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偉大的變化——光伏行業(yè)的能級躍遷

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2021-02-18 23:09:41

聽聞一位大佬說過,有的人買入偉大的公司,有的人買入偉大的變化。從微觀經(jīng)濟學來看,這是一個樸素精妙的總結:

在行業(yè)成長期看變化,在行業(yè)穩(wěn)定期看確定性。

這也意味著,根據(jù)不同行業(yè)的屬性、成長穩(wěn)定跨度、競爭格局等因素,不同方法的適用性是有差異的。

躍遷,即量子力學體系狀態(tài)發(fā)生跳躍式變化的過程。原子在光的照射下從高(低)能態(tài)跳到低(高)能態(tài)發(fā)射(吸收)光子的過程就是典型的量子躍遷。

光伏行業(yè)便是這樣一個歷經(jīng)躍遷、擁有偉大變化的行業(yè),每一次的變化都對行業(yè)造成了顛覆性影響。

即使在摩爾定律加持下技術進步飛速的半導體行業(yè),臺積電依然立于不敗之地。只有光伏行業(yè)重復著從首富到破產(chǎn)的故事。

技術的毀滅性創(chuàng)新——兩次能級躍遷復盤

光伏歷史上有兩次技術迭代帶來的行業(yè)躍遷:晶體硅替代薄膜路線和單晶硅片替代多晶硅片。

完全不同的新技術替代了難以升級的老技術形成轉(zhuǎn)換效率的躍遷,摧毀了現(xiàn)存者的資產(chǎn)負債表,關閉了舊的上升通道。

顛覆性新技術激發(fā)能級躍遷。

1、2009-2010年,硅料——多晶替代薄膜

隨著2005年《京都議定書》的生效,德國《可再生能源法》、西班牙“皇家太陽能計劃”等出臺,可再生能源歐洲國家掀起熱潮,尤其是德國西班牙等國家大力補貼光伏,歐洲多國光伏裝機量年年增速100%+。

光伏行業(yè)一時風光無兩。

中國企業(yè)家沒有缺席這樣一場財富運動。但當時因為“三頭在外”的約束——原料在外,技術在外,市場在外,中國僅是一個世界光伏產(chǎn)業(yè)的代工廠,做的是最低端的組裝加工環(huán)節(jié)——進口電池片,用密封工藝稍稍加工形成組件,再銷售給下游客戶。

“三頭在外”的約束中,原料——硅料供給是整個產(chǎn)業(yè)鏈的核心瓶頸。當時具備生產(chǎn)能力的企業(yè)主要是被七家國際大廠以及少數(shù)國內(nèi)老牌半導體材料廠壟斷,產(chǎn)能和短期供給量有限,完全是賣方市場。

多晶硅價格迎來快速上漲,從 2003 年的約 35 美元/kg持續(xù)上漲到 2008 年瘋狂狀態(tài)的 400~500 美元/kg。

在多晶硅價格上漲的2003-2008年,薄膜路線因為性價比凸顯的優(yōu)勢,增速快于晶體硅路線,份額占比從6%提升至10%左右。應用材料等半導體公司紛紛推出了交鑰匙生產(chǎn)線,國內(nèi)如正泰光伏、新奧光伏能源等企業(yè)大手筆買入生產(chǎn)線,加入原料熱潮。

高額利潤的誘惑下,當時甚至還出現(xiàn)了金屬硅和廢硅回收冶煉等非主流路線。

在國內(nèi)同行紛紛投入薄膜路線的懷抱的時候,一家在香港上市的二線熱電廠發(fā)現(xiàn),硅料的制備工藝其實是中等難度的化工流程,瓦克等傳統(tǒng)硅料企業(yè)因為半導體出身,路徑依賴導致視野受到半導體制備的限制。

這家叫保利協(xié)鑫的公司獨辟蹊徑招聘一批東北化工廠的工程師,自己設計還原爐和反應釜摸索工藝。2009年冷氫化工藝成功落地,震驚了全球光伏屆。

HK.3800股價一飛沖天漲了十倍,洶涌而來的資金推動5000噸、10000噸、15000噸直到50000噸冷氫工藝生產(chǎn)線的建成,硅料價格如墜機一般從200美元/kg跌到20美元/kg。

晶體硅路線的成本降速遠超薄膜路線,硅料價格的雪崩導致a-Si、鏑化鎘等太陽能薄膜電池路線的退出,奠定了晶體硅的主流地位。

從應用材料到正泰、新奧等薄膜企業(yè)黯然退場;漢能光伏卻在高點接盤了薄膜路線產(chǎn)能,故事到今天也沒有結束。

至于金屬硅和廢硅回收,再無提及。

2、2013-2019年,硅片——單晶替代多晶

2008年金融危機、2010-2011年歐債危機,雙管齊下消滅了德國西班牙的光伏補貼。

2011年10月18日,德國SolarWorld美國分公司聯(lián)合其他6家生產(chǎn)商向美國商務部正式提出針對中國光伏產(chǎn)品的“雙反”調(diào)查申請。

2012年10月10日,美國商務部對進口中國光伏產(chǎn)品作出反傾銷、反補貼終裁,征收14.78%~15.97%的反補貼稅和18.32%~249.96%的反傾銷稅。

2012年9月,歐盟啟動針對中國輸歐光伏產(chǎn)業(yè)反傾銷調(diào)查。

2013年6月,歐盟委員會宣布將從6月6日至8月6日對中國光伏產(chǎn)品征收11.8%的臨時反傾銷稅。

瘋狂擴產(chǎn)的多晶產(chǎn)業(yè)鏈遇到光伏歷史上最慘烈的供需雙殺。

供需失衡導致產(chǎn)品價格快速下跌,眾多廠商出現(xiàn)虧損,被迫停產(chǎn)裁員。當時國內(nèi)光伏行業(yè)的龍頭企業(yè),在激進擴產(chǎn)的格局下遭受致命一擊,導致資金鏈斷裂。無錫尚德、LDK、英利等企業(yè)都遇到了經(jīng)營困境,或宣布破產(chǎn)重組,或被收購。

當時相對小眾的單晶硅片企業(yè)降價反應遲鈍,單晶硅片市占率被擠壓至不到20%。2012年上市的隆基股份手握首發(fā)募資15億,面對行業(yè)慘狀,心有余悸。

2011-2012年全行業(yè)的資源堆積于多晶硅片領域,當行業(yè)危機來臨,多晶企業(yè)自顧不暇。只有進取的隆基股份和跟隨的中環(huán)股份在2013年之后,在單晶領域低調(diào)前進。

行業(yè)危機中,多晶擴產(chǎn)全面終止,大批全新和半新光伏設備被仍在港口和渠道無人問津。隆基股份在第一階段擴產(chǎn)的時候以5折甚至更低的價格大量購入這些設備(如單多晶通用的切片機等),在行業(yè)低迷期間,這些設備有效地降低了隆基股份的生產(chǎn)成本,隆基股份小心翼翼地積累著自己的力量。

2013-2015年,小小的隆基股份在強大的協(xié)鑫的陰影下埋頭探索單晶降本工藝,直到2015年第一次增發(fā)隆基股份成功獲得20億子彈。隆基股份手握35億資金(15億IPO+20億增發(fā)),第一次啟動單晶大規(guī)模擴產(chǎn)。

這次大規(guī)模擴產(chǎn)不但迅速填補行業(yè)產(chǎn)能空間,而且推高了行業(yè)壁壘,有效地阻擋外來者??焖僭鲩L的業(yè)績也吸引了更多的資金推動更大規(guī)模的擴產(chǎn),反身性加速正循環(huán)。

5GW、10GW、20GW直到65GW的過程,像極了當年的保利協(xié)鑫,而隆基股份30倍的股價漲幅則遠遠超越保利協(xié)鑫成為A股當之無愧的光伏行業(yè)龍頭。

2013年至今單晶硅片替代多晶硅片,直拉單晶和金剛線工藝的導入將多晶市場份額逼退至不到20%,奠定了單晶路線是面向未來主流晶體硅路線的基礎。

3、光伏行業(yè)兩次能級躍遷的小結

兩次能級躍遷之前,都發(fā)生了需求崩塌的行業(yè)危機,甚至疊加了金融危機,造成行業(yè)供需雙殺。糟糕的行業(yè)基本面令主流廠商對主營業(yè)務自顧不暇,哪里有精力和能力探索新工藝?等到需求恢復之后,更高效率更低成本的新技術全面替代主流傳統(tǒng)技術。

兩次能級躍遷之前,行業(yè)瓶頸都指向了下一個突破口。2009年的瓶頸是硅料,2013年的瓶頸是硅片。保利協(xié)鑫和隆基股份在各自領域籌劃了清晰的路線圖以及工藝儲備。拿到充足子彈之后的大規(guī)模擴產(chǎn)迅速占據(jù)市場掌握話語權。

兩次能級躍遷都主角都是當時的非主流廠商,一則沒有包袱,二則沒有思維定勢,三則是適時充足的子彈,萬事俱備,順勢而為。

能級躍遷再探——必要性

1、供給過剩

由于光伏效率提升成本下降,全球范圍內(nèi)發(fā)電側(cè)平價越來越普遍,脫離補貼約束的需求內(nèi)生性加強。面對巨大的傳統(tǒng)能源市場,占比很小的光伏能源長期復合增速保持在兩位數(shù),空間大增速快的特性吸引越來越多的投資人。

價格是由供需共同決定的,不斷下降的光伏價格背后是三位數(shù)的供給增速超越兩位數(shù)的需求增速。

能級躍遷打開了新舊路線替代的廣闊空間,后來者的學習曲線拉平超額利潤,供給過剩隨即出現(xiàn)。也即,產(chǎn)能過剩是能級躍遷的必要條件之一,沒有上一輪產(chǎn)能過剩就不會有下一輪技術創(chuàng)新。

產(chǎn)能過剩意味著當前工藝的極限。價格的變化來自于供需的變化,光伏需求兩位數(shù)的變化刺激光伏供給三位數(shù)的變化,結果就是產(chǎn)能過剩。

當前工藝帶來需求的擴張領先于供給,工藝的超額利潤率刺激供給進一步釋放,比如2010年50%毛利率的硅料,2019年30%毛利率的PERC電池、2020年40%毛利率的單晶硅片。

當前工藝帶來的需求擴張被供給超越時,產(chǎn)能周期拐點出現(xiàn),價格暴跌、毛利率大幅下降,難以回到之前的水平,ROE永久性壓制,因此產(chǎn)能過剩意味著當前工藝的極限。

上市公司說光伏價格下降是常態(tài)。

這個觀點沒有錯,但是價格暴跌利潤率崩塌說明供需關系依然有效。傷害利潤表甚至資產(chǎn)負債表的價格下跌不是常態(tài),也不能是穩(wěn)定態(tài)。

上市公司還說行業(yè)產(chǎn)能過剩是常態(tài),但是我們的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能不足。

如果公司產(chǎn)品價格隨著行業(yè)而暴跌,那么往往說明公司其實沒有競爭優(yōu)勢。看看鋰電池,看看寧德時代就知道了。

產(chǎn)能過剩意味著未來工藝的開始。所謂禍福相依,產(chǎn)能過剩的另一面是未來工藝的開始。產(chǎn)能過剩倒逼企業(yè)技術創(chuàng)新,2012年隆基股份劃出未來成本曲線,董事長的理由很簡單,再不快速降本公司死路一條。

產(chǎn)能過剩打壓的價格為下一個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的技術創(chuàng)新做好鋪墊。

硅料從200美元/kg跌到20美元/kg,效率更高的單晶硅片進入快速降本的通道,站在大規(guī)模商業(yè)化的起點。

產(chǎn)能過剩摧毀資產(chǎn)負債表沉重打擊廠商信心,破產(chǎn)的廠商不可能重新回到原有技術路線,甚至不會重回光伏行業(yè)。

對于技術穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來說,這意味著以后的格局優(yōu)化,比如硅料和硅片。

對于技術顛覆的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來說,這意味著新技術替代傳統(tǒng)技術的開始。

2、融資擴產(chǎn)

當技術創(chuàng)新證明新一輪周期開始的時候,融資擴產(chǎn)是推動行業(yè)快速發(fā)展的必要條件。

融資擴產(chǎn)是光伏的內(nèi)在屬性

光伏是典型的周期成長型制造業(yè),在正確的時點投入盡可能多的資本開支是行業(yè)發(fā)展屬性決定的。

更多的融資意味著更高的杠杠率,更大的規(guī)模意味著更低的生產(chǎn)成本和更高的利潤率、更快速地推動新技術替代傳統(tǒng)技術實現(xiàn)更高的周轉(zhuǎn)率。

越來越多的光伏企業(yè)登陸資本市場對于行業(yè)發(fā)展是極大的利好,融資規(guī)模越大,行業(yè)發(fā)展越快,抗風險能力越強。

度過成長期之后優(yōu)勝劣汰剩下的領先企業(yè)將為資本市場帶來后期回報,資本市場也是進取精神的獵場。

融資擴產(chǎn)是企業(yè)的競爭優(yōu)勢

產(chǎn)能過剩的傳統(tǒng)技術和廠商不會有人重復投資,即使能融到錢投進去最終也是人財兩空,比如退市的海潤。

開拓新興技術的廠商,只有在傳統(tǒng)技術產(chǎn)能過剩的時候,敢于融資盡力擴產(chǎn),才能在未來的競爭中站穩(wěn)腳跟,比如隆基股份。

2013-2014年全行業(yè)的玩家都陷入多晶產(chǎn)能過剩的泥潭難以自拔,根本無法轉(zhuǎn)身。彼時隆基股份遵循降本曲線,籌備融資20億準備大規(guī)模擴產(chǎn)單晶硅片,行業(yè)獨此一家。

當隆基股份的融資計劃被批準的時候,聰明地資本市場將股價抬升到13塊,翻了4倍。巨額資金保證隆基股份的產(chǎn)能和成本一騎絕塵,已有參與者不能做,圍觀者不敢做。

上市9年以來,隆基股份直接融資接近200億;1月29日,隆基股份披露了2020年業(yè)績預告,全年扣非后歸母凈利潤中位值80億元,上市以來的扣非歸母利潤總額超過融資額。

這期間,隆基股份產(chǎn)能增長近四十倍,等效成本下降80%;并且靠一己之力將單晶市占率提高到近90%,成功實現(xiàn)單晶替代多晶。

不僅如此,隆基股份同時擴產(chǎn)了投入產(chǎn)出效率更高的組件,進一步加大經(jīng)營杠桿,將單晶硅片替代多晶硅片的顛覆性發(fā)揮到極限。

3、波動性之源——金融反身性

光伏行業(yè)對于傳統(tǒng)能源行業(yè)的替代潛力吸引著無數(shù)的金融資本,光伏行業(yè)的重資產(chǎn)屬性以及不同產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)學習曲線的斜率不同,帶來不同的反身性試驗。

 

 

這是2011年至今的硅料價格,當年保利協(xié)鑫的產(chǎn)能釋放完畢,硅料價格從100美元/kg跌到20美元/kg。

雖然后續(xù)通威、大全在新疆建設更有競爭力的硅料產(chǎn)能,但是硅料價格從2013年的20美元/kg只是跌到去年最低8.8美元/kg,倒逼瓦克和OCI退出,硅料價格隨后在去年7月企穩(wěn)上漲。

通威、大全和保利協(xié)鑫等幾家廠商的高市占率控制全球光伏硅料的定價權。

 

 

單晶硅片價格在2018年10月底至2020年4月的18個月保持穩(wěn)定,背后是隆基股份和中環(huán)股份高度集中的市場份額和市占率帶來的話語權。

能級躍遷并不是行業(yè)波動性之源,恰恰相反,令人生畏的顛覆性創(chuàng)新來了長期的行業(yè)格局穩(wěn)定。

行業(yè)波動性來源于分散的競爭格局,背后是學習曲線擴散之后無差異的產(chǎn)品競爭。

如果學習曲線掌握在有限幾家廠商手中,這些廠商大舉融資迅速擴張形成經(jīng)營壁壘和穩(wěn)定格局,比如如今的硅料和硅片環(huán)節(jié)。

如果學習曲線擴散至全行業(yè),結果就是沒有約束的產(chǎn)能過剩,比如之前崩塌的多晶硅料和去年崩塌的PERC電池。

融資擴產(chǎn)后的供給過剩并不必然發(fā)生,得看能級躍遷背后學習曲線的具體情況,因為光伏自帶金融反身性。

第三次能級躍遷?

1、技術迭代

硅料的技術迭代穩(wěn)定了硅料行業(yè)的競爭格局。2020年以來海外硅料廠紛紛停產(chǎn),通威、大全和協(xié)鑫等等廠商的市場集中度超過70%,硅料價格的波動率顯著下降。

硅片的技術迭代正在穩(wěn)定硅片行業(yè)的競爭格局。2020年多晶硅片的市占率降到20%以下,隨著隆基股份、中環(huán)股份和上機數(shù)控等廠商產(chǎn)能的大規(guī)模釋放,單晶硅片2020年的CR5預計超過80%。

2020年4月至6月,單晶硅片價格暴跌,即使是短期硅料環(huán)節(jié)的供需偏緊以及硅片旺盛的需求,將硅片價格短暫拉回,也無法阻止硅片價格向臨界點進發(fā)。以后隨著波動率的收斂,硅片價格的下降速度將放緩。

 

 

我們可以計算,硅片從3.5元/片跌到長期價格中樞2.3元/片,效率更高的異質(zhì)結將進入快速降本的通道,站在大規(guī)模商業(yè)化的起點。背后的邏輯是越過臨界點之后,效率更高的產(chǎn)品降本速度更快,單位原材料含量越低。

復盤來看,硅料和硅片都發(fā)生了技術迭代,最后一個領域電池片依然悄然無息(進入21年之后越發(fā)暗波涌動)。正是這種悄然無息導致電池片的行業(yè)依然分散,面對硅片的產(chǎn)業(yè)鏈博弈始終沒有話語權。

從貨值計算,電池片的市場容量接近硅片兩倍,單位利潤率水平不及硅片的1/3,這是非常不正常的現(xiàn)象。

電池片的未來工藝,其實早已存在,正確時點的大規(guī)模生產(chǎn)將促進其商業(yè)化成熟。

 

 

從十年前美國國家實驗室的技術演進圖來看,光伏的效率排序:異質(zhì)結(Multijunction)>單質(zhì)結(Single-junction)>多晶電池(Crystalline Si)>薄膜電池(Thin-film)。

產(chǎn)業(yè)層面的兩次能級躍遷完美體現(xiàn)了這個效率路線。

市場認為光伏新技術層出不窮,難以辨識真?zhèn)巍5o緊圍繞第一性原理,這個效率路線圖是無可爭辯的,背后是材料學的科學邏輯。

歸功于獨有的復合材料結構以及可觀的效率潛力,光伏技術的未來早已有所安排——異質(zhì)結技術。

硅料替代薄膜和單晶硅片替代多晶硅片的過程為異質(zhì)結替代單質(zhì)結做好了產(chǎn)業(yè)鋪墊,因為異質(zhì)結電池的硅片基底是N型單晶硅片,P型單晶制備工藝可以轉(zhuǎn)化為N型工藝(這并不是能級躍遷),所以當P型單晶硅片全面替代P型多晶硅片的時候,就是宣告N型結構替代P型結構的開始。

2、行業(yè)突破

光伏行業(yè)突破是清潔能源替代傳統(tǒng)能源的過程,光伏效率越高成本越低,替代過程才能繼續(xù)進行。

這個過程包括兩層意義的突破,第一個是擺脫補貼約束,第二個是擺脫并網(wǎng)約束。

光伏的商業(yè)化開始于上世紀90年代的德國補貼政策,之后每一次的行業(yè)波動都源于財政補貼的變化,比如2008年全球金融危機、2011年歐債危機和2018年中國財政調(diào)整。2008年全球金融危機導致德國補貼大幅下滑,2011年歐債危機導致德國西班牙補貼大幅下滑,2018年531新政導致中國補貼大幅下滑。

有趣的是,每一次危機對光伏需求的沖擊越來越小,背后的邏輯是隨著效率提高成本下降,光伏的發(fā)展逐步擺脫補貼約束,也就是光伏發(fā)電成本接近火電發(fā)電成本。

2011年行業(yè)崩潰持續(xù)到2012年底,德國幾乎砍掉了所有光伏補貼,我們在在苦苦思考行業(yè)未來的時候,中國推出了歷史上規(guī)模最大的補貼。2018年行業(yè)崩潰只持續(xù)了半年,531導致的價格暴跌一定程度上刺激了海外需求,因為光伏在海外很多地區(qū)實現(xiàn)了平網(wǎng)發(fā)電。

三次行業(yè)波動對應三次技術變化。

2008年的行業(yè)危機孕育冷氫化制備硅料工藝,啟動晶體硅替代薄膜的開始。

2011年的行業(yè)危機孕育金剛線和快速直拉單晶工藝,啟動單晶硅片替代多晶硅片的開始。

2018年的行業(yè)危機刺激PERC電池大規(guī)模替代多晶電池的開始。

今天,光伏成本距離全球平網(wǎng)觸手可及。

全球平網(wǎng)意味著光伏發(fā)電擺脫補貼依賴,并不意味著光伏擺脫了并網(wǎng)依賴,也就是說光伏替代傳統(tǒng)能源還有下半場。

無論是特高壓還是隔墻售電都無法解決電網(wǎng)調(diào)度的問題。當電網(wǎng)調(diào)峰達到極限的時候,光伏的裝機發(fā)展也到了極限,想要進一步突破就得擺脫并網(wǎng)依賴,這意味著光伏發(fā)電成本需要進一步下降,低于火電成本,為儲能留出成本空間。

換言之,只有搭配了儲能的光伏系統(tǒng)成本達到平網(wǎng)水平,光伏才能獲得新的空間。

這個邏輯展示了令人激動的前景,當光伏效率提升成本下降實現(xiàn)光儲系統(tǒng)平網(wǎng)的時候,光伏替代煤炭原油等傳統(tǒng)能源的最后一公里近在眼前,異質(zhì)結電池技術將完成這個使命。

從2008年第一次能級躍遷至今光伏用了12年實現(xiàn)全球平網(wǎng),實現(xiàn)年新增裝機量近十倍的增長。

當異質(zhì)結技術推動光伏擺脫并網(wǎng)依賴的時候,更專業(yè)化、更高的壁壘、更大的空間、更低的波動率,一個新的光伏行業(yè)將展現(xiàn)于世

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