【国君金工】光伏产业链基本面量化及策略配置
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摘要
光伏产业由补贴驱动向下游真实需求驱动转变,全球产能集中于中国,需求多来自海外,需重点关注进出口数据。报告通过主成分分析法构建光伏产业综合景气指标,指标有效反映产业链景气变化趋势,且基于该指标的投资策略实现了显著超额收益,确认量领先于价的投资逻辑,为光伏产业投资提供科学量化工具参考[page::0][page::1][page::11][page::17][page::19][page::21]
速读内容
- 光伏度电成本持续降低,2019年后已基本实现与火电平价,迈入平价上网时代,行业驱动由政策补贴向真实需求转变,需求爆发期开启[page::1][page::2]


- 光伏产业链结构包括主产业链(硅产业链)、辅产业链(非硅材料)及下游电站,其中主产业链关键环节包括多晶硅、硅片、电池片、组件,组件成本占电站总成本约40%[page::3]


- 主产业链中硅料及硅片环节盈利能力较强,硅料毛利率最高,硅片由隆基、中环集中,电池片及组件环节竞争较分散[page::5]

- 多晶硅产能全球集中于中国,2020年中国占比已达75%,但仍有约30%需求依赖进口多晶硅[page::5][page::6]


- 硅片产量增长迅速且高度集中于中国,2020年中国市场占比达97%,单晶大尺寸硅片替代多晶成为趋势,210mm大尺寸市场渗透率达20%[page::6][page::7]


- 电池片技术升级推动光电转换效率提升,PERC技术已成主流,效率最高量产可达23.6%,新技术如TOPCon、HJT研发中[page::8]

- 2019年以来中国组件产量占全球约70%,终端需求大部分来源海外,组件出口占比约68%[page::9][page::10]



- 光伏辅产业链中银浆为重要辅材,主要原材料银粉依赖进口,进口依赖度超80%,胶膜虽重要但光伏占EVA需求比重低故不重点跟踪[page::11][page::12][page::13][page::14]




- 下游电站环节关键设备逆变器国产化率高,出口增长迅速,与光伏新增装机量一道作为下游景气指标跟踪[page::15]

- 构建光伏产业综合景气指标的核心为“投资重量不重价格”,重点关注量的爆发而非价格,价格指导意义有限,利用7项量化指标通过主成分分析提取共性信息[page::15][page::16]


- 采用相关系数加权法填补缺失的逆变器出口指标历史数据,证实模拟值与真实值吻合良好,保证指标体系完整性与连续性[page::16][page::17]

- 综合景气指标走势与光伏板块营收增速高度一致,体现指标有效性[page::18]

- 价格指标虽选取多晶硅、硅片、电池片、组件价格同比变动,但存在滞后性,价格变动是需求变动的后效应,投资决策应重点关注领先的量指标[page::18][page::19]


- 基于综合景气指标构建投资策略:月末调仓,综合景气指标上升则买入光伏产业指数,下降持有Wind全A。2017年2月至2021年11月回测结果显示,策略累计收益217.4%,大幅跑赢Wind全A及中证光伏产业指数,且景气低迷时可有效规避回撤风险[page::19][page::20]


- 策略相对光伏产业指数超额表现有限,主要因光伏产业受政策预期影响明显,市场先于基本面反应,指标存在一定时滞[page::20]
深度阅读
【国君金工】光伏产业链基本面量化及策略配置——详尽分析报告
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1. 元数据与概览(引言与报告概览)
- 报告标题:《光伏产业链基本面量化及策略配置》
- 作者:陈奥林、徐浩天及Allin君行
- 发布机构:国泰君安证券研究
- 发布日期:2021年12月27日
- 报告主题:光伏产业链基本面量化分析及策略构建
报告通过对光伏产业链(主产业链、辅产业链及下游电站)的结构和运行状态的量化分析,特别是产品产量、进出口以及价格等多维度数据构建综合景气指标,旨在准确反映光伏产业链景气度变化并用于辅助投资决策。报告认为,光伏产业已步入平价时代,下游真实需求逐渐成为行业增长的核心动力;同时光伏产业“投资重量不重价”特征明显,量的维度领先于价,构建的综合景气指标具有良好的跟踪与预测能力,投资策略基于该指标能显著跑赢市场。该结论在2017年2月至2021年11月期间的回测中,策略收益达217.4%,远超同期全A及光伏产业指数表现[page::0,19,21]。
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2. 逐节深度解读
(一)报告背景与行业发展阶段
- 行业绿色转型背景:我国承诺2030年碳达峰、2060年碳中和,推动绿色新能源开发。2020年光伏发电占比仅3.4%,美国预测至2035年将提升至40%,表明光伏存在至少10倍以上成长空间。
- 产业发展阶段划分:
- 补贴驱动期(2019年前):光伏度电成本远高于火电,依赖财政补贴刺激装机。我国光伏市场于2013年起正式启动,2018年因补贴断崖下滑(“531新政”)行业发生需求骤减,产能过剩,弃光率高等问题。
- 需求驱动期(2019年后):技术迭代降低成本超过80%,光伏平价上网成为现实,补贴退坡后需求爆发,度电成本低于火电,标志光伏进入平价时代[page::1,2]。
(二)产业链结构与关键环节分析
- 产业链层级划分:
- 主产业链(硅产业链):金属硅→多晶硅→硅片→电池片→层压件→组件→光伏电站。是产业链核心,组件成本占电站建设约40%。
- 辅产业链(非硅材料):胶膜(EVA、POE)、光伏玻璃、银浆等,约占组件成本30%。
- 下游电站:逆变器、支架、电缆等。
- 产能集中度:
- 多晶硅、硅片、电池片、组件四环节中国产能均占全球70%以上。但中国光伏装机仅占全球30%左右,终端需求以海外为主,进出口数据尤为重要。
- 产能全球集中趋势显著,特别是多晶硅产能2020年中国占比达75%,硅片占比高达97%。
- 盈利能力:
- 硅料毛利率最高,因其产业链话语权强。
- 硅片集中度高(隆基、中环合计80%产能)且盈利能力次于硅料。
- 电池片与组件环节分散,盈利能力较弱。
- 成本结构细分:
- 组件成本中电池贡献67.5%,非硅辅材占约30%,其中边框、玻璃、背板、胶膜等分布[page::3,4,5]。
(三)各环节关键指标与数据跟踪
- 硅料:
- 多晶硅是金属硅提纯产物,限制下游产量上限,国内产能逐渐取代海外。
- 多晶硅进口依赖度仍约30%,进口和价格数据均为监测重点。
- 硅片:
- 以单晶大尺寸硅片为主流,能效高、成本低,单晶硅片市场占比2017-2020年增至90%。
- 硅片产能几乎全部集中中国,有20%产能出口。
- 重要指标为单晶大硅片出口及价格数据。
- 电池片:
- PERC技术主流,光电转换效率显著高于传统BSF电池,且极限效率接近量产效率,行业积极研发TOPCon、HJT等新技术。
- 跟踪重点为电池片价格。
- 组件:
- 中国组件产量全球占70%,但终端需求以海外占70%以上为主,出口占比高达68%。
- 重点指标为组件产量、出口数量及价格[page::6,7,8,9,10]。
(四)辅产业链关键辅材简述
- 光伏银浆:
- 电池片非硅成本中最重要辅材之一(约33%成本占比)。
- 主要原料银粉高度依赖进口(2018年进口依赖度86%),银粉进口数据至关重要。
- 银粉价格与白银价格高度相关,但受多元化需求约束,银粉价格难直接反映光伏行业景气度。
- 光伏胶膜:
- 以EVA胶膜为主,透光性保护电池片,光伏需求仅占EVA树脂市场31.2%,需求分散,产销数据相关性弱。
- 因此不建议跟踪EVA产销指标。
- 总结:
- 辅产业链中重点跟踪银粉进口数据,胶膜数据相关度较低不为重点[page::11,12,13,14]。
(五)下游电站部分
- 逆变器为关键设备,实现直流转交流,国产品牌占全球市场59%,出口高增长。
- 重点跟踪逆变器出口数量及光伏电站新增装机容量。
- 以上数据构成下游电站部分监测指标[page::15]。
(六)综合景气指标构建及分析
- 投资逻辑:“投资重量不重价”,持续技术进步压低产业链价格,价格指标传递行业景气的滞后信号,而产量等数量指标对需求信号反应更及时、敏感。
- 数据处理:
- 量价指标分别标准化和去噪。
- 因逆变器出口数据起始时间较晚,采用相关系数加权法模拟填补逆变器出口历史数据,相关指标之间高度相关保证填补准确性。
- 指标合成:
- 对量价指标组分别使用主成分分析提取第一主成分构建综合指数。
- 综合景气指标走势与光伏板块营收增速高度一致,验证指标有效反映产业基本面。
- 量领先于价:
- 价格指数滞后于综合景气指数,说明价格变化多由需求驱动,投资中重点关注数量指标[page::16,17,18,19]。
(七)投资策略及回测表现
- 策略构建:
- 每月末计算综合景气指标,若指标上行则买入中证光伏产业指数,否则买入Wind全A。
- 2019年后加入逆变器出口数据辅助指标计算。
- 回测结果:
- 2017年2月至2021年11月,策略累计收益217.4%,超额收益分别为对比Wind全A的181.1%和光伏产业指数的37.7%。
- 策略能规避景气下行期,提升净值稳健性。
- 局限性:
- 景气指标无法捕捉政策预期变化导致的市场先行反应,存在两个月左右的滞后(如2020年能源局竞价项目事件)[page::19,20]。
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3. 主要图表深度解读
- 图1 - 中国电力结构: 2009-2020年火电比例依然高达60%-80%,水电、风电、光伏比例逐步提升,体现传统能源向新能源转型的渐进过程。
- 图2 - 光伏度电成本变化: 2010-2019年全球光伏度电成本显著下降,从约0.37美元/kWh跌至0.07美元/kWh,降幅超80%,说明技术进步驱动产业成本锐减。
- 图3 - 光伏与火电平价对比: 2014-2020年多个地区光伏标杆上网电价迅速逼近平煤平均上网电价,2019年后实现平价上网,打开终端需求爆发条件。
- 图4 - 光伏产业链架构图: 清晰展示主、辅产业链及下游电站的主要构成,体现多晶硅料到电站建设的完整流程。
- 图5、6 - 电站成本与组成成本结构: 组件成本占比最高(40.7%),且组件内部电池片占比67.5%,辅材占约30%。
- 图7 - 毛利率走势: 硅料毛利率最高且波动显著,硅片毛利率次之,电池片和组件毛利率较低且较为稳定。
- 图8、9 - 多晶硅产能与进口: 中国多晶硅产能迅速集中,占全球产能75%,但进口依赖仍维持30%水平,进口数据关键。
- 图10 - 硅片产量及增速: 产量持续大幅增长,2020年产能占全球达97%。
- 图11、12 - 单晶硅片市场占比及尺寸结构: 市场快速向单晶大尺寸硅片转型,转换效率及成本优势明显。
- 图13和表1 - 电池技术市场份额及转换效率: PERC主流占86%,效率领先传统BSF,正在研发更高效新技术。
- 图14-16 - 组件产量、海外需求及出口比重: 组件出口近七成为主流,海外为主要终端需求。
- 图17、18 - 主产业链量价指标: 价格与产量数据标准化后趋势一致,但产量领先。
- 图19、22、23 - 辅助材料银粉进口依赖与关联性: 银粉进口量大额且依赖进口,价格与白银金属价格高度相关,价格不作为景气指标。
- 图24 - 下游电站装机及逆变器出口数据: 逆变器出口增长与装机量新增紧密相关。
- 图25 - 产业链价格下滑与毛利率稳定: 价格持续下降的背景下,龙头毛利率稳健,验证了“投资重量不重价”的判断。
- 图26、27 - 相关系数加权模拟逆变器数据匹配度检验: 模拟数据与真实测量指标走势吻合良好。
- 图28、29 - 综合景气指标与光伏板块营收增速拟合度及价格指标走势: 综合指标紧密反映产业基本面,价格指数滞后。
- 图30 - 量领先于价关系: 综合景气指标领先价格指数,验证投资中以量为先。
- 图31、32 - 投资策略净值及相对表现: 策略较光伏产业指数表现略优、远超基准,规避下行风险明显,体现实用价值[page::1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20]。
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4. 估值分析
报告未涉及传统金融估值模型如DCF、市盈率等,主要围绕产业链基本面景气度进行量化指标构建和指数策略设计,以周期性的供需量价数据反映行业盈利能力与景气度变化,进而辅助投资时机判断,侧重于定量分析和投资策略回测,而非公司个别估值。
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5. 风险因素评估
- 模型失效风险:量化指标模型依赖历史数据及统计相关性,若关键分指标数值波动异常,可能导致综合景气指标输出失真。
- 政策变化滞后:光伏行业高度依赖政策支持,政策调整可能影响需求预期,但量化模型因数据滞后特性,难以第一时间反映政策变化,存在滞后风险。
- 数据完整性及可得性:部分关键数据缺失或时间序列有限,通过相关系数填充可能引入误差。
- 全球贸易及技术风险:光伏关键原料及产品进口依赖度较高,国际贸易壁垒、技术断供或外部环境剧变可能影响产业链稳定。
- 市场风险:全球及国内市场波动均可能影响光伏板块整体表现。
报告整体识别风险充分,但模型具体缓解策略较少,风险控制更多依赖投资者对模型判读和市场环境警觉[page::0,21]。
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6. 批判性视角与细微差别
- 报告在量价关系分析中凸显“投资重量不重价”,虽然有充分支持,然而在特定供给端瓶颈或材料大幅涨价条件下,价格信号依然不可忽视,报告对此的警示较为简略。
- 相关系数加权法用于数据填充创新且提高了有效样本期长度,但该技术默认指标间稳定相关,遇结构性变化可能造成误判,报告未深入讨论此潜在局限。
- 尽管投资策略回测取得超额收益,但策略简单,仅基于景气指标方向,无多因子风控,且表现滞后于市场政策预期,实际使用需结合风险管理。
- 报告示范了产业链全面指标体系建设,体现系统思维,但对单点创新及技术变革周期的深入单独探讨不足。
- 未分析下游电站开发公司盈利及政策补贴变动对投资影响,仅侧重产业链供应视角。
总体而言,报告条理清晰,数据详实,科学合理,但部分假设和模型适用条件需投资者注意验证。
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7. 结论性综合
该报告以量化方法系统梳理并监测了光伏产业链基本面,从原材料多晶硅、硅片、电池片、组件到辅助材料、下游电站关键部件逆变器,构建了一套包含产量、进出口、价格等多维度指标体系。主产业链产量及进出口数据为观察行业景气度主线,辅产业链重点关注银粉供给,下游关注逆变器出口及光伏新增装机,综合反映全球光伏产业链的真实运行态势。
通过主成分分析得出的光伏产业综合景气指标能与光伏板块营收增速高度匹配,且实现了基于该指标的简易投资策略的超额回测收益,显示其对投资决策的有效指导性。报告强调光伏产业“投资重量不重价格”,量领先于价的逻辑,有助于投资者准确把握产业需求驱动阶段,避免价格滞后陷阱。
全球光伏产能重心集中在中国,需求主体多为海外,这一结构造就了产品进出口行为成为产业景气风向标的重要依据。技术创新推动成本快速下降,切实助力光伏平价上网,加速行业进入需求驱动阶段,展现长期投资价值。
报告明确提示模型存在失效风险以及政策导向变动滞后影响,提醒投资者结合宏观环境和行业政策进行综合判断。总体来看,该份研究报告提供了完整且科学的量化光伏产业链景气监测框架及投资参考工具,为跟踪新能源赛道投资提供了重要决策支持[page::0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21]。
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(以上分析基于报告原文及图表内容,所有引用标明来源页码。)