光伏的早期投資是個很有意思的話題,拋磚引玉談?wù)勎覀兊囊恍┧伎迹?br />
和鋰電類似,光伏并不是個新事物,整個行業(yè)已經(jīng)卷了十多年,集中度非常高,因此巨頭之間為了保住各自的市場份額、爭奪定價權(quán),就注定不會安于只做產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán),而必須要去切別人的蛋糕。
所以這幾年,光伏一體化的趨勢非常明顯,比如隆基通威原來都是做硅片起家,后來開始做電池片,再后來又進軍組件市場。
巨頭選擇上下游通吃,除了為保證自身供應(yīng)鏈安全,本質(zhì)還是為了降本增效、提升競爭力。
無論是之前單晶硅替代多晶硅,還是現(xiàn)在的N型替代P型,一旦有人在成本-效率競爭中勝出,很快就會變成贏者通吃的局面,基本不存在幾種路線并存的中間態(tài),這點和儲能的“百花齊放”非常不一樣。
所以光伏上游的早期投資,比起每樣路線都稍微投一點,首選可能還是要賭一些技術(shù)迭代的大機會,比如異質(zhì)結(jié)、鈣鈦礦等等;這些賽道里巨頭和創(chuàng)業(yè)公司基本在同一個起跑線競爭,如果技術(shù)團隊足夠優(yōu)秀,是有可能賭到下一個隆基或者天合的,當(dāng)然也是風(fēng)險和機遇并存,需要經(jīng)過深入的行業(yè)研究和競調(diào),謹慎做出決策。
此外從短期來看,光伏上游也還是有一些巨頭干不了的細分機會,比如制造設(shè)備和自動化,這類項目會比較偏人民幣邏輯,回報倍數(shù)可能不高,但確定性強,上市周期短,用來對沖技術(shù)迭代的高風(fēng)險也是不錯的選擇。
同理,下游的技術(shù)迭代也有一些大機會,比如分布式光伏;其實整個行業(yè)發(fā)展到今天,全國范圍內(nèi)整塊且優(yōu)質(zhì)的光伏用地已經(jīng)消耗得差不多了,后續(xù)新的增量主力一定是來自于分布式。
如果未來每座建筑的屋頂、車棚雨棚、建筑幕墻上都鋪上光伏板,那么哪些垂類的會有比較確定的機會?我們認為MLPE一定是有一張門票的。
因此,最近我們聯(lián)合小飯桌做了一場關(guān)于MLPE的直播活動,請到了險峰被投企業(yè)「和光同耀」的兩位創(chuàng)始人:李寧達和鄧曉帆,大家一起聊了聊分布式光伏,聊了聊MLPE的現(xiàn)狀與未來。
一、分布式:光伏下一站
鄧曉帆:首先分享下全球光伏的發(fā)展情況,相信關(guān)注這個行業(yè)的朋友都會有感觸,最近幾年,特別是今年,光伏的裝機量增長非常迅猛。
按預(yù)測,2023年全球光伏新增裝機會達到350GW,也就是比去年增長了50%;到2024年光伏裝機量會超過水電,2026年超過天然氣,2027年超過煤炭,成為全球第一大能源。
按我們自己的測算,從23年到26年這三年,光伏的年復(fù)合增速至少也在25%左右;這其中,分布式光伏的裝機占比是45%-50%,也就是占一半。所以毋庸置疑,分布式已經(jīng)成為光伏下一站發(fā)展的主要方向。
具體到我國,分布式的趨勢會更明顯一些:
2022年,中國光伏裝機量是87GW,其中分布式為51GW,占比58.5%;到上個月,協(xié)會的最新數(shù)據(jù)也已出爐:2023年上半年,中國新增光伏裝機是78GW——也就是說,僅僅最近這半年的新增裝機,就已經(jīng)和去年全年基本持平了。這里面,分布式光伏新增達到了40.9GW,占比為51%,同比增長也超過了100%。
既然分布式光伏是大勢所趨,那么場景的迭代一定會帶來行業(yè)變化。
相比于傳統(tǒng)的集中式光伏,分布式光伏的特點是應(yīng)用場景多樣化,比如可以把光伏板裝在建筑的屋頂、車棚雨棚、建筑幕墻上,這樣的好處是可以就近發(fā)電、就近并網(wǎng),省去了長距離輸電的損耗,由此也帶來很多新的應(yīng)用,比如農(nóng)光互補、水面光伏等等。
但也正因為場景過于復(fù)雜,由此也帶來很多痛點:
首先是安全性,分布式光伏是依托于建筑而建,無論是建筑本身出現(xiàn)了火情,還是光伏板出現(xiàn)了火情,只要外面還有光照,整個光伏系統(tǒng)都會持續(xù)產(chǎn)生高壓電,威脅到消防員的人身安全,降低救火的效率。
第二是經(jīng)濟性,因為場景復(fù)雜,分布式光伏在實際運行中,可能會出現(xiàn)陰影遮擋、衰減不一致、組件朝向不一致的情況,導(dǎo)致所謂的「失配問題」——出問題的可能只有一塊組件,但是它會拉低整個系統(tǒng)的發(fā)電效率,影響電站的投資回報。
第三,單個分布式電站的體量一般都比較小,分布又分散,所以如何提高運維效率,減少運維成本,降低運維難度,也是非常迫切的問題,未來隨著裝機量的快速提升,只靠堆人工肯定是不行的。
以上這些,都是行業(yè)里正在面臨的一些問題,大家也在想辦法解決。從全球來看,各國政府已經(jīng)在越來越關(guān)注分布式電站的安全問題,比如北美和歐洲已經(jīng)都出臺了相關(guān)的法規(guī),要求在出現(xiàn)險情的時候,能夠?qū)夥M建進行快速切斷。
2021年11月,我國能源局也發(fā)布《關(guān)于加強分布式光伏發(fā)電安全工作的通知(征求意見稿)》,對于關(guān)斷保護提出了要求,各地方政府也以市級為單位,陸續(xù)出臺要求光伏設(shè)備具備組件級快速關(guān)斷能力的文件,未來隨著大量央國企進入分布式市場,光伏行業(yè)對安全性也會越發(fā)重視。
在這種趨勢下,我們認為組件級電力電子(MLPE),很可能會成為未來分布式光伏的標配。
各國MLPE相關(guān)政策及市場情況:
01- 美國:
美國:根據(jù)NEC2017政策要求,所有戶用裝機都要配置組件級關(guān)斷設(shè)備,以保證事故后直流端電壓能降至80V以下,避免火災(zāi)時的施救風(fēng)險。
政策影響下,SolarEdge和Enphase在分布式市場的市占率快速提升,兩家合計份額從2014年的44%提高至2019年的80%,截止2020年,MLPE產(chǎn)品(包含微逆和優(yōu)化器)已占據(jù)美國94%的戶用市場份額。
02- 澳大利亞:
2020年澳大利亞出臺了新的市場準入標準,對直流隔離器的提出了更高要求,加強了關(guān)斷功能。
03- 歐洲:
歐盟層面沒有強制立法,但一些國家是通過消防法規(guī)或建筑標準,變相提出了安全需求。此外,歐洲客戶對光伏裝機的價格相對不敏感,但對安全性非常在意,且不少地區(qū)的用戶存在樹木遮擋等問題,因此,MLPE在歐洲市場非常受歡迎;截止2020年,SolarEdge歐洲收入和出貨量均已超過美國,占比達40%以上,其中營收達6.3億美元,出貨量達2.7GW。
04- 中國:
2021年11月,中國國家能源局發(fā)布《關(guān)于加強分布式光伏發(fā)電安全工作的通知(征求意見稿)》,其中重點條款包括要求系統(tǒng)應(yīng)具備電弧故障斷路及反孤島功能、組件應(yīng)具備安全關(guān)斷保護功能,保證逆變器關(guān)機,交流斷電后,系統(tǒng)子陣外直流電壓低于安全電壓隨著整縣推進政策的實施。
2022年11月17日,浙江省海寧市發(fā)改局印發(fā)《海寧市分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)管理辦法》(征求意見稿),文件提出光伏項目必須具備組件級快速關(guān)斷及管理能力,確保人員及財產(chǎn)安全。光伏項目要具備實時監(jiān)測功能,發(fā)電量等有關(guān)信息要具備接入移動設(shè)備APP的能力,并能通過綜合云管理平臺進行呈現(xiàn),做到可視、可監(jiān)、可管。
2022年10月27日,東莞市發(fā)展和改革局辦公室發(fā)布了《東莞市發(fā)展和改革局分布式光伏發(fā)電項目建設(shè)管理辦法》文件,對全市范圍內(nèi)的分布式光伏發(fā)“項目建設(shè)管理”章節(jié)中的第16條明確要求:光伏項目必須具備組件級快速關(guān)斷及管理能力, 確保人員及財產(chǎn)安全。電項目的備案、建設(shè)、運維管理等方面提出了要求。
2022年12月22日,深圳市發(fā)展和改革委員會發(fā)布了《深圳市分布式光伏發(fā)電項目管理操作辦法》對分布式光伏建設(shè)、驗收、運維等工作開展提出了要求。“辦法”規(guī)定:光伏組件應(yīng)具有安全關(guān)斷保護功能,保證逆變器關(guān)機,交流斷電后,系統(tǒng)子陣內(nèi)直流電壓低于安全電壓(120V)。
2023年4月1日,北京市市場監(jiān)督管理局發(fā)布《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣安全技術(shù)規(guī)范》明確了屋頂光伏系統(tǒng)需具備組件級快速關(guān)斷功能。
二、逆變器的三次迭代
鄧曉帆:今天很多觀眾可能不是搞光伏的,我簡單介紹一下什么是MLPE;這里我用最簡化的模型來解釋,可能不太準確,主要是便于大家理解:
光伏發(fā)出來的電是直流電,但電網(wǎng)使用的卻是交流電,所以光伏要想并入電網(wǎng),必須要用到一個裝置叫「逆變器」——它能夠把直流電變成交流電,是光伏行業(yè)的核心部件之一。
早年間,第一代的逆變器產(chǎn)品叫做「集中式逆變器」,也就是整個光伏電站共用一臺逆變器,它的好處是結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜,但是缺點是剛才提到的失配問題:
這個有點像木桶效應(yīng):只要其中一塊光伏板故障,或者被遮擋了,就會導(dǎo)致連在一起的所有光伏板發(fā)電效率下降,假設(shè)你是一個現(xiàn)場的工作人員,你只能看到功率下降了,但是看不到問題出在哪。
一座100兆瓦的光伏電站,占地大約2000畝,鋪滿電池板后,看上去就是一片藍色的海洋,憑人力在這么大面積里找出一塊故障組件,基本等同于大海撈針;此外,在排查故障時,一般還需要停機維護,這期間沒辦法發(fā)電,也會直接影響電站的收益。
所以后來,第二代「組串式逆變器」開始崛起,它的原理是在每個光伏組串下面都裝上一個逆變器,這樣局部的故障就不會影響整體,同時還可以在逆變器里集成更多功能,比如組串級的功率追蹤和監(jiān)控等等,初步實現(xiàn)了對光伏設(shè)備的智慧管理。
但剛才也提到,光伏的最小單元不是組串,而是組件,要想實現(xiàn)真正的智慧能源管理,僅僅做到組串級別的是不夠的;因為對于運維人員來說,一個組串內(nèi)部依然相當(dāng)于黑盒,比如當(dāng)電量突然降低了20%以后,他依然不知道哪里有問題,還是要靠人工排查,只是排查范圍縮小了。
這種情況在大型地面電站尚且不算難處理,但是隨著分布式光伏的發(fā)展,要應(yīng)對各種場景復(fù)雜、小而散的場景會變得愈加困難。
此外,因為做不到組件級的監(jiān)測,也就無從優(yōu)化和改進,比如一塊電池片,每天幾點時發(fā)電效率最高?如果把某塊面板向東偏2度,單日發(fā)電量會降低還是提高?
發(fā)電成本是光伏的命脈,未來行業(yè)要想進一步提升運維效率,這些數(shù)據(jù)需求都是繞不開的坎兒,需要對每個組件狀態(tài)進行長期追蹤。
于是,當(dāng)逆變器發(fā)展到第三代「組件級電力電子(MLPE)」,由此發(fā)展出現(xiàn)了三種不同的技術(shù)路徑,分別是:組串+關(guān)斷、組串+優(yōu)化、微型逆變器。
為什么會有三種不同的路線?本質(zhì)來看,還是個「成本-效率」的選擇問題。
我們知道,功能越多,設(shè)備越復(fù)雜,成本越高,故障率也越高;從集中式逆變器、組串式逆變器,再到MLPE,相當(dāng)于系統(tǒng)的復(fù)雜度一直在增加,運維成本也就跟著上去了,這也是為什么早期大家寧可犧牲效率,也要選擇集中式逆變器的原因。
而所謂第三代光伏逆變器,本質(zhì)來看就是把四個功能模塊(關(guān)斷、監(jiān)控、優(yōu)化、逆變),在組件和系統(tǒng)間做排列組合。
比如最基礎(chǔ)的「組串+關(guān)斷器」方案,相當(dāng)于犧牲掉了監(jiān)控和優(yōu)化,只能保留關(guān)斷功能——只要保證在火災(zāi)時能切斷電源就即可,這也三種路線中成本最低的一種。
再比如,前幾年非?;鸬奈⒛?,就是把4個功能都集成在單個組件里,這樣的好處是可以做到精準的控制和監(jiān)測,但代價就是成本會特別高,同時故障率也很高。
而第三種路線,以SolarEdge為代表的「組串+優(yōu)化器」,是將優(yōu)化功能從逆變器中獨立出來,代替接線盒與組件的輸出端相連,逆變器僅保留最簡單的DC-AC轉(zhuǎn)換功能。
這樣的好處是設(shè)備的結(jié)構(gòu)更可靠、故障率更低,同時避免了微逆效率高損耗的問題,未來隨著量產(chǎn)和硬件成本下降,價格上也還會有繼續(xù)下降的空間。
目前,上述三種路線各自都在迭代發(fā)展之中,還很難說哪種方案100%會最終勝出,但從大邏輯上看,終極解決方案一定是在保證安全和效率的情況下,兼顧做到成本最低。
相比之下,我們的團隊更好看「組串+優(yōu)化器」這條路線,并在此基礎(chǔ)上不斷進行優(yōu)化改進,目前我們研發(fā)的智能關(guān)斷器可以實現(xiàn)部分優(yōu)化器的功能,但是價格便宜要一半,和普通關(guān)斷器價格持平,在歐美等發(fā)達國家地區(qū)非常受歡迎。
我們給公司命名為「和光同耀」,英文名叫AndSolar,就是希望以組件級的電力電子作為切入點,打造一個安全、高效和智能化的分布式能源的整體解決方案。
三、MLPE增長的驅(qū)動力是什么?
險峰:很多機構(gòu)都預(yù)測,未來MLPE會達到一個千億的市場級別,那么當(dāng)前的這個市場是怎樣的?另外,除了安全以外,MLPE增長的主要驅(qū)動力是什么?
李寧達:當(dāng)前的MLPE市場非常好。
2022年,全球MLPE的出貨量大概在25-30GW左右(其中,微逆大約10GW,優(yōu)化器大約10多個GW),這個數(shù)字相比2021年其實已經(jīng)快翻倍了,比很多機構(gòu)預(yù)測的40%-50%還要高。
從體感上的也差不多,我和很多行業(yè)里的朋友和友商聊下來,基本上大家今年上半年的出貨量都已經(jīng)超過了去年全年。所以,如果行業(yè)能繼續(xù)保持40%-50%的增長,到2025年,MLPE的滲透率會從15%提升到30%,屆時市場規(guī)模也會突破1000億。
第二個問題,關(guān)于驅(qū)動力,MLPE行業(yè)早期能夠迅速發(fā)展,確實是受到了安全相關(guān)法規(guī)的刺激。
比如2014年,美國發(fā)布國家電工規(guī)范(NEC2014)——這個一個推薦性要求,推薦所有建筑物上的光伏系統(tǒng)都要安裝關(guān)斷系統(tǒng),可以把電壓在30秒內(nèi)降到80V以下;到2017年,美國又把推薦變成了強制法規(guī),所以現(xiàn)在全美MLPE滲透率能夠達到90%。
但是發(fā)展到今天,MLPE早已經(jīng)變成了一個效率工具。舉個例子,我們曾去過一個光伏電站,它是建在水面上的,檢測和維修都需要劃船才能過去,但某些季節(jié)水位會下降,高度落差可以達到3-4米,這時站在船上就夠不到組件了,靠人工完全無法檢修。
未來隨著分布式光伏占比提升,類似的復(fù)雜場景會越來越多,至少目前來看,這些問題只能靠組件級電力電子才能解決,甚至說是剛需也不為過。
此外,現(xiàn)在光伏組件的功率也是越做越大。幾年前,一塊板的主流功率還在400瓦左右,這兩年已經(jīng)達到了500瓦以上,未來可能會達到600-700瓦;功率增加一方面意味著電廠對安全的需求更迫切,另一方面也意味著MLPE分攤的成本其實是快速下降的,這也是一個很大的驅(qū)動因素。
四、當(dāng)前國內(nèi)外MLPE市場的發(fā)展情況如何?
李寧達:目前MLPE還是以海外為主,歐洲和美國兩個市場加起來,占全球出貨量的70%-80%;其中北美滲透率最高,接近90%,主要還是當(dāng)?shù)胤蓮娭疲粴W洲雖然沒有針對MLPE的強制法規(guī),但一些國家都把標準都寫進了消防法規(guī)或者建筑標準,等于是變相提出了要求。
當(dāng)前來看,歐洲是一塊非常好新增的市場,比如SolarEdge在歐洲收入和出貨量就都已超過了美國本土;此外,歐洲用戶對價格相對不敏感,對安全性卻非常在意,再加上不少地區(qū)存在樹木遮擋等問題,對系統(tǒng)設(shè)計的靈活性也有需求,用戶認知正在快速提升,所以歐洲市場整體是處于一個供不應(yīng)求的狀態(tài),我們了解到有一些品牌,從下訂單到最終交付要等到四個月以上。
相比之下,國內(nèi)還處于一個早期的階段,特別是國內(nèi)用戶更偏向于財務(wù)投資屬性,對價格更敏感,對回報率也比較在意,這是個挑戰(zhàn)但同時也是機遇,因為中國在電力電子產(chǎn)業(yè)鏈方面是有優(yōu)勢的。
舉個例子,比如我們現(xiàn)在使用的國產(chǎn)通訊芯片,其實在各項的技術(shù)指標上都要領(lǐng)先于海外芯片,但價格要便宜不少;隨著未來幾年,我國分布式光伏的新增裝機越來越多、越來越快,中國的MLPE整體成本肯定會快速下降,市場也會迎來一個發(fā)展的高峰。
就在前幾天,我去參加一個光伏的產(chǎn)業(yè)峰會,在討論環(huán)節(jié)主持人問現(xiàn)場嘉賓,大家覺得國內(nèi)MLPE爆發(fā)還需要多久?有人回答一年內(nèi)就會起量,有人說還需要兩到三年,但所有人都一致認為,國內(nèi)MLPE需求一定會起來,因為光伏行業(yè)對安全、提效、降本和數(shù)據(jù)監(jiān)控的需求是不斷增長的,大趨勢非常確定,我們也非??春?。
五、MLPE的成本下降空間有多大?
險峰:聊一個比較敏感的話題,國內(nèi)分布式現(xiàn)在還是以組串式逆變器為主,那么未來,MLPE成本的下降空間還有多大?除了剛才提到的國產(chǎn)芯片,還有哪些降本的因素?
鄧曉帆:成本上還有非常大的下降空間,分幾個方面:
首先是國產(chǎn)化,比如剛才提到的芯片,還有一些功率轉(zhuǎn)化器件,都可以采用國產(chǎn)替代;第二是集成化,比如把MLPE跟光伏組件做一些結(jié)合,成本上也會有一個大幅度的降低;第三是提高能量密度,比如做成一拖多的方案;最后就是光伏組件本身的功率增加,從300-400瓦提高到500-600瓦,也會攤薄MLPE器件的成本。
六、分布式光伏背景下,行業(yè)還有哪些發(fā)展趨勢?
李寧達:大趨勢一定是分布式基礎(chǔ)上的數(shù)字化管理。
舉個例子,20年前我們的電力系統(tǒng)有一個工種叫做抄表員,當(dāng)時每個家庭每月用了多少電,都需要以人工的方式上門收集數(shù)據(jù),但這種管理其實非常粗放,背后不光是巨大的人力浪費,也存在大量收入損失,比如偷電漏電之類。
后來隨著技術(shù)的進步,電表慢慢都實現(xiàn)了智能化,我們看到當(dāng)電表具備了最后一公里的感知能力之后,整個電力系統(tǒng)的運行效率和管理管理上都得到了巨大的提升。我覺得光伏也是一樣的邏輯,行業(yè)顆粒度會越來越細,智能電表的故事在光伏行業(yè)也會重演一遍。
鄧曉帆:我稍微補充兩句,剛才我們講的這些數(shù)據(jù)化和智能化的應(yīng)用,是在實現(xiàn)了組件級別電力電子后,自然而然就可以實現(xiàn)的一些東西,也相對容易預(yù)測;但除了這些,當(dāng)我們的分布式光伏占比越來越多的時候,我們對于電的管理形態(tài),或者說使用形態(tài),都可能會發(fā)生一些改變。
比如光儲充系統(tǒng)、零碳園區(qū)或者智能電網(wǎng),在這些系統(tǒng)里面,我們怎樣去做一些協(xié)同管理,以及我們在跟電網(wǎng)的交互的過程中,怎么樣去實現(xiàn)對電力的精準控制和預(yù)測,提升性能和效益,可能是未來智能化更值得期待的方向。
七、結(jié)語:聊聊MLPE的投資邏輯
險峰:感謝兩位今天的分享,最后也聊聊我們自己對MLPE的投資邏輯。首先大趨勢上,分布式光伏一定是光伏未來發(fā)展的方向,而數(shù)字化和智能化則是里面一張看得見的“明牌”。
中國作為全球最大的光伏市場,同時依托強大的電力電子供應(yīng)鏈,一定會誕生出世界級的MLPE企業(yè);而站在行業(yè)爆發(fā)的前夜,目前也是創(chuàng)業(yè)公司一個很好的進入時點——這是所謂的“天時”與“地利”,剛才兩位創(chuàng)始人已經(jīng)分析了很多,作為投資機構(gòu),我們主要聊聊“人和”,也就是團隊。
MLPE創(chuàng)業(yè)不像鈣鈦礦,需要全球最頂尖的科學(xué)家團隊,但它依然很不容易,其難度主要來自于多個學(xué)科的交叉(光伏技術(shù)+電力電子+物聯(lián)通訊+信息技術(shù)),其中任何一個學(xué)科的作用都非常重要。
舉個例子,你團隊可能非常的擅長電力電子,硬件做得特別好,但是如果沒有好的軟件工程師,軟件就會做得不行;或者你的軟硬件都不錯,但產(chǎn)品經(jīng)理不行,不懂需求,導(dǎo)致設(shè)計出來的產(chǎn)品沒有競爭力。
再比如銷售能力——剛剛聊到比較多的是歐美市場,但其實還有東南亞、澳洲等多個市場,每個市場的情況不同,需要針對不同特點,開發(fā)出不同的產(chǎn)品和解決方案,設(shè)計不同的銷售策略。
這有點像灌籃高手里的湘北隊,中鋒、前鋒、后衛(wèi)和三分球,每個位置都要有非常厲害的高手,不能有任何一塊短板,而不是傳統(tǒng)拼長板的邏輯。
這也是我們天使投資和光同耀團隊的重要原因,我們非??春眠@樣一支全面、專業(yè)、年輕有活力的團隊,期待他們能不斷壯大創(chuàng)新,為中國的3060碳中和目標貢獻自己的力量。
原標題:光伏投資的“明牌”:聊聊MLPE