发布时间:2025-01-27 07:50:49 人气:
光伏行业的上、中、下游产业链区分与纵横向发展
本文旨在明确光伏行业产业链的层次结构,以行业协会的分类标准为基准,将产业链分为上游、中游和下游三个部分。以下是对每个部分的详细描述:
1. 上游产业:这一环节主要包括硅料、硅片、金属硅、银浆/铝浆、电池片、辅料等原材料的生产,以及石英坩埚炉、单晶硅生长炉等生产设备的制造。行业内的主要企业有隆基股份、TCL中环等。
2. 中游产业:涉及光伏组件的生产,如电池片和光伏玻璃的制作,以及逆变器、电缆等配套产品的制造。晶科能源、天合光能等公司在组件生产方面有显著地位,而华为、阳光电源等则是逆变器生产领域的佼佼者。
3. 下游产业:这一环节包含了集中式和分布式电站的投资、建设、运维,以及废旧材料回收等业务。华能、大唐等电力行业的巨头也参与了电站的投资与运营。
随着光伏行业的持续发展,垂直一体化和“光伏+”战略逐渐成为行业发展的重要趋势。垂直一体化战略体现在中上游企业向下游电站市场的扩张,通过研发差异化产品和技术创新,以及数字化转型来增强竞争力。下游企业则通过争夺优质项目、布局储能解决方案和提升服务质量来推动转型升级。
“光伏+”模式,如光伏+储能、光伏+旅游等,通过与其他行业的融合,创造了新的应用场景和商业机会。例如,光伏+储能通过技术整合提高了电力系统的消纳能力和峰谷套利效果,而光伏+旅游则通过生态农业和光伏小镇的建设,塑造了新型旅游模式。
综上所述,光伏产业链的层次结构和整合趋势对于企业竞争力至关重要。在“双碳”目标的指导下,数字化转型和跨界合作成为企业应对挑战、实现可持续发展的重要策略。
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光伏行业全产业链梳理
光伏,即太阳能光伏发电系统,是一种将太阳辐射直接转换为电能的发电系统,分为独立运行和并网运行两种模式。光伏行业经历了四个发展阶段:
早期阶段:2004-2010年,欧洲市场主导,以德国为首的国家推出补贴政策,推动行业商业化发展。
整理期:2011-2013年,欧债危机引发政府补贴减少,导致需求下降,早期行业快速扩张加剧供需失衡。美欧对我国光伏产业发起“双反”调查,使2012年全球新增装机量首次下滑。
成长期:2014-2018年,发展重心转移到中国。2012年,我国应对“双反”调查,加大补贴力度,发布相关规划和政策,开启快速成长期。
平价期:2019-2025年,随着技术进步和成本降低,全球市场进入全面平价阶段。
上游产业链涉及原材料加工,包括金属硅、多晶硅、硅片、银浆、PET基膜。金属硅是通过硅石冶炼得到的原料,多晶硅料是硅酸盐或二氧化硅的工业硅提纯产物,用于制造硅片。硅料生产厂商市场集中度高,前五大厂商合计占比达79%。硅片生产厂商集中于大尺寸升级,效率与成本效益显著。银浆作为光伏电池核心辅料,成本占比10%-11%,苏州固锝为国内龙头。PET基膜则能满足各种光电显示需求。
中游产业链包括光伏玻璃、胶膜、背板、电池片、组件等。电池片生产厂商包括通威股份、爱旭股份、晶澳科技、晶科能源、韩华。光伏玻璃行业双寡头格局明显,设备厂商如晶盛机电、捷佳伟创、迈为股份、金辰股份。组件生产厂商前五包括隆基绿能、晶科能源、天合光能、晶澳科技、阿特斯。背板市场集中度高,赛伍技术为龙头。胶膜产品市场集中度也高,福斯特占据主导。逆变器环节,阳光电源为龙头。
新技术路线包括PERC、Topcon、HJT电池,PERC电池技术成熟,光电转换率极限接近,成本效益高,但提升空间有限。Topcon电池为PERC升级版,光电转换率极限更高,生产线可升级改造,但成本较高,良品率低。HJT电池工序简单,光电转换率高,成本有望降低,但生产线需重新建设。
IGBT应用领域
中国IGBT芯片应用领域
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是电力控制和电力转换的核心器件,是由BJT(双极型晶体管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,具有高输入阻抗、低导通压降、高速开关特性和低导通状态损耗等特点,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
目前IGBT已经能够覆盖从600V-6500V的电压范围,按照使用电压的情况,IGBT可以分为低压、中压和高压三大类产品,不同的电压范围适用不同的应用场景。
不同电压等级IGBT芯片应用及厂商布局
低压IGBT一般电压在1200V及以下,且适用于低消耗的消费电子和太阳能逆变器领域,中国本土厂商几乎都有布局低压领域。
中压IGBT一般电压在1200-2500V,适用于新能源汽车、风力发电等领域,由于碳中和计划的持续推行以及新能源领域的高速发展,该领域是中国IGBT本土厂商未来主要发力的领域。
高压IGBT一般电压大于2500V,主要适用于高铁、动车、智能电网等领域,中国本土厂商仅中车时代和斯达半导有所布局,中国高铁里程数全球第一,需求量大,促进中上游技术发展,因此该领域率先实现了国产替代。
中国IGBT厂商产品电压覆盖范围
中国的IGBT厂商多集中在中低压市场,如宏微科技、比亚迪半导体、士兰微、新洁能等厂商的IGBT产品均集中在1500V以下的IGBT市场,产品主要适用于新能源汽车、家电、电焊机等领域,时代电气和斯达半导则在高压3300V及以上也有布局,产品主要适用于高铁、电网传输等。
注:蓝底表示产品有所覆盖。
中国高压IGBT芯片技术突破及瓶颈
在不同的功率以及频率范围中,对器件的特性要求有所不同。在大功率的应用场景中,例如轨道交通、直流输电,此时器件的开关频率非常低,开关损耗导致的发热量较低,主要以导通损耗为主。而在设备功率较小的时候,例如白色家电、伺服电机等领域,工作频率较高,导通损耗占比较低,开关损耗产生的热量较大。因此,在实际的工作时,需要根据应用要求,进行折中优化设计,才能使系统的效率达到最大化。
2021年7月,国务院国资委向全社会发布《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》,包括核心电子元器件、关键零部件、分析测试仪器和高端装备等共计8个领域、178项科技创新成果。其中,全球能源互联网研究院有限公司研制的3300伏特(V)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)芯片和模块被列入目录。历时4年,联研院攻关团队突破了制约国内高压IGBT发展坚固性差、可靠性低等技术瓶颈,打破了国外技术垄断。该团队牵头承担的国家重点研发计划项目“柔性直流输电装备压接型定制化超大功率IGBT关键技术及应用”通过了工业和信息化部组织开展的综合绩效评价。项目自主研制出满足柔性直流输电装备需求的4500V/3000A低通态压降和3300V/3000A高关断能力IGBT器件,解决了高压大容量压接型IGBT芯片和器件缺乏的问题。
高压IGBT芯片和器件的开发周期长,涉及到材料、芯片设计、芯片工艺、器件封装与测试各个环节,需要多学科交叉融合、多行业协同开发。
根据联研院功率半导体研究所所长表示,当前,研发面向电力系统应用的高压IGBT器件的技术瓶颈主要有4个方面:
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国IGBT芯片行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》逆变器—脚踩两大高景气赛道的王者!
逆变器,作为光伏和储能两大高景气赛道中的关键角色,其地位和作用不容忽视。光伏和储能的快速发展,为逆变器市场带来了广阔的空间。在产业链中,逆变器的稳定性较高,受技术路线和价格变动的影响最小。本文将深入解析逆变器的分类、技术、成本、品牌以及未来展望。
逆变器主要分为集中式、集散式、组串式和微型逆变器。组串式逆变器因多重优势,逐步成为市场主流。它以直交流转换为核心功能,通过功率半导体如IGBT和MOSFET每秒数千次的开关,实现从直流到交流的转换。组串式逆变器通过多路MPPT控制,相较于集中式逆变器,具有更宽的MPPT电压范围,从而延长发电时间。此外,提高最大输入电压,可减少电流和配套线缆直径,进一步降低成本。
储能变流器,作为电化学储能系统的关键部件,连接电池系统与电网,实现电能的双向转换。其原理与光伏逆变器基本相同,技术来源相似,对于原光伏逆变器厂商而言,储能业务是增量市场,许多厂商已经或正在进入这一领域。
逆变器上游产业主要包括IGBT、集成电路、电感和电容等,核心部件IGBT产品的技术门槛较高,目前主要由德国英飞凌、日本三菱等国外企业供应。国产IGBT在35KW以内的光伏应用场景已经基本满足需求,但在更大功率的逆变器应用中,国产化仍处于初步阶段。
未来,逆变器的关注点将围绕技术路线的创新、成本的优化和品牌的构建。组串式逆变器以其在发电效率、发电时间、电压范围和成本控制上的优势,逐渐替代集中式逆变器。品牌建设方面,中国逆变器企业已在全球市场占据重要位置,通过技术迭代和渠道建设,中国品牌逐渐展现出竞争力。
市场空间方面,光伏和储能市场的持续增长为逆变器提供了广阔前景。光伏逆变器市场随着全球光伏新增装机量的增长而不断扩大,而储能逆变器市场则随着电化学储能市场的发展和加速增长而迅速扩张。预计未来几年,全球光伏逆变器和储能逆变器市场将保持强劲增长态势,为逆变器行业带来巨大的市场机遇。
请问光伏行业中的上游和下游分别指哪些?光伏逆变器属于哪个环节?初入该行业,请高手指教,谢谢
1. 在光伏行业中,上游和下游的概念是指在整个产业链中的不同阶段。
2. 上游通常指的是原材料的提取和制造环节,例如多晶硅的生产。
3. 下游涉及产品的加工和应用,包括光伏组件的组装和系统的集成。
4. 光伏逆变器是安装在光伏发电系统的下游部分,用于将直流电转换为交流电供入电网或供用户使用。
5. 初入光伏行业,理解上游和下游的概念对于把握产业链结构和产品流动非常重要。
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