光伏，碳中和“中軍”：休息是為了更好的出發(fā)

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。說好的確定性最強的賽道，就這么中道崩殂了?

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年中啟動第一波主升，已一路蒙眼狂奔18個月，均值回歸是必然現(xiàn)象，同時適當將主角光環(huán)雨露均沾給接駁板塊更是一種“美德”——所謂百花齊放才是春。

關于光伏，實際上，未來十幾二十年的美好幾已注定。一個時期的休息盤整，是為了更好的出發(fā)。

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，二則也為處于晦暗狀態(tài)的光伏板塊投資者打打氣。

本文核心在于討論三個問題:

一是光伏在碳中和道路上的地位如何，為什么他比風電、核電、水電更好?

二是光伏市場空間有多大，怎么實現(xiàn)規(guī)?；?

三是簡評下那些值得關注的公司。

以下進入正文。

工業(yè)革命以來的一百多年里，人類活動讓大氣中的二氧化碳濃度相對于工業(yè)革命之前的水平提高了47%，比自然環(huán)境下2萬年時間能增加的濃度還多，全球平均氣溫也升高超過1.2℃。

因此帶來了冰川融化、洪水和干旱頻繁、蚊蟲疾病加劇、呼吸道疾病增加等問題，氣溫升高還顯著降低了農作物生長速度，氣溫每上升1℃，農作物產(chǎn)量就將降低10%。所以，由二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變化已經(jīng)成為本世紀人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

緊迫局勢下，《巴黎協(xié)定》應運而生，協(xié)定的長期目標是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在2攝氏度以內，并努力將溫度上升幅度限制在1.5攝氏度以內。

在《巴黎協(xié)定》的框架下，到本世紀中葉實現(xiàn)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(jīng)濟體正式宣布碳中和目標，美國新任總統(tǒng)拜登在上任第一天就簽署行政令讓美國重返《巴黎協(xié)定》，并計劃設定2050年之前實現(xiàn)碳中和。

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

根據(jù)世界資源研究所(WRI)數(shù)據(jù)，2017年能源活動排放量占全球溫室氣體總排放量的73%，是全球氣候變化的罪魁禍首。而能源排放活動中，發(fā)電和供熱行業(yè)排放占全球溫室氣體排放比重最高，達到30.4%，在中國，這一數(shù)字甚至高達41.6%。

因此，要實現(xiàn)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(chǎn)、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，占比85%，零碳清潔能源占比小，太陽能和風能加起來不到5%。

根據(jù)《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、凈零場景，每種假設都對應著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峰都幾乎是確定的，在2050年，上圖中橙色的可再生能源占比都呈現(xiàn)巨幅增長。并且在可預見時期內，碳中和發(fā)展越快，力度越大，時間越長，可再生能源占比越高。

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”，有著節(jié)能、清潔、高利用效率等優(yōu)點，同時也是目前實現(xiàn)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(jù)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，電力將占全球終端用能的一半。

那么，使用太陽能、風能、核能等零碳燃料發(fā)電，促進電力的綠色轉型便成為實現(xiàn)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)，意味著未來30年全球可再生能源平均年度新增裝機規(guī)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(yōu)先級上將水電和核能放在劣后位置。

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

最后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(chǎn)生CO2，水中產(chǎn)甲烷菌活動、消落帶植被腐爛會產(chǎn)生CH4，這些都是不可忽視的溫室氣體來源，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于十億噸二氧化碳排放，占總人為產(chǎn)生溫室氣體的1.3%。

核能，極有可能在更久遠的未來，成為人類的最佳能源。但是目前核電存在著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(xiàn)2050碳中和的能源。

所以，太陽能和風能發(fā)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(fā)電的。

太陽能的發(fā)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(fā)電。

半導體介于易導電金屬與絕緣體之間，其中“硅”具有地殼含量大、性質穩(wěn)定、提純技術成熟的優(yōu)點，所以高純度硅材料成為光伏發(fā)電的主流產(chǎn)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(chǎn)生“電子——空穴對”，受內建電場的吸引，電子流入N區(qū)，空穴流入P區(qū)，結果使得N區(qū)儲存了過剩的電子，P區(qū)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(qū)帶正電，N區(qū)帶負電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)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型硅沿著外部導線向P型硅跑去，從而就產(chǎn)生了電流。

風力發(fā)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(fā)電機發(fā)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于取之不盡、清潔安全，完美符合人類當前對于能源的需求。還有個極其關鍵的一點，那就是成本低，這才是他們實現(xiàn)規(guī)模化的核心，我們后文會重點探究。

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(fā)電原理，光伏是半導體電子技術，風電偏向機械制造，所以光伏技術迭代更快，降本能力也就更強。據(jù)IRENA測算，全球光伏發(fā)電成本在過去十年間累計下降了82%，遠高于全球陸上和海上風電過去十年下降的39%和24%，且隨著硅片、電池片等技術的提升，未來太陽能光伏的發(fā)電成本有望繼續(xù)大幅降低。

另外，光伏需要在光照強度達到一定程度才能發(fā)電，風電需要看當?shù)仫L力強度發(fā)電，相比而言，風電更不穩(wěn)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戶，從發(fā)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(tǒng)，按照5%的光電轉化率，發(fā)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。

最后，從我國實際的股票投資機會來說，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(xù)7年位居全球首位，累計裝機連續(xù)5年位居全球首位，在產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)TOP10中，中國光伏企業(yè)都占據(jù)了絕大多數(shù)。后文會再聊中國產(chǎn)業(yè)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(xiàn)了穩(wěn)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(fā)電優(yōu)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(xiàn)碳中和目標的希望之光。

下面我們來討論遺留的兩個問題。即光伏為什么可以實現(xiàn)規(guī)模化?中國有哪些光伏產(chǎn)業(yè)鏈的公司值得關注?

我國光伏發(fā)展經(jīng)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(fā)布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(yè)應運而生。

快速發(fā)展期：在歐美光伏政策的刺激下，中國光伏制造業(yè)利用國外的市場、技術、資本，迅速形成規(guī)模。全國先后建立了幾十個光伏產(chǎn)業(yè)園，太陽能電池產(chǎn)量年均復合增速高達143.72%。2010年我國太陽能電池產(chǎn)量占全球份額的56.86%。

產(chǎn)業(yè)挫折期：前幾年的狂熱實際造成了大量產(chǎn)能過剩，且九成以上的原材料依賴進口，因此在2008年金融危機的沖擊下，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(yè)的“雙反”調查，國內光伏產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的五項措施，2013年8月，《關于發(fā)揮價格杠桿作用促進光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》正式下發(fā)，實行三類資源區(qū)光伏上網(wǎng)電價及分布式光伏度電補貼。由此我國光伏需求由國外轉向國內，企業(yè)經(jīng)營得以好轉。

在上述的前四個時期，光伏的發(fā)展與政策息息相關，政策力度大產(chǎn)業(yè)發(fā)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(xiàn)了平價化，帶來光伏大規(guī)模發(fā)電的時代。

所以光伏的規(guī)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(fā)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(xiàn)發(fā)電側平價的條件可以理解為光伏發(fā)電成本達到煤電水平，用電側平價更好理解，只需光伏發(fā)電成本低于售電價格。

這里我們首先引入LCOE，即度電成本的概念。

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

過去的十年間，光伏產(chǎn)品不斷提高光電轉化效率，同時降低制造成本。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(xiàn)下降趨勢。

我國脫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(shù)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(xiàn)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(shù)的省和地區(qū)基本實現(xiàn)與煤電基準價同價，發(fā)電側平價正處于進行時。

后續(xù)隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)效率提升和成本下降，度電成本會越來越低。根據(jù)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(xù)保持成本優(yōu)勢。其實從全球范圍看，2025年光伏發(fā)電成本就將全面低于煤炭發(fā)電成本。

經(jīng)濟性帶來規(guī)?；?。根據(jù)CPIA的數(shù)據(jù)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%。從長期市場空間來說，光伏的成長期還將長達20-30年。

為什么呢?因為2019年全球光伏發(fā)電量占全球總發(fā)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(fā)展的空間和潛力仍然較大。

聚焦國內細看，根據(jù)聯(lián)合國馬德里氣候變化大會的《中國2050年光伏發(fā)展展望》，從2020年至2025年這一階段開始，中國光伏將啟動加速部署;2025年至2035年，中國光伏將進入規(guī)?；铀俨渴饡r期;到2050年，光伏將成為中國第一大電源，約占當年全國用電量的40%左右，即還有十幾倍空間。

最后一個問題是中國在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上實力強嗎，有哪些值得關注的公司?

中國的光伏產(chǎn)業(yè)鏈實力毫無疑問是具有極強國際競爭力的。

首先，光伏制造的各個主要環(huán)節(jié)產(chǎn)量中國均超過全球總和的六成以上，且比例仍在持續(xù)提升;

其次，根據(jù)PBL挪威環(huán)評機構的數(shù)據(jù)，2018年碳排放量前五的國家和地區(qū)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(chǎn)業(yè)機會大，并且我國光伏發(fā)電新增裝機已經(jīng)連續(xù)6年全球第一，累計裝機規(guī)模連續(xù)4年位居全球第一;

我國在產(chǎn)業(yè)技術上也一直全球領先，PERC、HJT等電池轉換效率與產(chǎn)業(yè)化進程穩(wěn)步推進;

最后，由于完善的配套環(huán)境、相對低廉的要素成本，以及產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應，我國光伏產(chǎn)品的制造成本一直處于全球最低水平。

中國光伏產(chǎn)業(yè)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(yè)進行一個簡單概括與梳理。后續(xù)系列文章會選取部分龍頭公司深入探究。

光伏產(chǎn)業(yè)總體可以分為硅料、硅片、電池片、組件和系統(tǒng)五大環(huán)節(jié)。光伏設備主要集中在制作硅片、電池片及組件。

硅料環(huán)節(jié)是將硅礦多次提純?yōu)镾i純度為99.99%-99.9999%的太陽能級多晶硅?？梢灾攸c關注龍頭通威股份與保利協(xié)鑫。

硅片環(huán)節(jié)分為兩大部分，單晶硅片與多晶硅片。硅片技術含量不高，屬于資本密集型。單晶硅電池具有高電池轉換率和良好的穩(wěn)定性，且隨著金剛線切割技術的大規(guī)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(chǎn)能正在快速擴大，可以關注單晶硅片雙龍頭隆基股份、中環(huán)股份。

電池片是光伏產(chǎn)業(yè)鏈最核心環(huán)節(jié)，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(chǎn)流程制成，對下游應用的性能以及成本有著至關重要的作用，屬于資本與技術密集型。

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(yōu)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(yōu)異，未來很可能會隨著成本的下降成為主流?？梢灾攸c關注HJT設備供應公司捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、帝爾激光、晶盛機電等。

光伏組件環(huán)節(jié)的企業(yè)可以分為垂直一體化組件廠商和專業(yè)組件廠商，全球前五大組件廠商晶科、隆基、天合、晶澳、阿特斯均采取的是一體化布局，以此實現(xiàn)降低成本、自控品質、提高效率?？梢躁P注幾大龍頭隆基股份、天合光能、晶澳科技、中環(huán)股份等。

其實，在光伏的幾大環(huán)節(jié)都存在馬太效應，頭部企業(yè)憑借自身的技術及成本優(yōu)勢不斷擴大規(guī)模，強者恒強，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高。

在其他細分環(huán)節(jié)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(yè)趨勢，優(yōu)質股一定存在諸多投資機會。值得深入研究、持續(xù)關注。

部分資料來自Wind、同花順、券商研報、公司財報、招股說明書、調研紀要、百度百科、知乎、高瓴產(chǎn)業(yè)與創(chuàng)新研究院、碳交易網(wǎng)、證券財經(jīng)類媒體、學術期刊、公司官網(wǎng)、公眾號等。僅供討論交流，不構成任何投資建議。