工業(yè)革命以來的一百多年里，人類活動(dòng)讓大氣中的二氧化碳濃度相對(duì)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(shí)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(nóng)作物生長(zhǎng)速度，氣溫每上升1℃，農(nóng)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(jì)人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

緊迫局勢(shì)下，《巴黎協(xié)定》應(yīng)運(yùn)而生，協(xié)定的長(zhǎng)期目標(biāo)是將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2攝氏度以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5攝氏度以內(nèi)。

在《巴黎協(xié)定》的框架下，到本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)碳中和就成為了全球應(yīng)對(duì)氣候變化的最根本的舉措。

截至2020年底，全球共有44個(gè)國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體正式宣布碳中和目標(biāo)，美國(guó)新任總統(tǒng)拜登在上任第一天就簽署行政令讓美國(guó)重返《巴黎協(xié)定》，并計(jì)劃設(shè)定2050年之前實(shí)現(xiàn)碳中和。

中國(guó)則在2020年9月22日的第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布，將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)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(dòng)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?zhǔn)?。而能源排放活?dòng)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(dá)到30.4%，在中國(guó)，這一數(shù)字甚至高達(dá)41.6%。

因此，要實(shí)現(xiàn)碳中和，能源活動(dòng)領(lǐng)域的零碳燃料替代是主要內(nèi)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(yáng)能、風(fēng)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(fèi)，占比85%，零碳清潔能源占比小，太陽(yáng)能和風(fēng)能加起來不到5%。

根據(jù)《BP世界能源展望》對(duì)全球碳排放做出三種場(chǎng)景下的假設(shè)，包括一切如常場(chǎng)景、快速轉(zhuǎn)型場(chǎng)景、凈零場(chǎng)景，每種假設(shè)都對(duì)應(yīng)著不同的碳排放變化結(jié)果和能源構(gòu)成變化。

不管是哪種場(chǎng)景，近幾年碳排放將會(huì)達(dá)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(zhǎng)。并且在可預(yù)見時(shí)期內(nèi)，碳中和發(fā)展越快，力度越大，時(shí)間越長(zhǎng)，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(zhuǎn)化為電力。

因?yàn)殡娏θ菀鬃龅健皹?biāo)準(zhǔn)化”和“可控化”，有著節(jié)能、清潔、高利用效率等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也是目前實(shí)現(xiàn)碳中和成本最低、最為成熟的技術(shù)路徑。所以電力的應(yīng)用必然是越來越廣泛，根據(jù)世界能源署（IEA）測(cè)算，到2050年，全球電力消費(fèi)量將是目前的2.5倍，屆時(shí)，電力將占全球終端用能的一半。

那么，使用太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等零碳燃料發(fā)電，促進(jìn)電力的綠色轉(zhuǎn)型便成為實(shí)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(guó)際可再生能源署（IRENA）預(yù)計(jì)2050年全球電力消費(fèi)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(jī)規(guī)模需達(dá)到700GW，是2019年新增裝機(jī)容量的4倍。

哪種零碳能源可以擔(dān)此大任呢？

我們首先在優(yōu)先級(jí)上將水電和核能放在劣后位置。

水力發(fā)電初看很清潔，實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生諸多問題。首先是水庫(kù)運(yùn)行引起的徑流、水溫、泥沙的大規(guī)模變化對(duì)于部分魚類生存是不利的；其次是修建大壩將產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害、安全性、移民等問題；

最后從碳排放的角度來看，水庫(kù)蓄水時(shí)水中好氧微生物的分解會(huì)產(chǎn)生CO2，水中產(chǎn)甲烷菌活動(dòng)、消落帶植被腐爛會(huì)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(diào)研全球267個(gè)水壩和水庫(kù)的200份有關(guān)氣體排放的研究，結(jié)論是每年從水壩和水庫(kù)排放的甲烷大約相當(dāng)于十億噸二氧化碳排放，占總?cè)藶楫a(chǎn)生溫室氣體的1.3%。

核能，極有可能在更久遠(yuǎn)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(dān)憂，核廢料具有極強(qiáng)烈的放射性，處置成本大、技術(shù)要求高。我們距離“可控核聚變”技術(shù)的成熟，國(guó)際科學(xué)界主流觀點(diǎn)是可能還需要半個(gè)世紀(jì)之久，因而不能作為實(shí)現(xiàn)2050碳中和的能源。

所以，太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電成為碳中和目標(biāo)的唯二候選人，被寄予厚望。

我們先來看看太陽(yáng)能和風(fēng)能是如何發(fā)電的。

太陽(yáng)能的發(fā)電原理是半導(dǎo)體PN結(jié)的“光生伏特效應(yīng)”，即我們口中的光伏發(fā)電。

半導(dǎo)體介于易導(dǎo)電金屬與絕緣體之間，其中“硅”具有地殼含量大、性質(zhì)穩(wěn)定、提純技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，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(dāng)N型硅和P型硅緊接在一起時(shí)，將它們的交界處稱為PN結(jié)。

當(dāng)光照射在PN結(jié)上時(shí)，產(chǎn)生“電子——空穴對(duì)”，受內(nèi)建電場(chǎng)的吸引，電子流入N區(qū)，空穴流入P區(qū)，結(jié)果使得N區(qū)儲(chǔ)存了過剩的電子，P區(qū)有過剩的空穴，它們?cè)赑N結(jié)附近形成與勢(shì)壘方向相反的光生電場(chǎng)。光生電場(chǎng)除了部分抵消勢(shì)壘電場(chǎng)的作用外，還使P區(qū)帶正電，N區(qū)帶負(fù)電，在N區(qū)和P區(qū)之間的薄層就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，即光生伏特效應(yīng)。此時(shí)，若在電池外接一根導(dǎo)線，電子就會(huì)從N型硅沿著外部導(dǎo)線向P型硅跑去，從而就產(chǎn)生了電流。

風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。即把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

可以看出，光伏與風(fēng)電共同點(diǎn)在于取之不盡、清潔安全，完美符合人類當(dāng)前對(duì)于能源的需求。還有個(gè)極其關(guān)鍵的一點(diǎn)，那就是成本低，這才是他們實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的核心，我們后文會(huì)重點(diǎn)探究。

問題又來了，光伏和風(fēng)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(dǎo)體電子技術(shù)，風(fēng)電偏向機(jī)械制造，所以光伏技術(shù)迭代更快，降本能力也就更強(qiáng)。據(jù)IRENA測(cè)算，全球光伏發(fā)電成本在過去十年間累計(jì)下降了82%，遠(yuǎn)高于全球陸上和海上風(fēng)電過去十年下降的39%和24%，且隨著硅片、電池片等技術(shù)的提升，未來太陽(yáng)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(qiáng)度達(dá)到一定程度才能發(fā)電，風(fēng)電需要看當(dāng)?shù)仫L(fēng)力強(qiáng)度發(fā)電，相比而言，風(fēng)電更不穩(wěn)定，應(yīng)用場(chǎng)景略顯單一，“to B”屬性強(qiáng)。光伏則更容易深入千家萬戶，從發(fā)電側(cè)到用電側(cè)，從城市到農(nóng)村，從工廠到家庭。

光能的儲(chǔ)量不用擔(dān)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(zhuǎn)化率，發(fā)電量高達(dá)（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(guó)實(shí)際的股票投資機(jī)會(huì)來說，在風(fēng)電市場(chǎng)份額和核心技術(shù)方面，維斯塔斯、西門子、GE等國(guó)外巨頭仍然舉足輕重。反觀光伏，中國(guó)光伏新增裝機(jī)連續(xù)7年位居全球首位，累計(jì)裝機(jī)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(guó)光伏企業(yè)都占據(jù)了絕大多數(shù)。后文會(huì)再聊中國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈公司。

從側(cè)面看，越來越多的頂級(jí)投資機(jī)構(gòu)和投資人正加速進(jìn)入光伏，如高瓴資本以158億取得隆基股份6%股份，易方達(dá)、睿遠(yuǎn)、高瓴等獲配通威股份定增項(xiàng)目等等。風(fēng)電則鮮有所聞。

近十年，光伏與風(fēng)電裝機(jī)都實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定增長(zhǎng)，但是光伏的增長(zhǎng)趨勢(shì)顯然更快。

通過一層層的探究，我們得出結(jié)論：光伏發(fā)電優(yōu)勢(shì)顯著，在可控核聚變技術(shù)成熟之前是所有能源品種中最理想的，是促進(jìn)電力綠色轉(zhuǎn)型的最佳選擇，是未來三十年世界實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的希望之光。

下面我們來討論遺留的兩個(gè)問題。即光伏為什么可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?？中國(guó)有哪些光伏產(chǎn)業(yè)鏈的公司值得關(guān)注？

我國(guó)光伏發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)階段。

初步導(dǎo)入期：1997年12月《京都議定書》獲得通過，德國(guó)、美國(guó)等發(fā)布相關(guān)扶持可再生能源計(jì)劃，以天合光能為代表的中國(guó)第一批光伏企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。

快速發(fā)展期：在歐美光伏政策的刺激下，中國(guó)光伏制造業(yè)利用國(guó)外的市場(chǎng)、技術(shù)、資本，迅速形成規(guī)模。全國(guó)先后建立了幾十個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)園，太陽(yáng)能電池產(chǎn)量年均復(fù)合增速高達(dá)143.72%。2010年我國(guó)太陽(yáng)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(shí)際造成了大量產(chǎn)能過剩，且九成以上的原材料依賴進(jìn)口，因此在2008年金融危機(jī)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(guó)和歐盟對(duì)中國(guó)光伏企業(yè)的“雙反”調(diào)查，國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)受到沉重打擊。

國(guó)家補(bǔ)貼期：2012年12月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議確定了促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的五項(xiàng)措施，2013年8月，《關(guān)于發(fā)揮價(jià)格杠桿作用促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》正式下發(fā)，實(shí)行三類資源區(qū)光伏上網(wǎng)電價(jià)及分布式光伏度電補(bǔ)貼。由此我國(guó)光伏需求由國(guó)外轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)得以好轉(zhuǎn)。

在上述的前四個(gè)時(shí)期，光伏的發(fā)展與政策息息相關(guān)，政策力度大產(chǎn)業(yè)發(fā)展就快，但是補(bǔ)貼只能作為一個(gè)輔助，不是長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)。2020年開始，補(bǔ)貼退出，而光伏技術(shù)進(jìn)步帶來的成本降低真正實(shí)現(xiàn)了平價(jià)化，帶來光伏大規(guī)模發(fā)電的時(shí)代。

所以光伏的規(guī)?；梢钥偨Y(jié)為：從扶持中來，到平價(jià)中去。降本增效才是最大驅(qū)動(dòng)力。

光伏平價(jià)可以分為發(fā)電側(cè)平價(jià)和用電側(cè)平價(jià)。國(guó)內(nèi)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(guó)實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價(jià)的條件可以理解為光伏發(fā)電成本達(dá)到煤電水平，用電側(cè)平價(jià)更好理解，只需光伏發(fā)電成本低于售電價(jià)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(xiàng)目在全生命周期中的各項(xiàng)成本和費(fèi)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(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的主要指標(biāo)。因此，當(dāng)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(jià)格時(shí)，便可以不依賴政府補(bǔ)貼即可實(shí)現(xiàn)盈虧平衡，實(shí)現(xiàn)“平價(jià)上網(wǎng)”。

過去的十年間，光伏產(chǎn)品不斷提高光電轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)降低制造成本。自2011年至今，我國(guó)多晶硅電池的硅片、電池片和組件價(jià)格分別降低93%、90%和85%；單晶電池的硅片、電池片和組件價(jià)格也分別降低86%、87%和84%。

因此，LCOE度電價(jià)格也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

我國(guó)脫硫燃煤電價(jià)平均值為0.3624元/度。2019年，全國(guó)光伏的年均利用小時(shí)數(shù)為1169小時(shí)，光伏電站建設(shè)成本4.5元/W，此時(shí)度電成本為0.44元/度，所以我國(guó)各省、市已基本實(shí)現(xiàn)用電側(cè)平價(jià)。

目前，光伏電站建設(shè)成本平均可以達(dá)到3.5元/W左右，度電成本也降低到0.36元/度，我國(guó)半數(shù)的省和地區(qū)基本實(shí)現(xiàn)與煤電基準(zhǔn)價(jià)同價(jià)，發(fā)電側(cè)平價(jià)正處于進(jìn)行時(shí)。

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(huì)越來越低。根據(jù)IRENA預(yù)計(jì)，光伏的全球加權(quán)平均LCOE到2030年將降至0.04美元/千瓦時(shí)，與2018年相比降幅達(dá)58%，繼續(xù)保持成本優(yōu)勢(shì)。其實(shí)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(jì)性帶來規(guī)?；８鶕?jù)CPIA的數(shù)據(jù)作上圖，在保守與樂觀兩種預(yù)測(cè)條件下，未來五年內(nèi)全球新增裝機(jī)每年平均增長(zhǎng)率約為16%與21%。從長(zhǎng)期市場(chǎng)空間來說，光伏的成長(zhǎng)期還將長(zhǎng)達(dá)20-30年。

為什么呢？因?yàn)?019年全球光伏發(fā)電量占全球總發(fā)電量的比重僅2.68%，國(guó)內(nèi)為2.99%，就算是走在前面的意大利、德國(guó)等歐洲國(guó)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(guó)內(nèi)細(xì)看，根據(jù)聯(lián)合國(guó)馬德里氣候變化大會(huì)的《中國(guó)2050年光伏發(fā)展展望》，從2020年至2025年這一階段開始，中國(guó)光伏將啟動(dòng)加速部署；2025年至2035年，中國(guó)光伏將進(jìn)入規(guī)?；铀俨渴饡r(shí)期；到2050年，光伏將成為中國(guó)第一大電源，約占當(dāng)年全國(guó)用電量的40%左右，即還有十幾倍空間。

最后一個(gè)問題是中國(guó)在光伏產(chǎn)業(yè)鏈上實(shí)力強(qiáng)嗎，有哪些值得關(guān)注的公司？

中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)力毫無疑問是具有極強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的。

首先，光伏制造的各個(gè)主要環(huán)節(jié)產(chǎn)量中國(guó)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(píng)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2018年碳排放量前五的國(guó)家和地區(qū)依次為中國(guó)（26%）、美國(guó)（13%）、歐盟（8%）、印度（7%）和俄羅斯（5%），我國(guó)碳排放問題重，光伏產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)大，并且我國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)已經(jīng)連續(xù)6年全球第一，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模連續(xù)4年位居全球第一；

我國(guó)在產(chǎn)業(yè)技術(shù)上也一直全球領(lǐng)先，PERC、HJT等電池轉(zhuǎn)換效率與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程穩(wěn)步推進(jìn)；

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

中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈公司眾多，可探討的點(diǎn)更是不勝枚舉，本文只能先對(duì)值得關(guān)注的企業(yè)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單概括與梳理。后續(xù)系列文章會(huì)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(shè)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(yáng)能級(jí)多晶硅?？梢灾攸c(diǎn)關(guān)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(shù)含量不高，屬于資本密集型。單晶硅電池具有高電池轉(zhuǎn)換率和良好的穩(wěn)定性，且隨著金剛線切割技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)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(shì)，單晶硅片的產(chǎn)能正在快速擴(kuò)大，可以關(guān)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(yáng)能級(jí)硅片通過制絨清洗、擴(kuò)散制結(jié)、硅片刻蝕等一系列工藝生產(chǎn)流程制成，對(duì)下游應(yīng)用的性能以及成本有著至關(guān)重要的作用，屬于資本與技術(shù)密集型。

PERC電池是當(dāng)下的主流，不過異質(zhì)結(jié)電池HJT具有標(biāo)準(zhǔn)硅基太陽(yáng)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(jiǎn)單，性能優(yōu)異，未來很可能會(huì)隨著成本的下降成為主流?？梢灾攸c(diǎn)關(guān)注HJT設(shè)備供應(yīng)公司捷佳偉創(chuàng)、邁為股份、帝爾激光、晶盛機(jī)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(shí)現(xiàn)降低成本、自控品質(zhì)、提高效率?？梢躁P(guān)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(shí)，在光伏的幾大環(huán)節(jié)都存在馬太效應(yīng)，頭部企業(yè)憑借自身的技術(shù)及成本優(yōu)勢(shì)不斷擴(kuò)大規(guī)模，強(qiáng)者恒強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高。

在其他細(xì)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(diào)整，都阻擋不了行業(yè)趨勢(shì)，優(yōu)質(zhì)股一定存在諸多投資機(jī)會(huì)。值得深入研究、持續(xù)關(guān)注。