源、信息物理深度融合的新一代電力系統的發展特征,構建智能電網+多能互補的能源互聯網業態,致力于成為能源互聯網發展的引領者。核心技術及其先進性以及報告期內的變化情況
(9)核心技術及其先進性:光伏逆變器是電力電子技術在太陽能發電領域的應用,行業技術水平和電力電子器件、電路拓撲結構、專用處理器芯片技術、磁性材料技術和控制理論技術發展密切相關。公司擁有電力電子、新能源控制、能量管理、儲能變換等領域的相關核心技術,緊密圍繞新能源用戶的市場需求,通過持續的科技創新,為客戶提供新能源電力電源設備。
在并網逆變器產品領域,公司通過持續不斷投入研究,公司技術先進性主要體現在拓撲研究、控制算法、工業設計等方面。在智能微網及儲能技術領域,并離網切換時間系非常重要的一項技術指標,切換時間越短技術難度越大,技術難度包括兩方面:一是要對逆變器模式進行快速切換,從并網的電流源模式切換到離網的電壓源模式,二是蓄電池充放電模式快速切換,從并網充電模式切換到離網放電模式。儲能逆變器領域一般企業的并離網切換時間通常為秒級,經過多年的持續研發投入,公司通過電網掉電快速偵測算法結合繼電器陣列控制邏輯,實現了負載不間斷供電,掌握了并離網無縫切換技術,無縫切換時間控制在毫秒級,該技術已在公司?ES?系列、EM?系列、EH?系列、ET?系列、SBP?系列等光伏儲能逆變器產品得到應用。