日前，发改委表示，我国将加快构建清洁低碳安全高效能源体系，严控煤电项目，“十四五”时期严控煤炭消费增长，“十五五”时期逐步减少。加快推进煤电机组节能降碳改造，大力提高电网对光伏发电、风电的接纳、配置和调控能力，优化光伏发电、风电基地外送通道调度运行，持续提高可再生能源发电消纳比例，推进重大水电工程建设。源起基金因时而动，研究电力行业概况及光伏产业链投资机遇分析，希望对于读者有所启发。
电力行业概况及光伏产业链投资机遇分析
一、电力行业概况
（一）电力行业的定义
1.电力生产和供应行业
根据国家统计局行业分类标准，“电力生产和供应行业”是指将煤炭、石油、天然气、核燃料、水能、海洋能、风能、太阳能、生物质能等一次能源经发电设施转换成电能，并利用电网将其输送、分配和出售给用户的行业。一般而言，日常所称的电力系统/电力体系可分为发电、输电、配电、售电和用电5个环节，“电力生产和供应行业”大致包含前4个环节，涵盖电力生产、供应以及提供电力输配服务的一系列企业。
图 电力生产和供应业环节划分
发电：主要包括火力发电、水力发电、核力发电和可再生能源发电。其中：
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火力发电，指利用煤炭、石油、天然气等燃料燃烧产生的热能，通过火电动力装置转换成电能的生产活动，包括热电厂发电和利用余热、余气等发电活动；
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水力发电，指通过建设水电站将水能转换成电能的生产活动，包括水电站发电和抽水蓄能电站发电活动；
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核力发电，指利用核反应堆中重核裂变所释放出的热能转换成电能的生产活动，包括核电站发电；
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可再生能源发电，指利用太阳能、风力、地热、潮汐能、生物能等发电的活动，其中，目前最主要的包括太阳能发电和风力发电。
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输电：即电能的传输，是电力系统整体功能的重要组成环节。发电厂与电力负荷中心通常位于不同地区。在水力、煤炭等一次能源资源条件适宜的地点建立发电厂，通过输电可以将电能输送到远离发电厂的负荷中心，使电能的开发和利用超越地域的限制；
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配电：在电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统由配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路以及相应的控制保护设备组成；
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售电：即电力的销售环节，目前，售电企业主要有三种类型，一是电网企业的售电公司；二是社会资本投资增量配电网，拥有配电网运营权的售电公司；三是不拥有配电网运营权的独立售电公司。
2.电力设备行业及电力辅助行业
“电力生产和供应行业”的上游还有从事电力设备生产以及提供勘探、设计、采购、施工、监控和调度服务的单位/企业，一般分别将其归类为“电力设备行业”和“电力辅助行业”。
本研究所述之“电力行业”为“电力生产和供应行业”、“电力设备行业”和“电力辅助行业”的集合。
图 电力行业运转结构
（二）太阳能和风电的发电量、装机容量和新增装机容量近年增势迅猛，开始占据重要份额
从存量来看，火电是最主要的发电方式，水电其次，同时太阳能和风力发电开始占据重要份额。截至2019年底，太阳能和风力的发电量占比分别为3.1%和5.5%；二者的发电装机容量占比分别为10.2%和10.4%；二者新增发电装机容量占比分别为25.3%和24.5%。
图 2019年各类型发电量、发电装机容量和新增发电装机容量比例情况
从增长势头来看，太阳能和风力的发电量和装机容量，以及风力发电的新增装机容量增速较快，在5类发电来源中排名前列，二者未来的发展机遇值得期待：
2018-2019年，太阳能发电量的同比增速分别为50.2%和26.5%，复合增速排名第1；风力发电量的同比增速分别为20.1%和10.8%，复合增速排名第3；
图 2017-2019年各类型发电量（单位：万千瓦）及其增速情况
2018-2019年，太阳能发电装机容量的同比增速分别为33.7%和17.1%，复合增速排名第1；风力发电装机容量的同比增速分别为12.4%和13.5%，复合增速排名第2；
图 2017-2019年各类型发电装机容量（单位：万千瓦）及其增速情况
2018-2019年，太阳能新增发电装机容量的同比增速分别为-15.3%和-41.4%，虽连续2年下降，但仍在众多类型的新增发电装机容量规模中排名第1或第2；风力新增发电装机容量的同比增速分别为23.7%和20.9%，复合增速排名第1。
图 2017-2019年各类型新增发电装机容量（单位：万千瓦）及其增速情况
（三）光伏和风电成为电力行业近年投资并购关注的重点
随着能源转型的提速和电力体制改革的不断深入，满足多元化电力生产与消费需求的综合电力能源服务成为近年来国有能源企业龙头和国际领先能源企业的投资关注重点。根据普华永道的统计数据，2016-2019年间，与我国相关的电力行业的投资并购交易金额介于1840-3460亿元之间，交易笔数介于386-476笔之间。4年间，可再生能源发电均成为投资并购关注的重点。以2019年为例，可再生能源发电的投资并购交易金额为1554亿元，笔数为172笔，分别占到总交易金额和笔数的69.7%和44.6%；其他年份的金额占比也分别高达70%左右。
图 2016-2019年与我国相关的电力并购交易金额（亿元）及数量（笔）
在可再生能源发电中，光伏领域的投资并购笔数最多。2019年，光伏发电领域发生了88笔投资并购交易，是风力发电的2倍多，同时也是其他新能源发电总和的2倍多。
图 2019年电力行业细分领域并购交易数量（笔）TOP 5
鉴于光伏的发电量和装机容量近年来增势迅猛，新增装机容量规模排名前2，开始在各类型电力来源中占据重要份额，且其已成为电力行业近年投资并购关注的重点，本系列研究将率先对光伏发电领域的投资机遇进行分析，风电等其他领域的研究将在此后陆续展开。
二、光伏及其产业链简介
我国光伏产业于2005年左右受欧洲市场需求拉动起步，后续在国内产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下产业实现了快速发展，现已成为国家战略性新兴产业之一，同时也是全国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业。大力发展光伏产业，对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。
（一）光伏及其发电原理
光伏（Photovoltaics）是太阳能光伏发电系统（Solar Power System）的简称，是一种利用太阳能电池半导体材料的“光生伏特效应”，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。
电流的产生需具备2个条件，一是要有足够的自由电子，二是这些自由电子实现定向移动。光伏发电就是利用太阳能电池板材料的光电效应，当太阳光的光子照射到电池板上时，它的能量可被电池板材料中的某些电子吸收，电子吸收的能量足够大时，能克服金属内部引力做功，离开金属表面逃逸出来，成为定向移动的光电子。
图 太阳能电池板
目前市面上常见的太阳能电池板材料是硅，主要有单晶硅和多晶硅2种。采用硅作为电池板材料具有原料丰富、光-电转换效率高、技术成熟、价格适中等优点，其长期占据90%以上的市场份额，且这一比例有越来越高的趋势。此外，还有采用多晶体薄膜/铜铟硒薄膜/砷化镓等材料的，但这些材料或者是有剧毒，会对环境造成严重污染，或者是属于稀有元素，价格高昂，限制了其普及使用。
硅原子有4个外层电子，一般地，在纯硅中掺入有5个外层电子的磷原子，就成为N型半导体硅板（产生较多自由电子）；在纯硅中掺入有3个外层电子的硼原子，就形成P型半导体硅板（产生较多空穴）。将P型和N型硅板结合在一起（称为P-N结），接触面就会形成电势差，成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后，电子由N区向P区移动，空穴由P区往N区移动，形成电流。
图 太阳能电池形成电流的原理
太阳能电池板经过串联/并联组成方阵后，所形成的电流的电压能达到系统输入电压的要求。需要即时上网的电流，通过逆变器作用，将直流电转换成交流电，输送到电力变压器；需要先行储备再后续上网的电流，则先通过储能系统进行储备，其后需要时再输出到逆变器进行直-交流电转换，并输送到变压器。最后，通过变压器进行升压将电能输送到电网中，完成光伏发电。
（二）光伏产业链的构成
相应地，光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业，它是指通过各种技术和工艺环节生产出太阳能电池，并将太阳能电池经过串联/并联后进行封装保护形成大面积的太阳能电池组件，再配合储能系统、电力变压器、逆变器等，形成光伏发电装置的产业链。其可分为上、中、下游3大部分：上游包括硅料、硅棒、硅锭和硅片；中游包括单晶电池、多晶电池、晶硅组件和薄膜光伏组件；下游包括储能系统、逆变器和光伏发电系统等。
图 光伏产业链结构
三、电力生产和供应端：光伏发电增长前景乐观，将为上游产业链发展创造广阔空间
（一）国内光伏发电将迎来15年长周期大发展
1.短期：2020-2021年国内需求确定性强，新增装机需求有望大幅回升
2018年5月31日，财政部联合能源局发布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，暂不安排2018年普通光伏电站规模，仅安排10GW左右规模用于支持分布式光伏项目建设，同时大幅下调I-III类资源区标杆上网电价至0.55元、0.65元、0.75元每kWh。行业称之为“5·31新政”，该政策大幅调降了光伏发电的年度上网指标，使得当年的光伏装机量快速下滑。但同时，它也改变了我国光伏产业的发展模式，倒逼光伏企业开发更高质量产品并压缩生产成本，促使低端产能陆续停产、出清。随着下游需求锐减，光伏产业链各环节产品价格均大幅跳水，以光伏组件为例，价格从2017年的3元/W降至2018年的2.1元/W，再到2019年的1.77元/W以下，降幅巨大。光伏产业上游材料价格下降及技术水平进步又促使下游光伏发电成本步入快速下降通道，正逐步接近常规电力的上网电价。根据Wood Mackenzie数据，2019年，光伏的平均发电成本已低于风电和天然气的平均发电成本，预计其将于2026年低于煤电的平均发电成本。
图 中国各类型发电平均成本走势
2019年5月30日，能源局发布《关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项的通知》，变革了光伏发电项目的建设和定价方案：普通地面光伏电站和工商业分布式光伏实行竞价原则，户用光伏实行固定补贴额度且全国限总规模原则。根据能源局的指引补贴方案，预期全国2019年光伏新增装机容量规模应介于40-45GW。但该方案留给各省企业申报的时间窗口非常短，导致较多企业的项目申报文件准备不充分而无法参与竞价。并且项目中标结果公布时间为7月10日，项目实际施工时间不足5个月，进一步延缓了项目落地。因此，导致2019年光伏新增装机容量规模（约26GW）不及预期。
2020年在吸取2019年经验的基础上，仍沿用2019年的政策框架，保持了政策的稳定性，但启动时间提前，为申报和项目建设留出充裕时间。而且，2020年将成为国内最后一批新增光伏上补贴之年，国内市场大概率将迎来“终极抢装”。同时，2019年未落地的项目也将结转至今年陆续落地。
因此，综合光伏发电成本大幅下降、2019年项目结转、2020年政策框架保持稳定且为国内最后一批新增光伏补贴之年等有利因素，预计今年光伏的新增装机容量将开始改善，2021年后回归较快增长。
业内主流机构对这一趋势的预测也较为一致：
中国光伏行业协会（CPIA）估算，2020年新增装机需求将介于40-50GW之间，较2019年提升大约73%；
智汇光伏估算，2019年各类项目的结转规模大约为18.3GW，2020年的竞价上网项目约为15.6GW，户用项目5-7GW，工商业平价上网项目3GW，合计大约为42-44GW，较2019年提升大约65%。
2.长期：未来15年光伏发电累计装机容量和发电量将翻5倍以上
保护环境已成为我国的一项长期基本国策。国家领导人曾多次对外表态，中国将努力提升非化石能源占一次能源消费比重，2020年目标占比15%，2030年升至20%。今年9月，习近平主席在联合国大会上进一步承诺，中国2030年之前达到碳排放峰值，2060年实现碳中和。
在此大背景下，国家发改委可再生能源中心逐步提出了我国能源转型战略和光伏发展目标建议，据其规划和预测：
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2020年，我国光伏累计装机达227GW，占比10.7%，发电量285TWh，占比3.5%；
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“十四五”期间，光伏累计装机容量将达到500-530GW，较2020年提升约127%；
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2035年，光伏累计装机容量进一步提升至1486GW，占比34.9%，较2020年提升554.6%和24.2pct；
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2035年，光伏发电量1836TWh，占比15.5%，较2020年提升544.2%和12pct；
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2050年，光伏的累计装机量将较2035年再提升45.2%，发电量提升45.5%；
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2050年，我国可再生能源占一次能源消费的比重有望达到60%，可再生能源电力累计装机容量将占电力总装机容量需求的88%，电力消费比重从现在不到30%提高到60%以上。
表 我国的光伏发电发展目标
可以看出，未来15年，我国光伏发电将迎来快速发展期，至2035年，光伏累计装机量和发电量均将增长5倍以上，年均复合增速超过13%，在各类型能源发电中将占据重要份额和地位。此后，至2050年，光伏的累计装机量和发电量仍将稳步提升，但增长的规模和速度将下降。
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