深度好文,詳細解讀風電和光伏對銅的需求量化模型分析
發(fā)布時間:2021-11-08點擊:1618
1. 時代大背景
能源改革勢不可擋。當前全球的電力來源結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主,占比約60%;可再生能源占比約30%;核電占比約10%。我們認為,未來新能源占比增加勢不可擋。
2. 兩條產(chǎn)業(yè)鏈
風電和光伏。風電的根本原理是動能和電能的轉(zhuǎn)換,其中利用磁場變換。涉及的原材料有:稀土磁材(鐠釹鏑鋱),銅,鋁,鋼鐵,混凝土,碳纖維和玻璃纖維等。光伏的技術(shù)工藝較多,不同的工藝路徑涉及不同的原材料。重要的品種包括:銀,銅,銦,鎵,硒,二氧化硅,鎘,碲,鋁。其中鋁主要用于框架。
3. 形象展示
需求量到底有多大?
1)風機的裝機規(guī)律
從2010年后,普遍的風機規(guī)格在5MW/臺,風機直徑125米,高度125米。未來的規(guī)格預(yù)計會在20MW/臺,直徑250米,高度180米。不同的機型用量不一,重點品種用量(噸/GW,平均計算):鋁1000,銅3000,鉬100,鎳350,鋅5500。這樣要著重提及稀土品種的用量(噸/GW):鐠釹12-215,鋱0-7,鏑2-17,單位用量區(qū)間范圍較大,涉及不同的技術(shù)工藝。
2)光伏的需求量
光伏應(yīng)用中,涉及不同技術(shù)對應(yīng)的用量。其中通用的原材料(預(yù)計2030年水平)包括銅4600噸/GW,鋁7500噸/GW,硅3000噸/GW,混凝土6萬噸/GW,鋼鐵6.5萬噸/GW,塑料8600噸/GW,玻璃4.6萬噸/GW,銀10噸/GW。
其他技術(shù)方面,如CIGS(銅銦鎵錫),小金屬的使用量會驟增,比如銦的平均需求量約20噸/GW;當然,隨著技術(shù)進步,單位用量會下降。無論風電或光伏,***終都要配合儲能問題,儲能***重要的形式是電池,涉及鋰(正極)、鎳(正極)和銅(負極)。具體用量在歷往報告有很多敘述,本文不贅述。
4. 彈性對需求的測算
如果按照1000GW的風機新增裝機計算,以各自品種當前全球需求為基準,風機中原料增量排序分別為:稀土鏑鋱300%以上、稀土鐠釹53%、鋅46%、鉬33%、鎳18%、銅12%、鉻8%。同樣,在光伏中,如果按照1000GW的新增裝機計算,基于當前各自品種的全球年需求量,增幅分別為:銦176%、鎵133%、銀42%、硅38%、銅18%、鋁13%。
5. 總結(jié)
按照光伏新增裝機1000GW和風電新增1000GW口徑計算需求增量。
1)銅是風電和光伏都需要的必須品,這也是銅導(dǎo)電能力強的屬性使然。如果按照1000GW的風機和1000GW的光伏新增裝機計算,則銅的需求增量將達760萬噸,相比當前全球需求量增幅達30%。
2)稀土鏑鋱(300%以上)、銦(176%)分別是風機和光伏中需求增量***大的品種。
3)風機產(chǎn)業(yè)鏈會帶動鐠釹(53%),鋅(46%),鉬(33%)和鉻(8%)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈則帶動銀(42%)、硅(38%)和鋁(13%)。
6. 不確定性分析
如果商品價格上漲幅度過大,會刺激產(chǎn)業(yè)鏈不斷改變生產(chǎn)工藝以降低單耗。
1.時代大背景:能源改革勢不可擋
當前全球的電力來源結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主,占比約60%;可再生能源占比約30%;核電占比約10%。我們認為,未來新能源占比增加勢不可擋。
2.兩條產(chǎn)業(yè)鏈:風電和光伏
風電的根本原理是動能和電能的轉(zhuǎn)換,其中利用磁場變換。涉及的原材料有:稀土磁材(鐠釹鏑鋱),銅,鋁,鋼鐵,混凝土,碳纖維和玻璃纖維等。
光伏的技術(shù)工藝較多,不同的工藝路徑涉及不同的原材料。重要的品種包括:銀,銅,銦,鎵,硒,二氧化硅,鎘,碲,鋁。其中鋁主要用于框架。
3.形象展示:需求量到底有多大?
3.1 風機的裝機規(guī)律
從2010年后,普遍的風機規(guī)格在5MW/臺,風機直徑125米,高度125米。未來的規(guī)格預(yù)計會在20MW/臺,直徑250米,高度180米。
首先注釋:直驅(qū)勵磁同步發(fā)電機(DD-EESG),便宜、功率大,缺點是效率低、電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(DD-PMSG),維護低,效率高,缺點是貴。齒輪永磁同步發(fā)電機(GB-PMSG),維護低、效率高、重量輕、功率大,缺點是貴。齒輪雙饋感應(yīng)發(fā)電機(GB-DFIG),便宜,但缺點是對瞬態(tài)敏感效率低。
不同的機型用量不一,重點品種用量(噸/GW,平均計算):鋁1000,銅3000,鉬100,鎳350,鋅5500。這樣要著重提及稀土品種的用量(噸/GW):鐠釹12-215,鋱0-7,鏑2-17,單位用量區(qū)間范圍較大,涉及不同的技術(shù)工藝。
3.2光伏的需求量
光伏應(yīng)用中,涉及不同技術(shù)對應(yīng)的用量。其中通用的原材料(預(yù)計2030年水平)包括銅4600噸/GW,鋁7500噸/GW,硅3000噸/GW,混凝土6萬噸/GW,鋼鐵6.5萬噸/GW,塑料8600噸/GW,玻璃4.6萬噸/GW,銀10噸/GW。
其他技術(shù)方面,如CIGS(銅銦鎵錫),小金屬的使用量會驟增,比如銦的平均需求量約20噸/GW;當然,隨著技術(shù)進步,單位用量會下降。
無論風電或光伏,***終都要配合儲能問題,儲能***重要的形式是電池,涉及鋰(正極)、鎳(正極)和銅(負極)。具體用量在歷往報告有很多敘述,本文不贅述。
4.對需求的彈性測算
如果按照1000GW的風機新增裝機計算,以各自品種當前全球需求為基準,風機中原料增量排序分別為:稀土鏑鋱300%以上、稀土鐠釹53%、鋅46%、鉬33%、鎳18%、銅12%、鉻8%。
同樣,在光伏中,如果按照1000GW的新增裝機計算,基于當前各自品種的全球年需求量,增幅分別為:銦176%、鎵133%、銀42%、硅38%、銅18%、鋁13%。
5.總結(jié)
按照光伏新增裝機1000GW和風電新增1000GW口徑計算需求增量。
1)銅是風電和光伏都需要的必須品,這也是銅導(dǎo)電能力強的屬性使然。如果按照1000GW的風機和1000GW的光伏新增裝機計算,則銅的需求增量將達760萬噸,相比當前全球需求量增幅達30%。
2)稀土鏑鋱(300%以上)、銦(176%)分別是風機和光伏中需求增量***大的品種。
3)風機產(chǎn)業(yè)鏈會帶動鐠釹(53%),鋅(46%),鉬(33%)和鉻(8%)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈則帶動銀(42%)、硅(38%)和鋁(13%)。
6.不確定性分析
如果商品價格上漲幅度過大,會刺激產(chǎn)業(yè)鏈不斷改變生產(chǎn)工藝以降低單耗。
來源:海通國際