作為目前炙手可熱的新能源產業，製作太陽能電池片的硅原料來源於毫不起眼的沙子。將含硅的沙子提純到一定的程度，就可以用於捕獲地球上取之不竭的清潔能量。
中國光伏企業的發展跌宕起伏。在政策扶持下，我國在短時間內發展出了龐大的光伏產業鏈，2018年5月31的光伏新政之後，補貼政策逐漸退出，市場競爭也開始加劇，大量企業被淘汰。
目前，在技術積澱和市場考驗的基礎上，一批在技術和市場上具有較強競爭力的企業正在脱穎而出。近日，記者以投資者的身份調研諮詢了幾家具有代表性的光伏企業，希望能探尋中國光伏企業“沙”中淘金、創新成長的歷程。
從養魚到“捕光”
通威股份（600438.SH）成立於1986年，前身是四川省眉山縣漁用合料廠。1991年公司正式更名為通威，形成了涉及水產飼料加工、水產養殖、食品加工等領域的經營範圍。在2006年，通威控股子公司永祥樹脂投資建立了永祥硅業，開始涉足多晶硅生產。後來，通威股份通過在內蒙古包頭、四川成都、樂山、眉山、雲南保山等地不斷擴產，形成了硅料、電池片、光伏電站一體的光伏產業鏈條。
通威股份相關人士對記者表示，公司目前的漁光互補項目可以讓養殖户在水面下養殖水產品，水面上發電。“未來的方向是按照自動化和集約化的方向改造。如果其他的光伏企業做水面光伏的話，就不會考慮水下養殖的問題。”對方進一步表示。
近期，光大證券在一份研究報告中指出，相比農牧板塊的各類產品業務，光伏產品有着更高的毛利率。而相比太能電池及組件，多晶硅及化工和光伏發電毛利率更高。近4年以來，多晶硅及化工業務平均毛利率為34.77%，光伏發電業務平均毛利率為47.84%。
通威股份此前一直專注於光伏硅料、電池及電站環節。後來因光伏“5.31”新政、疫情以及行業波動性事件的影響，公司在產業議價能力上處於相對弱勢地位。為了改變局面，公司與天合光能合作投資，共同出資新建拉棒、切片環節產能。此舉鞏固了公司在硅料端的強勢地位，也開始試水硅片環節一體化發展。
從去年下半年到現在，硅料的供應持續處於緊張狀態。通威股份的高純晶硅在2020年持續滿負荷生產，月產超8000噸，產能利用率達116%。2020年在建產能7.5萬噸，2021年底投產後產能將達到15.5萬噸。根據通威2020-2023年度發展規劃，2022年硅料產能將達到 11-22萬噸，2023年將達到22-29萬噸。
據光大證券的預計，通威的硅料市場佔有率在2021年底將達到22.37%。而且，下游企業為了避免硅料短缺帶來的影響，紛紛與通威等上游硅料生產商簽訂長單。通威硅料未來一段時間的產能已被提前鎖定，不愁銷路。
在技術方面，通威股份成立了大量技術中心改進工藝技術。根據分析師介紹，“通威的新項目採用自主知識產權的‘第五代永祥法’、獨創的‘反應精餾法’，N型單晶 80%以上，達到電子級晶硅水平，實現高純晶硅‘中國製造’。”
通威股份則進一步向記者介紹稱：“公司目前正在研發下一代的太陽能電池，包括HJT（異質結）電池的研發，目前還沒有量產。”光大證券分析師認為，目前通威積極研發的HJT、TOPCON、PERC+ 等電池很有可能成為下一代量產主流技術路線。
高端裝備攪局者
與通過農牧養殖業起家的通威股份不同的是，上機數控（603185.SH）在2002年成立時就將自己定位於高端裝備製造領域，是一家從事精密機牀研發生產的企業。2004年該公司進入光伏行業，從事晶硅專用加工設備的製造。2019年，公司成立全資子公司弘元新料公司，進軍光伏單晶產業務。
上機數控相關人士對記者表示，公司的主要業務包括光伏切片設備和光伏硅片，目前大部分利潤來源於單晶硅片。
近期，根據東北證券分析師在研究報告中的統計，在2017之後的幾年裏，上機數控裝備業務收入由緩慢增長到負增長，核心原因一方面是受“5.31”新政影響；另一方面，公司產品效率提升，導致下游客户需求有所降低。但從產品單件看，公司單台設備價格基本穩定，毛利率一直維持在45%的水平。
分析師還介紹稱，光伏設備的主要生產商有日本小松、瑞士梅耶博格、國內的上機數控、晶盛幾點、連城數控、高測股份等，其中連城數控主要為隆基股份提供相關設備。近年來，隨着國內專用設備水平的提升，一方面隨着國內光伏行業崛起，國內設備企業更加貼近客户，本土化優勢更加明顯；另一方面，國內設備在成本端優勢更為明顯，在光伏產業全環節降本增效的趨勢下，國內企業崛起。目前海外企業逐漸退出市場，上機數控切片機市場佔有率達到45%左右，為行業第一。
在單晶硅項目上，目前上機數控的項目主要有兩個，分別是“包頭5GW單晶硅拉晶生產項目”以及“年產8GW單晶硅拉晶生產項目”，兩個投資項目總投資額分別為31億元以及57億元。分析師認為，對比同行單晶硅項目投資，公司項目實際產能彈性將遠高於公佈產能。隨着公司不斷改進工藝，生產效率提升後，兩個項目實際投產可能達20GW左右。
“隨着上機數控產能逐步釋放，公司有望在2021年產能躋身行業前五，如繼續擴產，有望實現產能更大幅度躍遷。”分析師如此判斷。
從光伏材料到半導體材料
硅原料提純到一定程度就可以用於製作太陽能發電材料，而提純到更極致的程度則可以用於半導體的製作。
中環股份（002129.SZ）主營業務圍繞硅材料展開，專注單晶硅的研發和生產。公司的製造範圍在半導體制造和新能源製造領域延伸。其中半導體板塊包括半導體材料、半導體器件、半導體封裝;新能源板塊包括太陽能硅片、太陽能電池片、太陽能組件。
中環股份對記者表示，公司擁有生產光伏硅片和半導體硅片的兩類生產線。目前光伏硅片可以生產各種類型的硅片；大尺寸的半導體硅片一部分已經實現量產，另一部分還處於研發驗證階段。
光大證券分析師在近期的一份研究報告中稱，“中環股份已經成為國內唯一擁有電子級和太陽能級硅材料雙產業鏈的上市公司。”
分析師指出，中環股份擁有國內先進的單晶生長技術，可有效降低晶體內在缺陷，保障硅棒品質，提升太陽能電池轉換效率。憑藉多年的技術研發和積累，在業內率先推出了低衰減單晶硅棒和高效能單晶硅棒，成為國內單晶拉制技術光伏應用的領軍者。在單晶硅片方面，中環股份不僅具備一流的切片技術工藝與專用砂漿回收技術，同時最早建成國內最大的產業化鑽石線切片產線。
中環股份相關人士告訴記者：“由於半導體硅片的技術含量更高，利潤也相比光伏硅片更高。”
根據光大證券分析師的介紹，半導體單晶硅材料對於純度的要求比光伏工藝流程更復雜。光伏單晶硅純度一般在99.999%至99.999999%（5到8個9）。而半導體硅材料純度要達到 99.999999999%(11個9以上)。
在半導體生產方面，中環股份主導產品電力電子器件用半導體區熔單晶硅片綜合實力全球前三，國外市場佔有率超過18%，國內市場佔有率超過80%。先後開發了具有自主知識產權的轉換效率高達到26%的高效N型DW硅片、“零衰減”的直拉區熔硅片。
分析師也指出，12英寸大硅片由於設備和工藝差距有待國產化跨越。在國際巨頭佔據全球半導體硅片主要市場份的背景下，中國大陸半導體硅片企業佔比較小,技術較為薄弱,多數企業以生產200mm及以下半導體硅片為主,國內企300mm硅片生產能力與國外先廠商相比仍有一定的差距。目前，中環股份總產能規劃8英寸的為105萬片/月，12英寸的為62萬片/月。
光伏的未來：從發電到儲電
目前，太陽能等新能源發電所面臨的最大問題之一是發電端和需求端的不匹配，比如居民用電需求較高的晚上卻沒有太陽能。而且，我國光照資源最多的地區和用電需求最多的地區距離較遠。解決這個辦法之一就是發展儲能，將新能源發電就地變為化學能或者氫能。
陽光電源（300274.SZ）公司成立於1997年，以光伏逆變器起家，目前已經成為全球逆變器龍頭。
陽光電源相關人士對記者表示，公司主要是生產光伏設備，比如光伏逆變器、儲能系統以及水面光伏等，不生產光伏組件。
“由於在產品的質量和穩定性方面具有優勢，所以能夠受到市場認可。”對方告訴記者。
國元證券的分析師彭聰在前段時間的研究報告中介紹稱，光伏逆變器是太陽能光伏系統的心臟，主要功能為將太陽能電池組件產的直流電轉化為交流點，併入電網或供負載使用，此外還具有最大功率跟蹤功能以及最大限度發揮太陽能電池性能和光伏發電系統保護等功能。
“光伏逆變器的可靠性、安全性直接關係太陽能發電系統整體的平穩運行，其轉換效率直接影響太陽能光伏發電系統的發電效率，其使用壽命直接關係到光伏發電系統的使用年限。”彭聰認為。
憑藉高性價比、售後服務等優勢，國產逆變器逐步從國產替代變為加速出海，2012年國產逆變器在全球市佔率僅為9%，到2019年為止，國產逆變器市佔率達到58%，出貨量最高的兩家企業均為中國企業，分別是華為(22%)和陽光電源(13%)。
從2014年開始，陽光電源與三星SDI在合肥設立儲能電池和儲能電源兩個合資公司，進軍儲能業務。
彭聰分析到，儲能系統具備削峯填谷、負荷調節的功能，能夠有效提高發電效率、降低用電成本。在日漸興起的能源互聯網中，由於可再生能源與分佈式能源在大電網中的大量接入，結合微電網與電動車的普及應用，電化學儲能技術將是協調這些應用的至關重要的一環，儲能環節將成為整個能源互聯網的關鍵節點。近幾年來用户側出現多樣性需求，包括削峯填谷、5G 基站和互聯網數據中心等等，各樣的電能需求顯著拉動儲能的需求。
2020年《儲能產業研究白皮書》顯示，2019年陽光電源儲能變流器、系統集成市場出貨量均位列中國第一。截至2020年6月底，陽光電源參與的全球重大儲能系統項目超過1000個，廣泛應用在中國、美國、英國、加拿大、德國、日本、澳大利亞、印度等眾多國家，公司在海外儲能市場份額快速提升。在北美，陽光電源2019年工商業儲能市場份額為15%，2020上半年則超過了20%。
光伏儲能的另一條路是運用光伏發電制氫，將電轉化成氫能。陽光電源對記者表示：“目前公司在光伏制氫方面還處於研發階段。”
陽光電源2019年成立了氫能事業部，並在自己的陽光產業園投建了一個多模式制氫系統示範基地，其中包括光伏系統、儲能系統、制氫裝置和氫燃料電池發電系統。目前公司已簽訂數個光伏制氫示範項目，並在持續加大研發投入。
彭聰認為，氫氣需求巨大，遠期需求可達6000萬噸。根據中國氫能聯盟的預計，到2030 年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，能源體系消費額佔比達到5%；到2050年氫能在中國終端能源體系佔比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，產業鏈年產值12萬億元。
“風能光能電解水制氫是中長期最佳氫氣來源。”彭聰表示，我國制氫成本較低，制氫路線包括化石燃料制氫、電解水制氫、工業副產氫、可再生能源制氫等。其中最佳制氫方式是可再生能源電解水製取綠氫。一方面可極大地消除氫氣生產過程中的碳排放問題，構建真正潔淨的新型能源體系；另一方面隨着太陽能和風能的存儲需求顯著增長，短週期儲能無法滿足電力系統穩定運行，由可再生能源產生的大量氫氣與儲氫技術相結合，可以為電力系統提供長期的季節性儲能。
以光伏為例，當太陽能發電充足但無法上網、需要“棄光”時，利用光伏發電將水電解制成氫氣(和氧氣)，將氫氣儲存起來。當需要電能時，將儲存的氫氣通過不同方式(內燃機、燃料電池或其他方式)轉換為電能輸送上網，或者直接用於氫能汽車的行駛。
經濟觀察網 記者 李靖恆
編輯/樊宏偉