1. 全球光伏裝機近年表現(xiàn)及未來預(yù)期

在今年上半年與有色金屬需求相關(guān)的終端上，光伏行業(yè)恐怕是為數(shù)不多持續(xù)提供需求增量貢獻的一個領(lǐng)域。根據(jù)IRENA（International Renewable Energy Agency）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，近幾年全球太陽能發(fā)電裝機總量快速上升，而在其中占到99.2%絕對比重的光伏裝機總量截至2021年底已經(jīng)上升至843GW，近三年全球光伏發(fā)電新增裝機數(shù)均在100GW以上，分別可達101.67、125.60、132.80GW。目前占比極小的光熱裝機在2021年的規(guī)模僅為6.38GW，近三年新增裝機數(shù)分別在0.56、0.13、-0.12GW。

從鋁元素在太陽能發(fā)電行業(yè)的應(yīng)用來看，光伏和光熱行業(yè)事實上都會使用到鋁元素。鋁在光伏行業(yè)主要被應(yīng)用在光伏組件邊框（Module Frames）和光伏板支架(Mountings)中，換流器(Inverter)及電池片(Cell)也有少量使用；鋁在光熱行業(yè)主要被應(yīng)用在金屬支架、發(fā)電動力模塊等。從海外咨詢機構(gòu)的數(shù)據(jù)來看，光熱發(fā)電系統(tǒng)對鋁的使用密度甚至是光伏系統(tǒng)的2倍多，每1GW耗鋁量約在4.7萬噸。但是鑒于目前光熱發(fā)電裝機的占比極低，且每年的變動極?。ò凑?020-2021年光熱新增裝機對鋁的消費影響來看，分別僅增加0.61萬噸和減少0.56萬噸），因此我們將重點考察今年全球光伏行業(yè)增長對鋁元素的消費影響。

圖1：2021年全球太陽能發(fā)電裝機量已上升至849GW

圖2：太陽能發(fā)電裝機中99.2%比重是光伏，剩余為光熱

圖3：2021年全球光伏發(fā)電裝機量已上升至843GW

圖4：近3年全球光伏發(fā)電新增裝機持續(xù)攀升

圖5：鋁元素在光伏及光熱行業(yè)主要應(yīng)用部位

資料來源：公開市場資料，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

對于今年而言，全球光伏新增裝機到底能在多少體量，目前看盡管市場給到的預(yù)測存在偏差，但繼續(xù)保持較高增長卻也是共識。全球目前主要的新增裝機需求來自中國、歐洲（主要是德國、荷蘭、西班牙、法國等）、北美（主要是美國）、以及其他亞洲國家（主要是印度、日本等），2021年全球及主要國家和地區(qū)的光伏裝機同比錄得15-20%左右增速。

考慮到全球光伏裝機的基數(shù)逐年提高，因此即使當前的同比增速已較5年前有所回落（除歐洲外），新增裝機的絕對規(guī)模仍較為可觀。

從IRENA的預(yù)測數(shù)據(jù)來推演，基于該機構(gòu)在2021年7月對2030年全球光伏裝機總量的預(yù)測，我們推算自2020-2030年光伏裝機的復(fù)合增長率接近22.1%（2030年全球光伏裝機總量預(yù)計接近5221GW，2020年僅在707GW，據(jù)此可測算復(fù)合增長率）。

以此作為對2022年全球光伏新增裝機的基準預(yù)期增速，那么今年新增裝機應(yīng)在186GW以上（2021年裝機總量843GW*年復(fù)合增速22.1%）。之所以說應(yīng)在186GW以上，主要是考慮到去年至今中國多項與光伏相關(guān)的再生能源發(fā)展扶持政策的出臺，以及今年歐洲“Repower EU”能源計劃的推出，有可能會使得今年全球光伏裝機的增速在未來10年中居于前列水平，超過年復(fù)合增長率。

圖6：中國、歐洲、北美及其他亞洲地區(qū)新增裝機較多

圖7：全球光伏新增裝機仍維持在接近15-20%左右增速

資料來源：IRENA，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

而再從市場多個機構(gòu)對中國及海外主要光伏裝機需求國家和地區(qū)的預(yù)測來看：

（1）中國方面，PV InfoLink及Trend Force均預(yù)測中國今年新增裝機75GW，中國光伏協(xié)會（CPIA）亦給到75GW以上的預(yù)測；

（2）歐洲地區(qū)，歐洲主要光伏裝機集中在歐盟27國，PV InfoLink預(yù)計歐洲今年將新增45-49GW組件需求；

（3）北美地區(qū)，美國是美洲光伏裝機量最大，PV InfoLink和PV Tech分別預(yù)計今年美國將新增31GW，未來5年的年均新增裝機量為30GW。

如此來看，今年中國、歐洲及美國的光伏新增裝機規(guī)模就可在150-155GW以上，如果參考2021年該三個地區(qū)的光伏新增裝機占到全球新增的72%，假設(shè)今年該三個地區(qū)占比上升到73-75%，那么對應(yīng)到全球新增裝機就可在200-212GW。

如果中國、歐洲及美國今年光伏新增裝機規(guī)模占全球的比重與去年持平（72%），那么對應(yīng)到全球新增裝機就可在208-215GW（215GW=155GW/72%,可視為預(yù)測高值）?？紤]到該三個地區(qū)仍是光伏裝機主要的發(fā)力地區(qū)，占全球的比重應(yīng)會較去年有所抬升，因此對于2022年而言，全球新增裝機超過215GW的可能性或也不大。

因此，結(jié)合市場及我們的評估來看，今年全球光伏新增裝機數(shù)量有可能會在200-210GW區(qū)間上下。

圖8：基于IRENA于2021年7月對2030年全球光伏裝機總量的預(yù)測，我們推算年復(fù)合增長率接近22.1%

資料來源：IRENA，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

2. 每1GW光伏裝機量到底耗鋁多少？

在光伏行業(yè)中，鋁主要被應(yīng)用在光伏組件邊框（Module Frames）和光伏板支架(Mountings)中，換流器(Inverter)及電池片(Cell)也有少量使用?；贜ature發(fā)布于今年1月的報告《The aluminium demand risk of terawatt photovoltaics for net zero emissions by 2050》，我們可以看到光伏系統(tǒng)用鋁主要還是在組件邊框（Module Frames）和光伏板支架(Mountings)上，且2020-2025年組件邊框和光伏板支架的總耗鋁量可認為基本相當。因此，我們可從光伏組件邊框的耗鋁量，再推導(dǎo)光伏板支架及光伏系統(tǒng)的總耗鋁情況。

圖9：基于Nature對全球光伏耗鋁量的評估，2020-2025年光伏組件邊框和光伏板支架的總耗鋁量基本相當

資料來源：Nature《The aluminium demand risk of terawatt photovoltaics for net zero emissions by 2050》，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

根據(jù)European Commission于2020年出版的報告《Raw materials demand for wind and solar PV technologies in the transition towards a decarbonised energy system》顯示，市場中主要的太陽能面板（主要是組件邊框用鋁，不包括支架）可以分成以下四種：

圖10：市場主要太陽能面板分類及鋁用量占比情況

資料來源：European Commission《Raw materials demand for wind and solar PV technologies in the transition towards a decarbonised energy system》，World Bank，IRENA《End of Life Solar PV Panels》，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所，注：由于a-Si的Market Share只占0.3%，所以在計算過程中做簡單化處理，其Market Share平均平攤到其他三種面板中。

由此，可對光伏組件邊框用鋁做計算，過程如下：

1GW = 1*109W；

c-Si面板每GW消耗1*109W *（0.954+0.001）/250W * 22kg * 0.08 = 6723.2噸鋁；

CdTe面板每GW消耗1*109W *（0.024+0.001）/110W* 12kg * 0 = 0噸鋁；

CIGS面板每GW消耗1*109W *（0.019+0.001）/160W* 20 kg * 0.07 = 175噸鋁；

總計6898.2噸鋁，即1GW光伏組件邊框耗鋁接近7000噸左右。

假設(shè)今年全球光伏新增裝機數(shù)量有可能會在200-210GW區(qū)間上下（此為額定容量，實際裝機量會大于額定容量，按照1.2:1的容配比，實際裝機數(shù)量或接近240-252GW），那么組件邊框用鋁則可能接近168-176萬噸，光伏板支架用鋁量或也接近168-176萬噸，光伏系統(tǒng)總用鋁或可達到336-352萬噸（與圖9的Nature預(yù)測較為接近），每1GW光伏實際裝機（含組件邊框+光伏板支架）平均耗鋁約接近1.4萬噸。

這里之所以說平均耗鋁，是考慮到分布式（rooftop）和集中式（utility-scale）每GW耗鋁的量并不一致，分布式的耗鋁量往往高于集中式，因為分布式的光伏板多用鋁支架。由此，考慮到集中式占全球光伏裝機的比重或接近68%（根據(jù)IEA數(shù)據(jù)，得到分布式光伏占比約在32%），且基于組件邊框和光伏板支架的總耗鋁量可認為基本相當，得到分布式光伏系統(tǒng)每1GW的支架耗鋁量約在2.2萬噸。

因此，光伏系統(tǒng)每1GW的組件邊框耗鋁量在0.7萬噸左右，其中約32%分布式光伏每1GW的支架耗鋁量約在2.2萬噸，合計每1GW光伏裝機平均耗鋁約接近1.4萬噸。

圖11：參考IEA，2022年全球光伏新增裝機中集中式（utility-scale）占比約68%，分布式約32%

資料來源：IEA，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所

3. 結(jié)合2022年全球光伏裝機預(yù)估，評測原鋁消費增量

根據(jù)上文測算，假設(shè)今年全球光伏新增裝機數(shù)量有可能會在200-210GW區(qū)間上下（實際裝機數(shù)量或接近240-252GW），那么光伏系統(tǒng)總用鋁或可達到336-352萬噸。但這里需要注意的是，光伏用鋁涵蓋了全鋁元素，也就是說除了原生鋁之外，也包括了再生鋁。

基于Nature的報告《The aluminium demand risk of terawatt photovoltaics for net zero emissions by 2050》顯示，2020年光伏系統(tǒng)用鋁約34%來自再生鋁，這就意味著其中66%是原鋁。因此，2022年全球光伏系統(tǒng)對原鋁的需求量預(yù)計在222-232萬噸，可占到全球原鋁消費的7.5-8.0%左右。如果取222-232區(qū)間中位數(shù)227萬噸，今年全球光伏用鋁需求相比去年的增量可高達80萬噸，占到消費總量的2.7%。

這其中，中國2021年光伏新增裝機約53GW（實際裝機按照1.2:1容配比，約在63.6GW）以及88.8GW出口數(shù)量（合計約152.4GW），合計可占到全球當年度光伏實際裝機量（132.8*1.2）的95.6%，這在一定程度上可說明中國光伏行業(yè)生產(chǎn)能力對全球市場確實有舉足輕重的影響。

2022年在全球光伏新增裝機數(shù)量有可能在200-210GW（實際裝機數(shù)量接近240-252GW）區(qū)間附近的前提下，按照樂觀、中性、悲觀三種情景看，即根據(jù)中國光伏系統(tǒng)產(chǎn)出（國內(nèi)裝機+出口）占全球總供應(yīng)的比重分別為95.6%（與去年持平）、80%、70%來測算，中國合計規(guī)模有可能會在235、197、172GW。

由此，對應(yīng)得到全鋁元素的國內(nèi)需求量預(yù)計在329、275、241萬噸，原鋁的需求量預(yù)計在217、182、159萬噸，可占到今年中國原鋁消費的4-5%。消費增量上，相比去年的增量預(yù)計分別在76、41、18萬噸，占到消費總量的0.5-2.0%。如果參照歷年數(shù)據(jù)的延續(xù)性（即使該比重的測算存在統(tǒng)計口徑不夠統(tǒng)一的問題），2018-2021年中國光伏系統(tǒng)產(chǎn)出占全球總供應(yīng)的比重沒有下到80%以下，那么對于今年而言，按照80%（圖14的中性假設(shè)）及以上來衡量，中國光伏行業(yè)對原鋁的需求量就不應(yīng)低于182萬噸（約占消費總量4.5%），相比去年增量應(yīng)不低于41萬噸（約占消費總量1%，亦可視為光伏行業(yè)可提升今年國內(nèi)原鋁消費增速1%左右）。

圖12：2020年光伏系統(tǒng)用鋁約34%來自再生鋁

圖13：2020-2021年自中國出口的光伏組件數(shù)量

圖14：分樂觀、中性、悲觀三種情景看，中國光伏用原鋁相比去年的增量可分別在76、41、18萬噸

資料來源：IRENA，Nature，PV InfoLink，國泰君安期貨產(chǎn)業(yè)服務(wù)研究所