光伏胶膜主要用于光伏组件封装环节,位于光伏产业链中游。
光伏胶膜置于光伏电池与盖板、光伏电池与背板之间,起到对光伏电池的缓冲与保护作用,也可以为电池线路装备提供结构支撑、为电池片与太阳能辐射提供最大光耦合,起到抵抗高温、潮气、紫外线等环境侵蚀等作用,能够提高组件的光电转换效率,增加组件输出功率,是组件关键封装材料,处于光伏产业链中游。
光伏胶膜的材质将影响组件的发电效率以及使用可靠性,选材需要具备:良好的透光率;良好的密封性能、防水性能;与光伏电池、玻璃和背板之间粘接良好;具备良好的抗老化性能、抗腐蚀性能与较高的机械强度。
图表 1:光伏胶膜在组件中的应用
近年来,光伏技术进步带来 LCOE不断下降,目前光伏成本已低于传统能源,成为全球最廉价的发电方式之一,降本增效下光伏经济型凸显。
随全球能源转型下碳中和进程不断加快以及光伏平价时代到来,光伏装机持续超预期,在光伏利好政策不断出台及行业进步内生驱动下,光伏胶膜出货量将继续高速增长。
图表 3:光伏发电成本不断下降
图表 4:全球光伏新增装机及预期
全球胶膜需求伴随装机增长,2023 年有望达 39.2 亿平。
我们预计,在未来几年全球装机需求将继续保持高速增长,预计2023-2025年全球装机量将达350/460/580GW,同比增长 45.8%/31.4%/26.1%。
按照容配比 1.2 计算,参考PVInfolink 组件占比,预计各类型组件功率每年提升 5W,对应 2023-2025 年胶膜需求为 39.2/51.0/63.8 亿平方米,同比提升 44%/30%/25%。
其中,POE 类胶膜随着双玻及 N 型组件渗透率提升,占比逐年提升,2023 年 POE 胶膜需求约为 6.1 亿平,随着 EPE 胶膜下游验证通过逐步导入,占比有望提升至 24%,需求为 9.4 亿平。
图表5:全球胶膜需求量测算
寡头格局稳定,龙二扩产加速。2022 年全球胶膜厂商名义产能超 50 亿平米,产能市占率 CR3 近67%,集中度较高。
福斯特率先突破技术壁垒,研发扩产锁定龙一地位,销量市占率稳定占据 50%左右。
海优新材、斯威克、赛伍技术扩产加速、市占率快速提升,争夺龙二地位。
胶膜行业马太效应持续增强,行业集中度逐年提升,2023 年预计其他中小厂商销量市占率不足 5%。
图表 6:2016-2023E 光伏胶膜销量市占率
随着光伏行业需求快速提升,行业加速扩产,根据 PV Infolink,2022 年底胶膜行业名义产能约 51.7 亿平,平均有效产能32.2 亿平,可支撑组件需求超 320GW。
随着 2023 年各企业新建产能逐步释放以及加速募资扩产,预计 2023 年末胶膜行业名义产能约 69.2 亿平,有效产能约 53.2 亿平,可支撑组件 532GW,二线企业竞争将更加激烈。
图表 7:光伏胶膜厂商年末名义产能统计
PERC 时代中 EVA 为光伏封装胶膜的主流材料。
EVA 全称为乙烯-醋酸乙烯聚合物,是由乙烯单体(E-Ethylene)和醋酸乙烯单体(VA-Vinyl Acetate)以一定比例共聚而成的共聚物。
EVA 类胶膜(透明+白色)是过去最为成熟的胶膜材料,光学性能、粘结性表现好,且成本相对低廉,在 2022 年组件封装市场占比仍超 6 成。
然而 EVA 在水汽透过性、酸碱表现、玻璃化温度等方面存在一些固有的缺陷,随着电池及组件技术变化升级,对胶膜封装材料的要求在不断加强,在透水率、透光率、应力表现(模量)、耐候性(耐紫外线、高温)、粘接强度、抗老化能力等有更高的要求。
图表8:2018-2022 年胶膜封装材料市场占比
POE 类胶膜封装性能更优,更适用于双玻及 N 型组件。
相较 EVA 胶膜,POE胶膜具有优秀的阻水性能和离子阻隔能力,在湿度较大的环境中表现突出,POE 类胶膜凭借优异的抗 PID 性能解决了双玻组件水汽阻隔难题而广泛应用于双面双玻组件。
共挤型 EPE 胶膜通过共挤工艺将 POE 树脂和 EVA 树脂挤出制造,兼具 POE胶膜的高阻水性和 EVA 的高黏附特性,由于 POE 树脂基本依赖进口,价格较高,EPE 胶膜减少了 POE 粒子的使用,性价比更高,成为 POE 胶膜的未来发展趋势之一。
图表 9:各类光伏封装胶膜性能对比
双玻及 N 型趋势越发明确,POE 类胶膜需求释放。
由于背面发电增益、双玻组件全生命周期内发电量比普通组件要高出 20%左右,双面组件自 2019 年起渗透率显著提升,根据 CPIA,国内双面组件市占率已由 2019 年的 14%提升至 2022 年的 40%,到 2025 年有望提升到 54%。
此外随着 N 型技术确定性渐强,TOPCon、HJT、IBC电池将于 2023 年逐步放量,到2025 年预计将占比 50%以上。POE 类胶膜具有抗PID、防老化、阻水等高性能优势,因此胶膜行业将呈现从透明 EVA 向 POE 类胶膜的产品结构升级,同时将带动龙头出货结构同步升级。
图表 10:双面组件市场占比预期提升
图表 12:POE 类胶膜(POE+EPE)封装材料市场占比预期提升
预计 EVA 供需仍将维持紧平衡。我们假设 23 年容配比为 1.2,单 GW 组件胶膜消耗量为 0.093GW/平米,其中 23 年EVA 胶膜单平克重为 470g,共挤型 EPE 胶膜中 EVA 粒子单平克重为 313g,据此测算,2023 年 EVA 粒子需求为140.0 万吨。
2023年国内新增 EVA 装置企业主要为古雷石化和宝丰能源,以及部分企业增加光伏料产出比,我们预计 2023 年全球光伏级 EVA 粒子实际产量新增接近 40 万吨,预计 2023年全球光伏EVA 树脂供给大于需求水平为 20.6 万吨,考虑中间库存等影响,23 年全年来看基本维持紧平衡状态。
图表 13:海内外 EVA 粒子供给情况
图表 14:光伏级 EVA 树脂供需测算
POE 粒子严重依赖进口,2023 年紧缺程度加剧。
相较于 EVA,由于海外企业对茂金属催剂的专利保护和高碳α烯烃尚未自给,POE 粒子尚未国产化,目前陶氏、三井、LG、埃克森美孚、SK/SABIC 是主要的 POE 粒子供应商,虽然全球 POE生产能力超 200 万吨,然而光伏级 POE 实际产能有限,预计 2023 年光伏级 POE粒子供给为40 万吨左右。
从需求端来看,假设纯 POE 胶膜单平克重420g,共挤型EPE 胶膜中 POE 单平克重为 140g,在克重降低趋势下 2023 年 POE 单平克重降为400g,据此测算,2023 年 POE 粒子需求为38.7 万吨,全球光伏 POE 树脂供给大于需求水平为1.3 万吨,若再考虑产能检修以及库存等因素,全年处于紧缺状态,预计在行业 TOPCon 电池产能的逐步释放下,POE 粒子保供成为胶膜企业面临的关键问题,另外当前胶膜企业也在和下游客户积极进行EPE 替代 POE 方案的验证。
原文始发于微信公众号(艾邦光伏网):光伏需求高增,带动胶膜需求