(報(bào)告出品方/作者:德邦證券,陳海進(jìn))
1. 功率器件供需緊張,風(fēng)光儲拉動(dòng)新一輪增長
1.1. 功率器件交期保持緊張,新能源車功率器件需求旺盛使得海外大廠供 不應(yīng)求
海外大廠功率器件交期保持緊張。根據(jù)全球電子元器件代理公司富昌電子發(fā) 布的電子產(chǎn)品交期數(shù)據(jù),主要海外廠商的功率器件產(chǎn)品交期自 21Q2 開始拉長, 并在 22Q1 進(jìn)一步升高。目前 IGBT 和主流的 MOSFET 產(chǎn)品交期接近 50 周,反 映海外大廠的功率器件供應(yīng)十分緊張。
新能源車滲透率、單車功率器件價(jià)值量的提升將共同推動(dòng)車用功率器件市場 快速增長。我國新能源車滲透率持續(xù)攀升,并在 2022 年 4 月達(dá)到汽車產(chǎn)量的 26%。 雖然疫情短期對汽車整體產(chǎn)量造成沖擊,但預(yù)計(jì)疫情緩解后,新能源汽車產(chǎn)量將 重拾增長。根據(jù)英飛凌的預(yù)測,2021 年純電動(dòng)汽車中半導(dǎo)體含量會比傳統(tǒng)燃油車 增長 460$(增長近一倍),而其中絕大部分增量是功率半導(dǎo)體。新能源車市場的 發(fā)展,加上單車功率器件用量提升,預(yù)計(jì)將推動(dòng)車用功率器件需求量快速增長。 功率器件大廠產(chǎn)能供不應(yīng)求。根據(jù)英飛凌數(shù)據(jù),其 2022Q1 的積壓訂單金額 環(huán)比增長 19%到 370 億歐元。英飛凌高管指出,這些訂單當(dāng)中超過五成是汽車相 關(guān)產(chǎn)品,75%的訂單在未來 12 個(gè)月內(nèi)才能交貨;目前積壓訂單遠(yuǎn)超出英飛凌的交 付能力。
1.2. 全球碳中和打開風(fēng)光儲成長空間
全球“碳中和”使風(fēng)光儲裝機(jī)量有巨大增長空間。根據(jù) IEA 的統(tǒng)計(jì),截至 2021 年 9 月,全球有 53 個(gè)國家,以及歐盟已經(jīng)做出到 2050 年要達(dá)到二氧化碳凈零排 放的承諾。這些國家加起來占據(jù)全球 GDP 和二氧化碳排放量的 60-70%。隨著這 些國家以及其他國家做出減少排放的努力,預(yù)計(jì)風(fēng)電、光伏、儲能(統(tǒng)稱為“風(fēng) 光儲”)的裝機(jī)量會迅猛增長。英飛凌預(yù)計(jì),在 IEA 可持續(xù)發(fā)展情景假設(shè)下(2070 年全球達(dá)到二氧化碳凈零排放),2021~2030 年的風(fēng)光儲年均裝機(jī)增量分別為 110、 240、22GW;在 IEA 2050 年全球達(dá)到凈零排放的情景假設(shè)下,2021~2030 年的 風(fēng)光儲年均裝機(jī)增量分別為 240、420、33GW,分別較 2020 年新增裝機(jī)量大幅 增長 2.1、3.1、6.6 倍。
中國碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)也將促進(jìn)風(fēng)光儲需求增長。我國政府在 2021 年做 出指導(dǎo)意見,目標(biāo)在 2030 年中國非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到 25%左右,風(fēng)電、太 陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到 12 億千瓦以上,實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放量達(dá)到峰值;在 2060 年非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到 80%以上,順利實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù) 據(jù),2021 年風(fēng)電和光伏的累計(jì)裝機(jī)量分別為 3.3、3.1 億千瓦。按照國家對 2030 年風(fēng)電和光伏總裝機(jī)容量的目標(biāo),則 2021~2030 年的復(fù)合增速在 7%以上。預(yù)計(jì) 在我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和過程中,風(fēng)光儲裝機(jī)量將有很大增長潛力。
1.3. 光伏市場繼續(xù)快速成長
中國和全球的光伏新增裝機(jī)量保持快速增長。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(CPIA) 數(shù)據(jù),2021 年,中國光伏新增裝機(jī) 54.88GW,同比增長 14%,而全球光伏新增 裝機(jī) 170GW,同比增長 25%。對于 2022 年中國光伏新增裝機(jī)量,CPIA 預(yù)測將 達(dá) 75~90GW(對應(yīng)同比增長 37%~64%),而中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)計(jì) 2022 年 我國光伏新增裝機(jī)量約 90GW。CPIA 預(yù)測 2022 年全球光伏新增裝機(jī)量將達(dá) 195~240GW,對應(yīng)同比增長 15%~41%。行業(yè)協(xié)會的預(yù)測值顯示我國和全球光伏 新增光伏裝機(jī)量將保持較快增長。
集中式、分布式光伏并行發(fā)展。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)按照電站安裝位置可以分 為集中式光伏和分布式光伏,其中集中式光伏一般指建于荒漠地區(qū)、接入高壓輸 電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供電的大型光伏電站,而分布式光伏一般指建于建筑屋頂?shù)葓?地的光伏發(fā)電項(xiàng)目。在光伏發(fā)展早期,因?yàn)榘l(fā)電系統(tǒng)成本較高,具有集約化效應(yīng) 的集中式光伏發(fā)電效益更好(單瓦發(fā)電成本低于組串式光伏),從而首先得到快速 發(fā)展。隨著光伏發(fā)電成本的下降,以及光伏平價(jià)上網(wǎng)的實(shí)現(xiàn),分布式光伏系統(tǒng)也 開始迅猛發(fā)展。2021 年,中國分布式光伏新增裝機(jī)量占比達(dá)到 53%,占比首次 超過集中式光伏。
1.4. 風(fēng)電穩(wěn)健增長,儲能預(yù)計(jì)迎來爆發(fā)
風(fēng)電新增裝機(jī)在 2022 年預(yù)計(jì)恢復(fù)穩(wěn)健增長。2020 年,我國受到風(fēng)電并網(wǎng)補(bǔ) 貼即將結(jié)束的刺激,出現(xiàn)了一次風(fēng)電搶裝潮,帶來了 2020 年我國及全球風(fēng)電新 增裝機(jī)量迅猛增長,并影響到 2021 年的裝機(jī)增速。不過從 2018~2021 年來看, 中國風(fēng)電新增裝機(jī)量的復(fù)合增速為32%,全球?yàn)?3%,均保持了較高增速。22Q1, 我國風(fēng)電新增裝機(jī)量達(dá)到 7.9GW,同比+50%,顯示風(fēng)電裝機(jī)恢復(fù)快速增長。展 望未來,GWEC預(yù)計(jì)2021年到2026年全球風(fēng)電新增裝機(jī)將有6.6%的復(fù)合增長。
以鋰離子電池為主的新型儲能市場在快速發(fā)展。根據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì),截至2021 年底,全球已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)量為 209GW,其中新型儲能(包括電化 學(xué)儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能)的累計(jì)裝機(jī)量為 25GW,同比增長 68%。在 新型儲能中,鋰離子電池占據(jù)絕對主導(dǎo)地位,市場份額超過 90%。2000-2020 年, 全球新型儲能占整體儲能累計(jì)裝機(jī)的比例為 7.9%,而 2000-2021 年該比例提升 到 12.2%。新型儲能市場在鋰離子電池儲能的帶動(dòng)下快速發(fā)展。
新型儲能市場預(yù)計(jì)迎來高速增長。國務(wù)院在 2021 年印發(fā)《2030 年前碳達(dá)峰 行動(dòng)方案》,提出到 2025 年,新型儲能裝機(jī)容量達(dá)到 30GW 以上。根據(jù) CNESA 統(tǒng)計(jì),2021 年我國新型儲能累計(jì)裝機(jī)在 5.7GW,即意味著 2022~2025 年的年均 新增裝機(jī)量要達(dá)到 6.1GW 以上,是 2021 年新增裝機(jī)(2.5GW)的 2.5 倍。CNESA 預(yù)計(jì) 2025 年我國新型儲能累計(jì)裝機(jī)保守預(yù)測規(guī)模在 35.5GW,而樂觀預(yù)測規(guī)模將 達(dá)到 55.9GW,是 2021 年規(guī)模的近 10 倍。除了政策推動(dòng),風(fēng)電和光伏發(fā)展也會 帶來一些配套的儲能需求,這也將是儲能裝機(jī)成長的另一個(gè)推動(dòng)力。
2. 風(fēng)光儲打開功率器件成長新空間
2.1. 逆變器是實(shí)現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換的核心器件
光伏逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)主要部件之一。光伏系統(tǒng)一般由光伏組件、逆變 器、其他配電設(shè)備等組成。光伏逆變器主要的功能是把組件所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)化 成交流電,并跟蹤光伏陣列的最大輸出功率,將其能量以最小的變換損耗、最佳 的電能質(zhì)量并入電網(wǎng)。光伏逆變器主要由輸入濾波電路、最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT) 電路、DC/AC 逆變電路、輸出濾波電路、核心控制單元電路組成。MPPT 電路通 過控制太陽能電池陣列的輸出電壓或電流,使太陽能電池陣列始終工作在最大功 率點(diǎn)上。
集中式和組串式逆變器是目前主流產(chǎn)品。光伏逆變器一般可以按照技術(shù)路線 及功率水平分為集中式逆變器、集散式逆變器、組串式逆變器以及微型逆變器。 目前市場主要以集中式逆變器和組串式逆變器為主。逆變器又可根據(jù)輸出交流電 壓的相數(shù),進(jìn)一步分為單相逆變器和三相逆變器。 不同逆變器有不同的適用功率和發(fā)電成本。集中式逆變器是將匯總后的直流 電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡β氏鄬^大,且系統(tǒng)單瓦成本最低。組串式逆變器是將組件 產(chǎn)生的直流電直接轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娫龠M(jìn)行匯總,功率相對較小,但成本都處于適中 位置。微型逆變器對應(yīng)的光伏組件數(shù)量最少,優(yōu)勢是低壓、安裝靈活,但系統(tǒng)成 本也最高。(報(bào)告來源:未來智庫)
2.2. 光伏逆變器帶動(dòng)功率器件全面發(fā)展
根據(jù)不同的電壓、功率要求,光伏逆變器中可以使用不同的功率器件實(shí)現(xiàn)直 流到交流的逆變功能。目前主要使用的功率器件包括 IGBT 模塊、IGBT 單管、SiC MOSFET、硅基 MOSFET 等。根據(jù)英飛凌的光伏逆變器功率器件解決方案,不 同功率段逆變器推薦的功率器件方案如下:在 250kW 以上功率的逆變器中,推薦使用 IGBT 模塊; 在 30~200kW 功率范圍的逆變器中,推薦使用 IGBT 模塊,也可以使用 SiC MOSFET 模塊,以及分立方案(IGBT 單管或 SiC MOSFET); 在 30kW 以下功率的逆變器中,分立方案占主流,并依據(jù)電壓的不同, 可以選用 IGBT 單管、SiC MOSFET 或者其他硅基 MOSFET。
功率器件預(yù)計(jì)占逆變器成本的 10%~15%。逆變器成本結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)件、功 率器件(IGBT 為主)、IC、被動(dòng)元器件、PCB 板等。參考固德威和錦浪科技過去 幾年的成本結(jié)構(gòu)可以看到,功率器件占公司整體原材料采購的比例為10%~15%。 2017~2020 年,逆變器占固德威、錦浪科技收入比例在 90%以上,所以我們預(yù)計(jì) 功率器件占逆變器原材料成本比例也在 10%~15%。
2.3. 風(fēng)電變流器風(fēng)電裝機(jī)大容量化,帶動(dòng)高壓 IGBT 和 IGCT 發(fā)展
變流器是風(fēng)電系統(tǒng)的核心部件之一,實(shí)現(xiàn)“交流-直流-交流”的轉(zhuǎn)換。風(fēng)力 發(fā)電的原理風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出交流電,但由于風(fēng)力發(fā)電有很大的不穩(wěn)定性, 且風(fēng)速和設(shè)備本身等都會直接影響發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),因此需要使用整流器將交流電整 流為直流電,然后把直流電再逆變?yōu)楣潭l率的交流電,最后再升壓并網(wǎng)。風(fēng)電 系統(tǒng)中涵蓋整流、逆變功能的核心部件就是變流器。
風(fēng)電變流器主要有雙饋式和全功率式兩種類型。雙饋?zhàn)兞髌髋涮纂p饋發(fā)電機(jī) 使用,而全功率變流器配套永磁、電勵(lì)磁同步發(fā)動(dòng)機(jī)或者高速異步發(fā)電機(jī)使用。 具體差別為:
雙饋發(fā)電系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)的電功率一部分直接經(jīng)定子饋送到電網(wǎng),另外 一部分由轉(zhuǎn)子經(jīng)變流器饋送到電網(wǎng),故其中的變流器稱為雙饋?zhàn)兞髌鳌?雙饋發(fā)電系統(tǒng)中,風(fēng)輪直接或通過升速齒輪箱與發(fā)電機(jī)主軸連接,具備 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍大,變頻器所需容量小,成本低的優(yōu)勢,但劣勢是齒輪箱 會帶來后期故障和維護(hù)成本。
全功率變流器主要用于直驅(qū)或半直驅(qū)式同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng),風(fēng)輪直接與發(fā)電機(jī)主軸連接。因發(fā)電機(jī)所有的發(fā)電功率需要經(jīng)變流器饋送到電網(wǎng), 故這里的變流器被稱為全功率變流器。全功率變流器具有效率高、節(jié)省 齒輪箱的優(yōu)勢,但其整體體積大,且變頻器容量大、成本貴,使得目前 全功率變流器成本較雙饋?zhàn)兞髌饕摺?/p>
風(fēng)電變流器銷售單價(jià)穩(wěn)中有降。參考禾望電氣和日風(fēng)電氣披露的風(fēng)電變流器 銷售單價(jià)變化可以看到近年來變流器價(jià)格隨著技術(shù)改進(jìn)有一定下降。由于全功率 變流器的變頻器容量較同功率的雙饋?zhàn)兞髌鞔?,所以全功率變流器銷售價(jià)格一般 較雙饋型要貴。日風(fēng)電氣 4.0MW 的產(chǎn)品以全功率為主,所以根據(jù)其 2020 年的銷 售單價(jià),我們估計(jì)全功率變流器價(jià)格較雙饋型貴 40%左右。
風(fēng)機(jī)平均裝機(jī)容量持續(xù)提升帶來對高壓功率器件需求增長。由于大容量風(fēng)機(jī) 可以減少風(fēng)機(jī)數(shù)量,降低運(yùn)營和維護(hù)成本,所以新增風(fēng)電裝機(jī)平均容量在持續(xù)增 大。2020 年,我國海上風(fēng)電平均裝機(jī)容量在 4.9GW,而陸上風(fēng)電平均裝機(jī)容量 在 2.6GW。2020 年,我國 5MW 以上的新增風(fēng)電裝機(jī)占比在 3.9%,而我們預(yù)計(jì) 未來大容量風(fēng)機(jī)占比將繼續(xù)提升。大容量風(fēng)機(jī)也將帶動(dòng)高壓功率器件需求增長。
功率器件占風(fēng)電變流器成本比例在 15%~20%。2014~2016 年,禾望電氣的 營收中風(fēng)電變流器占比達(dá)到 80%左右,而這段時(shí)間,功率器件在其采購成本中占 比達(dá)到 15%~20%。另外,根據(jù)日風(fēng)電氣的披露數(shù)據(jù),其 2018~2020 年的主要 IGBT 采購額占原材料采購總成本在 14%~22%。綜合來看,我們預(yù)計(jì)目前以 IGBT 為主 的功率器件占風(fēng)電變流器成本比例在 15%~20%。
變流器中功率器件以 IGBT 為主,而 IGCT 在 5MW 以上變流器中逐步得到 推廣。目前風(fēng)電變流器的電壓等級主要為 690V、900V、1140V 以及 3300V。由 于同等功率下,電壓越大時(shí)電流就越小,從而可以降低電路損耗以及電纜等成本, 所以風(fēng)電變流器有往高電壓等級發(fā)展的趨勢。從禾望電氣、日風(fēng)電氣等變流器廠 商的原材料采購情況看,目前風(fēng)電變流器應(yīng)用最廣泛的開關(guān)器件為 IGBT 模塊, 而隨著變流器容量的增加,IGCT 逐步得到推廣應(yīng)用。IGCT 是在 GTO 器件上的 改進(jìn),其較 IGBT 有更高的耐受電壓和可靠性,適合用于高壓大功率場景。目前 針對 5MW 以上容量場景,ABB、西門子、禾望電氣等廠商都推出了搭載 IGCT 器件的變流器。根據(jù)禾望電氣 2019 年的數(shù)據(jù),在 3300V 變流器中,IGCT 約占 變流器成本的 50%,反映在高功率容量變流器中功率器件成本占比要明顯高于普 通變流器中 IGBT 的成本占比。
2.4. 儲能變流器與光伏逆變器結(jié)構(gòu)相似,打開功率器件成長新空間
儲能變流器根據(jù)應(yīng)用有不同產(chǎn)品形態(tài)。按照應(yīng)用場景和容量大小,儲能變流 器可以分為光伏儲能混合式變流器、小功率儲能變流器、中功率儲能變流器、集 中式儲能變流器等。一般來說光伏儲能混合式、小功率儲能變流器應(yīng)用于戶用和 工商業(yè)場景,可以將光伏發(fā)電先供本地負(fù)載使用,多余的能量存儲到蓄電池,在 電能仍有富余的情況下可選擇性并入電網(wǎng)。中功率、集中式儲能變流器可以實(shí)現(xiàn) 更高輸出功率,應(yīng)用于工商業(yè)、電站、大型電網(wǎng)等場景中,實(shí)現(xiàn)削峰填谷、調(diào)峰/ 調(diào)頻等功能。
儲能變流器預(yù)計(jì)占儲能系統(tǒng)價(jià)格比例 15%左右。小功率的儲能變流器與光伏 逆變器結(jié)構(gòu)相似,也都使用如 IGBT、PCB、被動(dòng)元器件等零部件,不過會在逆變 電路上再加上整流電路,以實(shí)現(xiàn)雙向充放電。大功率的儲能變流器一般是作為一 個(gè)儲能系統(tǒng)的組成部分,其他部分還有電池、電池管理系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)和其 他電氣設(shè)備。一般來說,電池在儲能系統(tǒng)成本中占比最大,然后再是儲能變流器。 根據(jù)上能電氣披露的數(shù)據(jù),2021 年行業(yè)內(nèi)儲能系統(tǒng)中標(biāo)均價(jià)在 1.48 元/Wh。按照 上能電氣 2021 年儲能產(chǎn)品均價(jià) 0.23 元計(jì)算,則儲能變流器占儲能系統(tǒng)價(jià)格比例 在 15%左右。
預(yù)計(jì)功率器件占儲能變流器成本在 15%左右。儲能變流器內(nèi)部的電路拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)與光伏逆變器相似,只不過在逆變電路上加上整流功能變成變流電路。參考在 光伏逆變器中,功率器件成本占比在 10%~15%,我們預(yù)計(jì)由于變流器中多了整 流電路,會使得功率器件在變流器成本占比達(dá)到 15%左右。
儲能變流器中可使用分立器件或者 IGBT 模塊。根據(jù)不同功率范圍,儲能變 流器中使用的功率器件也有不同選擇。按照英飛凌的推薦儲能解決方案,一般在 100kW 以下功率變流器中,由于電壓等級不高,可以使用分立器件,如超級結(jié) MOSFET、SiC MOSFET 和 IGBT 單管。在 100kW 以上功率變流器中,推薦使 用模塊產(chǎn)品,包括 SiC MOSFET 模塊和 IGBT 模塊。
2.5. SiC 提升逆變器效率,在光伏領(lǐng)域逐步得到應(yīng)用
SiC 有優(yōu)秀的材料特性。SiC 材料相比 Si 材料具有更寬的禁帶寬度、更高的 臨界擊穿電場和高的熱導(dǎo)率等物理優(yōu)點(diǎn),從而使得 SiC 功率器件擁有更高的功率 頻率、阻斷電壓、耐高溫能力和更低開關(guān)損耗,進(jìn)一步推動(dòng)逆變器系統(tǒng)往小型化、 低損耗發(fā)展。
光伏逆變器中的開關(guān)電路和續(xù)流二極管都可以使用 SiC 器件。逆變器電路中 的功率器件分為兩大類:開關(guān)器件和續(xù)流二極管。開關(guān)器件用來控制電路的通斷, 將直流逆變?yōu)榻涣?。續(xù)流二極管(可選用快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管)并聯(lián) 在開關(guān)器件上,為感性負(fù)載上的電流提供通路。這兩部分電路都可以通過使用 SiC 器件來降低損耗。 SiC 器件可以提升逆變器的效率。通過組合 Si 和 SiC 器件的使用,目前逆變 器的電路有多種方案,包括:1)全硅基型,是全部使用硅基器件,包括 IGBT、 二極管;2)混合型,是混合使用硅基與 SiC 器件,例如 Si IGBT+SiC 二極管, 或 Si IGBT+SiC MOSFET;3)全 SiC 型,是全部使用 SiC MOSFET 或者 SiC 二極管。從表現(xiàn)來看,使用全 SiC 的逆變器在逆變效率上好于混合型,而全硅基 型的效率表現(xiàn)弱于前兩類逆變器。
SiC 器件價(jià)格目前仍較高。以安森美公布的功率器件價(jià)格為例,目前 SiC 二 極管的產(chǎn)品均價(jià)在 4.9$,而 SiC MOSFET 單價(jià)在 13.3$,更是明顯高于 IGBT 單 管價(jià)格。隨著全球 SiC 襯底及器件產(chǎn)能的擴(kuò)充,預(yù)計(jì) SiC 器件價(jià)格將逐步下行, 從而帶動(dòng)基于 SiC 的逆變器系統(tǒng)的性價(jià)比提升。 SiC 二極管預(yù)計(jì)先鋪開應(yīng)用,而 SiC MOSFET 預(yù)計(jì)將在高功率密度要求場景 下得到應(yīng)用。考慮到 SiC 二極管單價(jià)占逆變器整體成本比例不大,所以預(yù)計(jì)其將 逐步在逆變器中得到應(yīng)用。SiC MOSFET 目前成本仍較高,預(yù)計(jì)將先在一些對功 率密度要求高的場景下使用,例如地面電站的大型組串式逆變器、追求高效率的 大功率組串式逆變器。
3. 新能源功率器件市場快速成長
3.1. 新能源功率市場 2025 預(yù)計(jì)為 174 億元,較 2021 年復(fù)合增長 20%
我們預(yù)計(jì)風(fēng)光儲新能源發(fā)電領(lǐng)域中功率器件市場規(guī)模將在 2025 年達(dá)到 174 億元,較 2021 年的復(fù)合增速達(dá)到 20%。在這之中,光伏領(lǐng)域功率器件市場最大, 預(yù)計(jì)在 2025 年達(dá)到 124 億元;儲能功率器件市場預(yù)計(jì)隨著儲能裝機(jī)規(guī)模提升而 明顯增長;風(fēng)電功率器件市場預(yù)計(jì)有小幅增長。 IGBT 模塊占據(jù)主導(dǎo)地位,其他功率器件需求復(fù)合增速預(yù)計(jì)在 20%以上。分 功率器件類型來看,由于 IGBT 模塊在大功率場景下的適用性,預(yù)計(jì)其在新能源 市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。IGBT 單管和硅基 MOSFET 將受益于組串式光伏、戶用光 伏和儲能市場的發(fā)展??紤]到 SiC 器件在提升效率上的優(yōu)勢,預(yù)計(jì)其也將在集中 式光伏逆變器等場景下得到應(yīng)用。
3.2. 光伏帶動(dòng)功率器件全面成長
新增加替換需求帶動(dòng)光伏逆變器出貨量高增長。逆變器的需求除了來自每年 的新增光伏裝機(jī),也包括老舊逆變器的替換需求。根據(jù)錦浪科技招股書,逆變器 的使用年限一般在 10 年左右,在組件的壽命周期內(nèi),至少需要更換一次逆變器。 Wood Mackenzie 估計(jì) 2019 年有 21GW 的逆變器面臨報(bào)廢,并預(yù)計(jì)到 2024 年全 球?qū)⒂?176GW 逆變器的使用時(shí)間高于 10 年。通過統(tǒng)計(jì)老舊逆變器規(guī)模(使用計(jì) 算年份的 10 年前累計(jì)光伏裝機(jī)量來代表,歷史數(shù)據(jù)來自 21 世紀(jì)可再生能源政策 網(wǎng)絡(luò)),以及假設(shè)一定比例的逆變器將得到替換,我們預(yù)計(jì)出未來幾年全球光伏逆 變器的替換需求。結(jié)合 CPIA 對未來的全球光伏裝機(jī)的預(yù)測,我們預(yù)計(jì) 2025 年全 球逆變器出貨量將達(dá) 485GW,使得 2022~2025 年復(fù)合增速達(dá)到 16%。
預(yù)計(jì) 2025 年光伏逆變器中功率器件價(jià)值量將達(dá) 128 億元,其中 IGBT 達(dá) 101 億元。由于 IGBT 模塊和單管的適用性廣,所以在未來光伏逆變器中仍是主要的 功率器件,預(yù)計(jì)到 2025 年占整體光伏功率器件需求的 80%左右。我們預(yù)計(jì) 2025 年,光伏逆變器中,SiC 器件市場將達(dá) 15 億元,而硅基 MOSFET 市場達(dá) 12 億 元。隨著 SiC 成本的下降,我們預(yù)計(jì)其會在集中式逆變器(全 SiC 模塊)和組串 式逆變器(SiC 二極管)中得到應(yīng)用,而硅基 MOSFET(包括超級結(jié)、屏蔽柵 MOSFET)市場會受益于微型逆變器出貨量的提升。(報(bào)告來源:未來智庫)
3.3. 儲能市場爆發(fā),風(fēng)電市場穩(wěn)健發(fā)展,帶動(dòng) IGBT 模塊需求提升
儲能預(yù)計(jì)配套光伏、風(fēng)電而快速發(fā)展。目前全世界有許多國家都鼓勵(lì)在光伏 裝機(jī)時(shí)配套一些儲能裝機(jī),而我國也有多省出臺文件要求光伏裝機(jī)要配套 10%的 儲能裝機(jī)。在儲能配套的要求以及儲能自身成本下降的推動(dòng)下,預(yù)計(jì)儲能市場將 快速發(fā)展。CNESA 預(yù)計(jì),樂觀情況下,2025 年中國新型儲能累計(jì)裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到 56GW,而新增裝機(jī)達(dá)到 23GW,較目前裝機(jī)量有大幅增長。另一方面,我們預(yù) 計(jì)儲能裝機(jī)功率會與光伏裝機(jī)功率分布相似,而根據(jù) IEA 數(shù)據(jù),2021 年戶用、工 商業(yè)、電站光伏裝機(jī)量分別占 13%、17%、69%,所以我們預(yù)計(jì)儲能變流器中小 功率、中功率和大功率比例將與此類似。
在下游市場帶動(dòng)下,儲能領(lǐng)域功率器件價(jià)值量未來 4 年復(fù)合增速有望在 60% 以上。我們預(yù)計(jì) 2025 年全球儲能功率器件市場達(dá)到 26 億元,較 2021 年復(fù)合增 速為 66%,其中 IGBT 模塊占據(jù)主要份額。由于很多光伏逆變器廠商也在同時(shí)開 發(fā)儲能變流器產(chǎn)品,所以預(yù)計(jì)儲能市場能給功率器件廠商又增加另一增長動(dòng)力。
風(fēng)電變流器功率器件價(jià)值量穩(wěn)健上升,IGCT 在大容量風(fēng)機(jī)帶動(dòng)下快速成長。 根據(jù)全球風(fēng)能協(xié)會(GWEC)的預(yù)測,2025 年全球風(fēng)電裝機(jī)量預(yù)計(jì)達(dá)到 119GW, 較 2021 年的復(fù)合增速為 6%,顯示風(fēng)電行業(yè)保持穩(wěn)健增長。隨著風(fēng)電裝機(jī)大容量 化以及海上風(fēng)電的發(fā)展,預(yù)計(jì) 5MW 以上的裝機(jī)比例將逐步提升。由于在大容量 領(lǐng)域,IGCT 較 IGBT 具有高耐壓和可靠性優(yōu)勢,所以我們預(yù)計(jì)其在 5MW 以上的 使用比例在 70%~80%。
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