光伏玻璃是一种通过层压入太阳能电池,能够利用太阳辐射发电,并具有相关电流引出装置以及电缆的特种玻璃。它能保证较高的透光率使太阳能电池接受太阳光辐射而发电,又能给太阳能电池起到保护作用,延长寿命。
当前,我国光伏行业迅速发展,光伏玻璃市场需求进一步扩大,国内光伏玻璃行业从依赖进口发展到可以实现国产替代,国外巨头纷纷退出光伏玻璃市场,光伏玻璃行业格局也进一步优化。
从产能来看,我国光伏玻璃市场排在前列的有信义光能、福莱特、彩虹新能源、唐山金信、中建材、南玻集团、安彩高科、亚玛顿等。
一、光伏玻璃发展情况
1、光伏玻璃行业发展总体介绍
2021年,我国光伏玻璃在全球市场的占有率继续保持在90%以上,是全球最大的光伏玻璃生产国和出口国,连续多年保持全球主要光伏玻璃供应市场地位。前五家(信义玻璃、福莱特玻璃、中建材、亚玛顿、彩虹)光伏玻璃企业市场集中度稳步提升,产能占比约 65%;平均单窑规模从 2010 年的 232t/d 逐年增加,现最大超白压延光伏玻璃生产窑炉产能达到 1200 t/d。
光伏玻璃生产成本随着窑炉规模的增大而不断下降,产品单吨能耗降低,生产线环保配备水平进一步提高,综合成品率也逐年上升,头部企业超过了85%。总之,我国光伏玻璃企业借助在技术、成本及产能扩张等方面的综合优势,未来仍将继续保持全球市场供应的领先地位。
2、光伏玻璃产能、产量继续保持增长,产能利用率快速提升
截止2021 年 12 月底,行业在产企业共37 家,较2020年底增加15家,现有已投产产能 95 座窑 278 条线,总产能约为 49000t/d。其中:在产窑炉产能约为 43500t/d,同比增长50.5%,产能利用率为 88.75%,较2020年底增长超10个百分点。
2021年,我国光伏玻璃产量约占全球产量的 90%。2021年1-12月,国内超白压花光伏玻璃产量约 1050万吨,同比增长15%。
3、产量增加需求放缓,玻璃价格回落
随着2021年光伏玻璃生产线陆续点火,玻璃产量逐渐增加,而市场需求逐步放缓,光伏玻璃价格从2020年的高位一路下跌,2021年底接近成本价格。
以 3.2mm 镀膜玻璃为例,从2021年年初至二月底一直保持43元/ m2的高价销售,之后价格开始逐渐下降,七月降到了最低点 21 元/ m2,降幅达到51.2%,几乎是成本价格甚至低于成本价格销售,八月份开始价格又小幅回升。
4、光伏压延玻璃项目可不制定产能置换方案,行业大幅扩产
2021年,在工业和信息化部发布《水泥玻璃行业产能置换实施办法》的通知中规定“光伏压延玻璃项目可不制定产能置换方案,需召开听证会,并公告项目信息”。针对这个政策,2022年,江苏、贵州、福建、江西、安徽、广西、云南、湖北、宁夏、浙江、山东等省将陆续召开光伏玻璃项目听证会,从项目建设的必要性、技术先进性、能耗水平、环保水平和市场前景等方面听取各方面的意见和建议。
一批技术先进、能兼容210、182mm大尺寸组件需求的光伏玻璃项目将在未来的几年内逐步形成新的产能。目前全国在建、拟建项目远超市场需求,据不完全统计,各地公告的在建项目产能约为 44000 t/d,拟建项目产能约为 97500 t/d。可以预见,光伏玻璃行业未来几年将出现市场供应宽松、企业竞争加剧的情况。
二、光伏玻璃生产工艺水平提升
根据企业在听证会中对光伏玻璃生产工艺的介绍情况总结,当前光伏玻璃生产工艺呈现出窑炉大型化、炉 口宽型化、玻璃薄型化、生产低碳化的技术发展趋势。
2.1 窑炉大型化
光伏玻璃窑炉规模大型化。2021 年光伏玻璃窑炉中约 61.97%为 650t/d 及以下的小型窑炉,1000t/d 窑炉占 比 19.72%,1200t/d 及以上的大型窑炉仅占比 5.63%。
十四五期间,光伏玻璃窑炉规模将明显增大,1000t/d 窑 炉占比提升至 22.02%,1200t/d 及以上的大型窑炉占比提升至 55.65%,其中北海德力将建设 1500t/d 窑炉,凤阳 海螺将建设 1400t/d 窑炉,湖北长利将建设 1350t/d 窑炉,荆州能耀将建设 1300t/d 窑炉,合浦东方希望、广西长 利将建设 1250t/d 窑炉。
一窑多线规模增大。目前光伏压延白玻璃窑炉多为一窑四线,占比 47.06%,一窑五线占比 14.12%。十四 五期间拟建窑炉一窑多线规模明显提高,多为一窑五线及以上,其中一窑五线占比 33.61%、一窑六线占比 30.25%、 一窑八线占比 15.97%。
在湖北长利 1350t/d 窑炉、中国建材桐城 1200t/d 窑炉、安徽中玻 1200t/d 窑炉均采用业 内先进的一窑八线技术,生产效率将明显提升。在玻璃生产中,如果在同一产线频繁更改产品规格,将无法保 证生产稳定性,在多线窑炉中每条线生产一种规格的产品,可以保证稳定生产。
2.2 炉口宽型化
大尺寸组件转化率高,导致大尺寸玻璃需求提升,促进玻璃制造企业提升炉口宽度。光伏玻璃产线宽度在 设计时就已固定,尺寸的变化可能会导致切割产生的废边增多造成不经济。
以传统 650t/d 窑炉为例,一般炉口 宽 2.4 米,可一切两片生产 72 片组件(166mm)、72 片组件(182mm)、55 片组件(210mm)等目前市场主流 尺寸的光伏玻璃。随着大尺寸高功率组件市占率的提升,对于宽度超过 1.3 米光伏玻璃的需求将会大增,超过 现有窑炉的最佳经济切片宽度,新建玻璃产线才具备大尺寸玻璃供应能力。
根据听证会信息,在建和规划光伏 玻璃窑炉炉口宽度大幅增加,北海德金、安徽福莱特的 1200t/d 窑炉炉口宽度达 3.9 米,金晶科技 1200t/d 窑炉 炉口宽度达 4 米,山西和顺玉晶 1200t/d 窑炉炉口宽度达 4.15 米,彩虹新能 1000t/d 窑炉、内蒙古玉晶 1200t/d 窑炉炉口宽度达 4.2 米,广西信义 1200t/d 窑炉炉口宽度达 4.6 米。
2.3 玻璃薄型化
目前光伏玻璃单玻组件采用盖板 3.2mm 厚度玻璃;双玻组件采用盖板、背板 2.0mm 厚度的玻璃。从企业上 报情况看,主要企业均储备了 1.6mm 厚度玻璃的生产技术,但只有个别企业有实际的生产应用,且对于安装环 境要求较高;随着技术日趋成熟,未来 1.6mm 厚度的玻璃有可能在市场逐渐应用。
2.4 生产低碳化
部分企业配置余热发电和屋顶光伏发电,促进节能减排。荆州能耀、曲靖海生润、安徽淮玻、广西南玻等 企业配置余热发电环节,金晶科技、湖北长利、安徽淮玻、中国建材桐城等企业配建屋顶光伏发电系统,降低 生产能耗。
在采取节能措施后,部分企业能耗显著降低,例如山西日盛达在采取余热发电和屋顶光伏发电后, 能耗折合标煤由 220.80kgce/t 下降至 203.31kgce/t,减少 17.49kgce/t。
在建和规划光伏玻璃产线污染排放水平均明显优于行业标准,其中中建材合肥 650t/d 产线的颗粒物排放水 平为 8mg/m(毫克/立方米)、SO2排放水平为 35mg/m、NOX排放水平为 100mg/m处于行业领先水平,在二氧 化碳捕集系统运行后,颗粒物将小于 1mg/m、SO2 排放水平为 5mg/m、NOX 排放水平为 5mg/m接近零排放。
三、光伏玻璃成本解构:规模、工艺水平、燃料原料、运输费用
3.1 供给过剩趋势下,成本成为企业核心竞争力
需求旺盛叠加政策放开,大量企业加速布局光伏玻璃业务。2011 至 2021 年,全球光伏新增装机容量由 30.2GW/年增长至 170GW/年。预计到 2025 年,保守情景和乐观情景下,新增装机容量将分别提升至 275GW/ 年和 330GW/年。在两种情景下,根据模型预测,2022 年两情景下光伏玻璃需求分别为 41882t/d 和 51306t/d, 同比分别提升 17.28%和 43.67%。
双碳目标提出后,清洁能源对化石能源的替代已是大势所趋,光伏行业景气度 持续提升。2020 年下半年起,随着疫情稳定,需求集中爆发,光伏玻璃供给出现巨大缺口,价格快速上涨,利 润增厚。
2020 年底工信部修订了《水泥玻璃行业产能置换实施办法》,对光伏玻璃产能置换实施差别化政策, 新上项目不再要求产能置换。在市场和政策的共同驱动下,老牌企业持续扩大生产、新企业不断涌入。
在听证会政策和市场的影响下,部分产线点火有所延迟。根据 2021 年年底统计的企业公告,2022 年上半 年计划有 30 条新增产线点火,新增产能共计 28350t/d;
2022 年 1 至 5 月实际共有 13 座窑炉点火,新增产能约 14100t/d,部分产线点火时间推迟至 2022 年下半年。目前点火产线包括福莱特、新福兴、南玻、洛玻、旗滨、 湖北亿钧、安徽燕龙基、武骏等公司,大企业的投产确定性较高。
2022 年下半年后光伏玻璃或将出现整体产能过剩。根据听证会披露信息,2022 年上半年预计有 20 条新增 产线点火,新增产能共计 21500t/d;下半年预计有 39 条新增产线点火,产能 40620t/d。
在全部产线按期投产的 情况下,到 2022 年底,我国光伏玻璃产能将达到 61880t/d,同比增长 156.32%,供给将大幅过剩,超出需求天 花板 25.5%,2023 年上半年供给过剩幅度继续扩大,超出需求天花板 78.46%。在未来,听证会的通过率将直接 影响供给过剩的程度。
龙头公司生产成本显著低于二、三线企业,低价阶段仍能保持一定的盈利能力。
现阶段,光伏玻璃价格处于低位水平,3.2mm 光伏玻璃价格约 28.5 元/平方米,2.0mm 光伏玻璃价格约 22 元/平方米。短期看,一季度行业处于紧平衡状态,原材料和天然气价格不断上升,推动过去 3 个月的价格上涨。
长期看,价格上涨会激发企业点火新产线释放产能,行业处于过剩局面,价格上行动力不足;同时,在原材料 和燃料价格高涨的背景下,目前的价格已经接近二线企业盈亏平衡点,价格进一步下降的空间有限,判断价格 将处于低位震荡。
光伏玻璃的成本主要由燃料成本和材料成本构成。光伏玻璃行业的上游是纯碱、石英砂以及石油化工类等 行业,主要原材料为纯碱、石英砂,主要燃料是天然气、乙烯焦油等。
中国建材桐城新能源拟建 1200t/d 光伏玻 璃的原片产品成本中,原料成本占 54.8%、燃料动力成本占 28.6%,合计共占 83.4%;云腾建材拟建 1000t/d 光 伏玻璃的原片产品成本中,原料成本占 56.3%(纯碱占比 28.3%、超白硅砂占比 19.7%、低铁石灰占比 4.3%、 其他原料占比 4.0%)、燃料成本占 23.5%,合计占比 79.8%。
因此,天然气等燃料价格波动以及原材料获取方式 将直接影响玻璃企业生产成本及毛利。
3.2 大型窑炉燃料原料消耗少,生产成本可控、敏感性低
3.2.1 大型窑炉单位产品的燃料原料消耗少
大型窑炉单位面积的生产效率更高,规模优势带来能耗水平下降和原料消耗减少,降低生产成本。研究对 4 条在产产线的每平方米 3.2mm 光伏玻璃的天然气、纯碱、石英砂成本进行测算,液化天然气 LNG 价格和纯 碱价格取 2022 年 3 至 5 月平均价计算,产线规模越大且良率越高,每平方米玻璃的燃料和原料用量越小,玻璃 生产成本越低。
4 条产线的天 然气和纯碱占比为 78%至 83%,比重较大,天然气和纯碱价格变动对光伏玻璃生产成本影响较大。此外,产能 的增加可以一定程度上降低折旧和固定成本分摊,减少单位产量建设投资。
3.2.2 产线规模效应降低成本波动,大产能企业承压能力强
大型窑炉生产成本敏感性低,燃料原料价格波动。研究以上述 4 条产线为例测算玻璃成本对燃料原料价格 变动的敏感性,假设液化天然气、纯碱、超白石英砂价格均变动 100 元/吨,可发现随产线规模增大,玻璃生产 成本对燃料原料价格波动的敏感性大体呈现降低趋势。
天然气和纯碱价格波动对玻璃生产成本产生较大影响,大产线成本优势被放大。目前液化天然气价格处于 近 5 年高位,纯碱价格在从 2021 年末顶峰回落后波动上升,对光伏玻璃生产成本控制将产生一定压力。
3.3 先进工艺技术提高产品良率、降低能耗水平
3.3.1 生产工艺技术水平决定产品良率,相同规模产线的良率差异大
技术水平决定产品良率。据听证会信息,在建和拟建光伏玻璃产线产品良率平均为 86%,由于生产工艺技 术水平不同,良率差异较大,例如 1000t/d 窑炉产品良率最高可达 90%、最低为 80%、相差 10 pct,1200t/d 窑 炉产品良率最高 89%、最低 83%、相差 6 pct。
3.3.2 生产经验和工艺技术水平影响燃料消耗量,相同规模产线的能耗差异大
单吨玻璃的天然气用量不仅与产线规模有关,也受到生产技术的影响。
研究以前述 1200t/d(良率 86%)产 线的每平方米玻璃燃料原料用量为基础,设置原片产品良率 80%、83%、86%、88%、90%共 5 种情景,测算实 际生产良率对产品成本的影响。
光伏玻璃生产中未达良好标准的产品将回炉再次进入产线,纯碱和超白石英砂 几乎不再额外消耗,但生产过程仍将使用天然气,因此良率提升对产品成本的影响实际上取决于天然气消耗水 平。
据测算,对于 1200t/d 产线而言,产品良率从 80%提高 3pct、6pct、8pct、10pct 时,每平方米 3.2mm 光伏 玻璃成本将分别降低 0.32 元、0.61 元、0.79 元、0.97 元。
先进技术有效降低产品能耗,节省燃料成本。
研究进一步测算多条拟建 1200t/d 光伏玻璃产线的天然气用量。 依据听证会披露单吨产品能耗、天然气用量等信息;安徽福莱特 1200t/d 产线生产单吨 3.2mm 光伏玻璃需天然 气 146.86 立方米,折合每平方米玻璃的天然气成本为 6.29 元;
信义、福莱特等企业拥有先进技术储备,在设计 院设计窑炉的基础上,企业可根据自身需求进行改造和调整,从而更适合自身生产、降低产品能耗、节省燃料 成本,相同窑炉规模下每平方米 3.2mm 光伏玻璃成本相比于其他企业最高可降低成本 1.12 元/平方米。
3.4 原料集采和自供优势、区位优势提高企业成本竞争力
3.4.1 纯碱成本占比高,集采原料将扩大成本优势
研究对原料集采导致的成本变化进行测算(此处不计运费),根据听证会信息和企业披露信息,龙头企业拥 有原料集采价格优势,纯碱价格比市场价低 10%,市场价越高,集采优势越明显。
据 2022 年 5 月价格,按集采 价采购纯碱时的 1200t/d 产线生产每平方米 3.2mm 光伏玻璃所需纯碱成本比按市场价采购纯碱时低 0.401 元,若 1200t/d 产线每年生产 365 天,则每年将节省成本超 2100 万元。
3.4.2 超白石英砂资源影响光伏玻璃生产,自供优势提升产品议价能力
超白砂矿分布有限,在光伏玻璃产能急剧扩张的情况下或将成为制约因素。透光率是光伏玻璃的核心性能 指标之一,要实现高透光率,就需要使用含铁量较低的超白砂矿。
在我国,超白石英砂矿较为稀缺,主要分布 在安徽省凤阳县、湖南省、广东省河源市、广西壮族和海南省等地区。目前,我国石英砂企业约千家, 大多数产能不超过 100 万吨,格局较为分散。随着光伏玻璃产能的扩张,超白石英砂或将成为相对紧缺的资源, 出现供不应求,价格可能会大幅上涨,进而对光伏玻璃企业产能负面冲击,影响企业盈利水平。
自供石英砂变动对产线的产品成本显著,企业拥有采矿权或自建砂厂将扩大成本优势。研究对自供石英砂 导致的成本变化进行测算(此处不计运费),根据听证会信息和企业披露信息,石英砂采矿权或自建砂厂的企业 拥有石英砂价格优势,2022 年 5 月市场价约 500 元/吨,自供价约 350 元/吨,2019 至 2022 年价格逐年上涨 20%。
研究根据信义、凯盛、昭通旗滨等企业信息,假设企业的石英砂来源为完全外采、自供 30%、自供 60%、完全 自供四种情景:
以 2022 年 5 月价格计算,石英砂自供比例为 30%时,每平方米光伏玻璃成本较完全外采下降 0.26 元,若 1200t/d 产线每年生产 365 天,则每年将节省成本超 1400 万元;石英砂自供比例为 60%时,每平方 米光伏玻璃成本下降 0.52 元,每年将节省成本超 2800 万元;石英砂完全自供时,每平方米光伏玻璃成本下降 0.87 元,每年将节省成本超 4700 万元。
优质和稳定供应的超白砂是光伏企业持续扩张的保障,也成为企业重点布局的战略方向。据听证会信息, 广西壮族北海市、安徽省凤阳县等地出台文件规定石英砂资源将不外销,因此各光伏玻璃企业是否拥有 采矿权或稳定的石英砂来源成为制约企业发展的重要因素。
福莱特在安徽凤阳储备有 1800 万吨超白石英砂矿山, 自供比例约 50%左右,并于 2021 年 10 月购买安徽凤砂矿业集团有限公司持有的大华矿业 100%股权和三力矿业 100%股权,两家公司共持有年产 240 万吨玻璃用石英岩采矿权。
3.4.3 天然气成本占比大,区域定价差异对产品成本影响大
天然气成本约占光伏玻璃生产成本的 25%,天然气价格变动和地域差异对光伏玻璃生产成本将产生较大影 响,西北地区具有天然气价格优势。
研究选取全国各地区规划光伏玻璃产能较集中省份的省会城市(或邻近省 份的省会城市)广西壮族南宁市、贵州省贵阳市、辽宁省沈阳市、新疆维吾尔乌鲁木齐市、湖北 省武汉市、安徽省合肥市,模拟 1200t/d 产线生产 3.2mm 光伏玻璃消耗天然气的成本差异。
在产线规模相同、 产品良率相同的假设下,各地区玻璃产线消耗天然气成本差异较大,2020 年至今,西北地区天然气相对低廉, 每平方米玻璃消耗天然气成本为 3.09 至 3.39 元,华南地区、华东地区、华北东北地区天然气成本较高,分别约为 5.24 至 6.83 元、5.28 至 5.81 元、5.07 至 5.32 元。
对比液化天然气,2021 年以来液化天然气价格攀升,按 2022 年 5 月平均价格计,每平方米 3.2mm 光伏玻璃消耗液化天然气成本为 7.98 元,高于使用管道天然气的成本。
3.5 运输附加成本影响产品利润
光伏玻璃成本受运输距离和运输方式影响大,原料供应和产能消化集中在区域内、省内将具有成本控制优 势。光伏玻璃生产地、石英砂资源分布地、玻璃产品下游光伏组件厂商分布地通常难以集中在同一城市或产业 园区,运输成本成为制约光伏玻璃企业生产成本和销售利润的关键要素。
研究以前述 1200t/d 产线为例,分别模 拟玻璃厂家与超白石英砂供货商、纯碱供应商、光伏组件厂在不同距离情况下运输附加成本。
根据我国省市面 积、区域面积以及光伏玻璃产线分布、石英砂资源分布、光伏组件产线分布情况,省内运输距离约为 100 至 300 公里、区域内跨省运输距离约为 500 至 800 公里、跨区域运输距离约为 1000 至 2000 公里,运输费用对光伏玻 璃企业的生产成本和销售成本影响较大。
且由于光伏玻璃不易长途运输,因此原料供应和产能消化集中在区域 内、省内将具有成本控制优势。