光伏，碳中和“中軍”：休息是為了更好的出發

編者按：本文來自微信公眾號“錦緞”（ID:jinduan006），作者：潮落竹生，36氪經授權發佈。

作者潮落竹生，在雪球設有同名專欄。本文系基於公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構成任何投資建議。

本輪光伏板塊的調整幅度令人心碎。短短一個多月光景，直奔腰斬、一地雞毛。説好的確定性最強的賽道，就這麼中道崩殂了？

別慌。作為“碳中和”的中軍先鋒，以隆基股份等為首的光伏軍團自2020年中啓動第一波主升，已一路矇眼狂奔18個月，均值迴歸是必然現象，同時適當將主角光環雨露均霑給接駁板塊更是一種“美德”——所謂百花齊放才是春。

關於光伏，實際上，未來十幾二十年的美好幾已註定。一個時期的休息盤整，是為了更好的出發。

本文作為我們“碳中和”系列的第三篇，暫將主角從儲能轉回光伏，一則它確是不可繞過的主題，二則也為處於晦暗狀態的光伏板塊投資者打打氣。

本文核心在於討論三個問題:

一是光伏在碳中和道路上的地位如何，為什麼他比風電、核電、水電更好？

二是光伏市場空間有多大，怎麼實現規模化？

三是簡評下那些值得關注的公司。

以下進入正文。

工業革命以來的一百多年裏，人類活動讓大氣中的二氧化碳濃度相對於工業革命之前的水平提高了47%，比自然環境下2萬年時間能增加的濃度還多，全球平均氣温也升高超過1.2℃。

因此帶來了冰川融化、洪水和乾旱頻繁、蚊蟲疾病加劇、呼吸道疾病增加等問題，氣温升高還顯著降低了農作物生長速度，氣温每上升1℃，農作物產量就將降低10%。所以，由二氧化碳等温室氣體排放引起的全球氣候變化已經成為本世紀人類面臨的最大挑戰之一。

緊迫局勢下，《巴黎協定》應運而生，協定的長期目標是將全球平均氣温較前工業化時期上升幅度控制在2攝氏度以內，並努力將温度上升幅度限制在1.5攝氏度以內。

在《巴黎協定》的框架下，到本世紀中葉實現碳中和就成為了全球應對氣候變化的最根本的舉措。

截至2020年底，全球共有44個國家和經濟體正式宣佈碳中和目標，美國新任總統拜登在上任第一天就簽署行政令讓美國重返《巴黎協定》，並計劃設定2050年之前實現碳中和。

中國則在2020年9月22日的第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣佈，將提高國家自主貢獻力度，採取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭於2030年前達到峯值，努力爭取2060年前實現碳中和。

根據世界資源研究所（WRI）數據，2017年能源活動排放量佔全球温室氣體總排放量的73%，是全球氣候變化的罪魁禍首。而能源排放活動中，發電和供熱行業排放佔全球温室氣體排放比重最高，達到30.4%，在中國，這一數字甚至高達41.6%。

因此，要實現碳中和，能源活動領域的零碳燃料替代是主要內容。

所謂零碳燃料，即在能源生產、使用過程中不增加二氧化碳的排放，常見的有太陽能、風能、潮汐能、核能、沼氣等。

如今，煤炭、石油、天然氣仍然是全球主要的能源消費，佔比85%，零碳清潔能源佔比小，太陽能和風能加起來不到5%。

根據《BP世界能源展望》對全球碳排放做出三種場景下的假設，包括一切如常場景、快速轉型場景、淨零場景，每種假設都對應着不同的碳排放變化結果和能源構成變化。

不管是哪種場景，近幾年碳排放將會達到頂峯都幾乎是確定的，在2050年，上圖中橙色的可再生能源佔比都呈現巨幅增長。並且在可預見時期內，碳中和發展越快，力度越大，時間越長，可再生能源佔比越高。

從能源的使用上看，電能、熱能、液體燃料是三種最重要的能源終端形式。想要合理使用零碳能源，最佳方法就是轉化為電力。

因為電力容易做到“標準化”和“可控化”，有着節能、清潔、高利用效率等優點，同時也是目前實現碳中和成本最低、最為成熟的技術路徑。所以電力的應用必然是越來越廣泛，根據世界能源署（IEA）測算，到2050年，全球電力消費量將是目前的2.5倍，屆時，電力將佔全球終端用能的一半。

那麼，使用太陽能、風能、核能等零碳燃料發電，促進電力的綠色轉型便成為實現碳中和的核心所在。

在碳中和的條件下，若要滿足未來新增的電力需求，國際可再生能源署（IRENA）預計2050年全球電力消費中約有86%的電力來自非化石能源（可再生能源和核能），意味着未來30年全球可再生能源平均年度新增裝機規模需達到700GW，是2019年新增裝機容量的4倍。

哪種零碳能源可以擔此大任呢？

我們首先在優先級上將水電和核能放在劣後位置。

水力發電初看很清潔，實際上會產生諸多問題。首先是水庫運行引起的徑流、水温、泥沙的大規模變化對於部分魚類生存是不利的；其次是修建大壩將產生地質災害、安全性、移民等問題；

最後從碳排放的角度來看，水庫蓄水時水中好氧微生物的分解會產生CO2，水中產甲烷菌活動、消落帶植被腐爛會產生CH4，這些都是不可忽視的温室氣體來源，華盛頓州的研究者通過調研全球267個水壩和水庫的200份有關氣體排放的研究，結論是每年從水壩和水庫排放的甲烷大約相當於十億噸二氧化碳排放，佔總人為產生温室氣體的1.3%。

核能，極有可能在更久遠的未來，成為人類的最佳能源。但是目前核電存在着核安全和核廢料的擔憂，核廢料具有極強烈的放射性，處置成本大、技術要求高。我們距離“可控核聚變”技術的成熟，國際科學界主流觀點是可能還需要半個世紀之久，因而不能作為實現2050碳中和的能源。

所以，太陽能和風能發電成為碳中和目標的唯二候選人，被寄予厚望。

我們先來看看太陽能和風能是如何發電的。

太陽能的發電原理是半導體PN結的“光生伏特效應”，即我們口中的光伏發電。

半導體介於易導電金屬與絕緣體之間，其中“硅”具有地殼含量大、性質穩定、提純技術成熟的優點，所以高純度硅材料成為光伏發電的主流產品。P型硅與N型硅就不過多介紹，只需要知道在硅晶體中，當N型硅和P型硅緊接在一起時，將它們的交界處稱為PN結。

當光照射在PN結上時，產生“電子——空穴對”，受內建電場的吸引，電子流入N區，空穴流入P區，結果使得N區儲存了過剩的電子，P區有過剩的空穴，它們在PN結附近形成與勢壘方向相反的光生電場。光生電場除了部分抵消勢壘電場的作用外，還使P區帶正電，N區帶負電，在N區和P區之間的薄層就產生電動勢，即光生伏特效應。此時，若在電池外接一根導線，電子就會從N型硅沿着外部導線向P型硅跑去，從而就產生了電流。

風力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發電機發電。即把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電能。

可以看出，光伏與風電共同點在於取之不盡、清潔安全，完美符合人類當前對於能源的需求。還有個極其關鍵的一點，那就是成本低，這才是他們實現規模化的核心，我們後文會重點探究。

問題又來了，光伏和風電誰更有前景呢？這要通過分析他們的差異來思考。

通過前面介紹的發電原理，光伏是半導體電子技術，風電偏向機械製造，所以光伏技術迭代更快，降本能力也就更強。據IRENA測算，全球光伏發電成本在過去十年間累計下降了82%，遠高於全球陸上和海上風電過去十年下降的39%和24%，且隨着硅片、電池片等技術的提升，未來太陽能光伏的發電成本有望繼續大幅降低。

另外，光伏需要在光照強度達到一定程度才能發電，風電需要看當地風力強度發電，相比而言，風電更不穩定，應用場景略顯單一，“to B”屬性強。光伏則更容易深入千家萬户，從發電側到用電側，從城市到農村，從工廠到家庭。

光能的儲量不用擔心天花板問題，若地球表面0.1%的面積覆蓋光伏系統，按照5%的光電轉化率，發電量高達（5.6×10的12次方）kW·h/年，為世界年消耗能源的40倍。

最後，從我國實際的股票投資機會來説，在風電市場份額和核心技術方面，維斯塔斯、西門子、GE等國外巨頭仍然舉足輕重。反觀光伏，中國光伏新增裝機連續7年位居全球首位，累計裝機連續5年位居全球首位，在產業鏈不同環節TOP10中，中國光伏企業都佔據了絕大多數。後文會再聊中國產業鏈公司。

從側面看，越來越多的頂級投資機構和投資人正加速進入光伏，如高瓴資本以158億取得隆基股份6%股份，易方達、睿遠、高瓴等獲配通威股份定增項目等等。風電則鮮有所聞。

近十年，光伏與風電裝機都實現了穩定增長，但是光伏的增長趨勢顯然更快。

通過一層層的探究，我們得出結論：光伏發電優勢顯著，在可控核聚變技術成熟之前是所有能源品種中最理想的，是促進電力綠色轉型的最佳選擇，是未來三十年世界實現碳中和目標的希望之光。

下面我們來討論遺留的兩個問題。即光伏為什麼可以實現規模化？中國有哪些光伏產業鏈的公司值得關注？

我國光伏發展經歷了五個階段。

初步導入期：1997年12月《京都議定書》獲得通過，德國、美國等發佈相關扶持可再生能源計劃，以天合光能為代表的中國第一批光伏企業應運而生。

快速發展期：在歐美光伏政策的刺激下，中國光伏製造業利用國外的市場、技術、資本，迅速形成規模。全國先後建立了幾十個光伏產業園，太陽能電池產量年均複合增速高達143.72%。2010年我國太陽能電池產量佔全球份額的56.86%。

產業挫折期：前幾年的狂熱實際造成了大量產能過剩，且九成以上的原材料依賴進口，因此在2008年金融危機的衝擊下，歐盟開始降低政策支持力度，需求端逐漸疲軟，又疊加美國和歐盟對中國光伏企業的“雙反”調查，國內光伏產業受到沉重打擊。

國家補貼期：2012年12月，國務院常務會議確定了促進光伏產業發展的五項措施，2013年8月，《關於發揮價格槓桿作用促進光伏產業健康發展的通知》正式下發，實行三類資源區光伏上網電價及分佈式光伏度電補貼。由此我國光伏需求由國外轉向國內，企業經營得以好轉。

在上述的前四個時期，光伏的發展與政策息息相關，政策力度大產業發展就快，但是補貼只能作為一個輔助，不是長遠之計。2020年開始，補貼退出，而光伏技術進步帶來的成本降低真正實現了平價化，帶來光伏大規模發電的時代。

所以光伏的規模化可以總結為：從扶持中來，到平價中去。降本增效才是最大驅動力。

光伏平價可以分為發電側平價和用電側平價。國內目前成本最低、利用最廣的電力來源為煤電，因此光伏在我國實現發電側平價的條件可以理解為光伏發電成本達到煤電水平，用電側平價更好理解，只需光伏發電成本低於售電價格。

這裏我們首先引入LCOE，即度電成本的概念。

度電成本，指能源項目在全生命週期中的各項成本和費用支出的現值和除以全生命週期發電量的現值，是用來衡量能源項目經濟性的主要指標。因此，當光伏的度電成本不斷降低到低於基荷電源（通常為燃煤發電）的上網價格時，便可以不依賴政府補貼即可實現盈虧平衡，實現“平價上網”。

過去的十年間，光伏產品不斷提高光電轉化效率，同時降低製造成本。自2011年至今，我國多晶硅電池的硅片、電池片和組件價格分別降低93%、90%和85%；單晶電池的硅片、電池片和組件價格也分別降低86%、87%和84%。

因此，LCOE度電價格也呈現下降趨勢。

我國脱硫燃煤電價平均值為0.3624元/度。2019年，全國光伏的年均利用小時數為1169小時，光伏電站建設成本4.5元/W，此時度電成本為0.44元/度，所以我國各省、市已基本實現用電側平價。

目前，光伏電站建設成本平均可以達到3.5元/W左右，度電成本也降低到0.36元/度，我國半數的省和地區基本實現與煤電基準價同價，發電側平價正處於進行時。

後續隨着光伏產業鏈各環節效率提升和成本下降，度電成本會越來越低。根據IRENA預計，光伏的全球加權平均LCOE到2030年將降至0.04美元/千瓦時，與2018年相比降幅達58%，繼續保持成本優勢。其實從全球範圍看，2025年光伏發電成本就將全面低於煤炭發電成本。

經濟性帶來規模化。根據CPIA的數據作上圖，在保守與樂觀兩種預測條件下，未來五年內全球新增裝機每年平均增長率約為16%與21%。從長期市場空間來説，光伏的成長期還將長達20-30年。

為什麼呢？因為2019年全球光伏發電量佔全球總髮電量的比重僅2.68%，國內為2.99%，就算是走在前面的意大利、德國等歐洲國家也不過8%左右，未來光伏發展的空間和潛力仍然較大。

聚焦國內細看，根據聯合國馬德里氣候變化大會的《中國2050年光伏發展展望》，從2020年至2025年這一階段開始，中國光伏將啓動加速部署；2025年至2035年，中國光伏將進入規模化加速部署時期；到2050年，光伏將成為中國第一大電源，約佔當年全國用電量的40%左右，即還有十幾倍空間。

最後一個問題是中國在光伏產業鏈上實力強嗎，有哪些值得關注的公司？

中國的光伏產業鏈實力毫無疑問是具有極強國際競爭力的。

首先，光伏製造的各個主要環節產量中國均超過全球總和的六成以上，且比例仍在持續提升；

其次，根據PBL挪威環評機構的數據，2018年碳排放量前五的國家和地區依次為中國（26%）、美國（13%）、歐盟（8%）、印度（7%）和俄羅斯（5%），我國碳排放問題重，光伏產業機會大，並且我國光伏發電新增裝機已經連續6年全球第一，累計裝機規模連續4年位居全球第一；

我國在產業技術上也一直全球領先，PERC、HJT等電池轉換效率與產業化進程穩步推進；

最後，由於完善的配套環境、相對低廉的要素成本，以及產業規模效應，我國光伏產品的製造成本一直處於全球最低水平。

中國光伏產業鏈公司眾多，可探討的點更是不勝枚舉，本文只能先對值得關注的企業進行一個簡單概括與梳理。後續系列文章會選取部分龍頭公司深入探究。

光伏產業總體可以分為硅料、硅片、電池片、組件和系統五大環節。光伏設備主要集中在製作硅片、電池片及組件。

硅料環節是將硅礦多次提純為Si純度為99.99%-99.9999%的太陽能級多晶硅。可以重點關注龍頭通威股份與保利協鑫。

硅片環節分為兩大部分，單晶硅片與多晶硅片。硅片技術含量不高，屬於資本密集型。單晶硅電池具有高電池轉換率和良好的穩定性，且隨着金剛線切割技術的大規模應用，單多晶硅片的成本差距逐漸縮小。因此單晶替代多晶是很明顯的趨勢，單晶硅片的產能正在快速擴大，可以關注單晶硅片雙龍頭隆基股份、中環股份。

電池片是光伏產業鏈最核心環節，主要通過太陽能級硅片通過制絨清洗、擴散制結、硅片刻蝕等一系列工藝生產流程製成，對下游應用的性能以及成本有着至關重要的作用，屬於資本與技術密集型。

PERC電池是當下的主流，不過異質結電池HJT具有標準硅基太陽能電池優異的光吸收性能和非晶硅薄膜的鈍化特性，工藝簡單，性能優異，未來很可能會隨着成本的下降成為主流。可以重點關注HJT設備供應公司捷佳偉創、邁為股份、帝爾激光、晶盛機電等。

光伏組件環節的企業可以分為垂直一體化組件廠商和專業組件廠商，全球前五大組件廠商晶科、隆基、天合、晶澳、阿特斯均採取的是一體化佈局，以此實現降低成本、自控品質、提高效率。可以關注幾大龍頭隆基股份、天合光能、晶澳科技、中環股份等。

其實，在光伏的幾大環節都存在馬太效應，頭部企業憑藉自身的技術及成本優勢不斷擴大規模，強者恆強，產業集中度不斷提高。

在其他細分環節和部件中，還有很多值得研究的公司，例如EVA膠膜寡頭福斯特，光伏玻璃雙龍頭信義光能、福萊特等等。

無論是光伏去年漲幅大，還是近期深調整，都阻擋不了行業趨勢，優質股一定存在諸多投資機會。值得深入研究、持續關注。

部分資料來自Wind、同花順、券商研報、公司財報、招股説明書、調研紀要、百度百科、知乎、高瓴產業與創新研究院、碳交易網、證券財經類媒體、學術期刊、公司官網、公眾號等。僅供討論交流，不構成任何投資建議。