光伏上涨（光伏的另一面）

事物皆有两面，光伏也不例外

上一篇文章发出之后，与朋友们又有了一些新的讨论。

整体上，大家能够清晰的感受到我对于光伏行业未来发展的看好。但这并不是说光伏行业目前已经很完美，甚至没有缺点。

事实上，光伏行业在过去十数年、甚至更长久的时间里，经历了太多的风风雨雨。

这个朝阳行业曾经像磁石一般，吸引着人才、技术与资本的蜂拥而至，并成就过中国福布斯富豪榜的首富。然而，随潮水落去，它也曾让英雄般的名字跌落神坛，无数投资者因此血本无归。

事物皆有两面，我们就来看看光伏的另外一面。

与朋友们讨论下来，主要的短板有这么五个：占地方、靠补贴、难消纳、不环保和不连续。篇幅关系，我们准备分成两篇，第一篇探讨前两个短板：占地方和靠补贴，后三个留到下一篇。

光伏发电的原理，来自于光生伏特效应。

一块暴露的半导体材料，阳光中的光子与之接触后会有一部分转化为电子。由于半导体内部材质的不均匀或者掺有杂质，不同的部位会产生不同数量的电子，有的地方多一些，有的地方少一点。电子数量的不同，使得不同部位之间产生了电压（电位差）。这个时候，如果以导电体将存在电位差的不同部位相连接，电流就形成了。

从最根本的角度来看，地球上绝大部分能源的最终来源，都是太阳。以煤炭、石油为代表的化石能源，来自于远古的动植物。植物依赖阳光进行光合作用，将水和二氧化碳转化为碳水化合物，这构成了所有动物的底层食物来源。

风能来自于大气运动，水能来自于水汽循环所带来的降雨，这背后的根本推动力还是太阳照射带来的温度变化。

这些天然存在的一次能源，经过各种形式的发电机转化为人类最重要的二次能源电力，再经由电网输送到千家万户，驱动着现代生活中所必不可少的各种电力设备和家用电器。

所以，光伏发电从一开始就带着人类十分美好的期盼，因为它避免了中间环节，可以直接从太阳能转换成为电能。

光生伏特效应示意图

在光伏行业，最核心的研究课题就是光电转换效率，即照射到太阳能面板上的光照有多少可以转换成电流。这个核心指标，驱动着整个行业不断的取得一个又一个技术进步。

既然是指标，就要计算。而要计算，就得有个标准。地球上即使是相同的时节，由于所处的地理纬度不同，太阳照射的强度差别会很大。高纬度的阳光常常照在身上却感受不到多少温暖，而此时赤道地区的阳光却能将人皮肤灼伤。所以，为了能够一致的做比较，光伏人将光电效率定义标准化了：

光电转换效率 = 最大输出功率 /（日照强度 * 光照面积）* 100%

同时，规定了检测的条件：太阳能工作温度为25℃±2℃，以及照射强度为1000 W/M2。

看不懂也没关系，只要知道转换效率越高越好就行了，因为这意味着同样的光照条件下，可以发出更多的电量。

目前，学术界的研究认为，以晶体硅为材料的太阳能电池转换效率的理论极限约为29%左右。为了缩小与理论极限的差距，近年来在主流的P型单晶电池领域，晶科能源和隆基乐叶交替向世界纪录发起新的冲击。最新的记录由隆基乐叶在2019年1月16日创下，转换效率为24.06%。

四

在实际发电的时候，一片一片的太阳能电池片需要连接起来，构成一个发电的基本单元，这个单元就叫做组件。

我们来感受一下，一个组件所能够发出的电量，以目前较为典型的60片310Wp的单晶PERC组件为例。由于我国日照时间的不同，将全国划分为三类资源区，在计算中我们以二类资源区的中值1500小时/年作为参考。

单个组件年发电量 = 310 Wp * 1500 h = 465 kWh

即单个组件每年可以发电465度，按照家庭每天用电5度计算，大概可供90天左右。如果保障一个家庭的全年供电，大概需要4-5个组件。

当然，这是理想的情况，光伏发电受日照和环境温度的共同影响，而且随着使用年限的增加，发电能力会逐渐下降。

根据晶科能源的产品手册，我们大致可以看出，刚安装好的新组件初始发电功率实际为97%，经过12年使用后下降到90%，最终到达产品使用年限25年时进一步下降至80%。

晶科能源产品手册披露的功率输出衰减数据

这个组件有多大呢？根据产品手册的数据，长度为1.67米，宽度为1.00米，厚度为35毫米。这意味着，需要占地1.67平方米。也就是说，保障家庭每天5度的用电量，大概需要有1.67 * 4 = 6.68 平米的空旷空间。实际安装时，由于组件并不是平铺，而是有一定的倾斜角度，实际占地应该要少一些。

与之对比，我们以装机容量60万千瓦、火电设备利用小时4300小时/年、厂用电率4.34%的典型火力发电厂为例：

电厂年发电量 = 60万kW * 4300 h * (1 – 4.34%) = 24.68 亿度

折合530万个组件的年发电量，按照每块1.67平米计算，约合886.37万平米，折合8.86 平方公里。

我们再做个极端测试，根据中国电力企业联合会报告，2018年我国全社会用电量 6.84 万亿千瓦时，假如全部采用上述的60片光伏组件来发电，大概需要占地 68400 / 24.68 * 8.86 = 2.46 万平方公里。大约占去了我国的960万平方公里国土面积的0.26%。

这就是光伏最大的短板，单位面积发电量太低，远远不能够与火电相比。

理解了这一点，就能够理解为什么很多人仍然不看好光伏，因为光伏发电需要占用大量的土地面积，而我国的土地整体上是稀缺的，且价格不菲。

五

经过上面的计算，我们对光伏发电有了新的印象：占地方。

那在怎样的场景中，这个短板不是那么明显呢？

有这么几类：第一类，在我国的大西北，地广人稀、日照充足，适合建设大规模的光伏地面电站；在全世界范围内，符合这个特征的地方，还是挺多的，比如中东、北非、澳大利亚、美国的中西部等。

第二类，工业厂房、园区的屋顶。这些地方，本来就闲置在那里，利用起来装上光伏，完全不需要额外的土地成本。于是乎，我们看到京东的物流园、高铁的站台、谷歌的数据中心、甚至是苹果公司新建的总部大楼，都在屋顶装上了光伏。

第三类，以矿山的塌陷区、湿地、鱼塘、湖泊为代表，将光伏组件通过漂浮载体或者固定支架放置在这些区域。上市公司之中，阳光电源有不少漂浮载体的业务，而通威股份更是利用其深耕水产饲料的优势，搞起了渔光互补。

第四类，以农业大棚为载体，在其外部加上光伏，棚内搞种植，棚外搞发电，称之为农光互补。所发出来的电力，还能够为农业自动化提供能源。

在以上几类中，土地的成本较低、甚至可以忽略，所以只要光伏发电自身的成本能够有竞争优势，其应用就不可限量。毕竟，即使不考虑化石能源的不可再生因素，我国较高的工商业电价和居民电价本身就会对于低价的其他电力来源有着强烈的需求。

苹果公司的新总部ApplePark，屋顶全部装上了光伏组件

六

与单位面积发电量的不懈斗争，转换成了一个又一个的光伏技术创新。

这个过程最大的技术路线变革，是单晶电池片对于多晶的取代。所谓单晶，就是晶体硅中每一个硅原子都排列的整整齐齐，良好的晶体性质使得单晶有着更高的光电转换效率。

但这是有成本的，通过直拉法或者区熔法小心翼翼生成的单晶硅棒，成本一直居高不下，在和通过较低成本的铸锭法就能生成的多晶硅锭的竞争中处于下风。

近年来，隆基股份在单晶技术上连续取得突破，一方面通过拉晶设备的国产化和技术改进不断降低硅棒的生产成本，另一方面通过引入金刚线切割技术，大幅度的降低了硅片切割的成本，并通过硅片薄化技术进一步提高了出片率。

目前，电池片环节，单晶PERC技术引领了高效电池的产能升级，再叠加诸如双面双玻、半片等组件环节的诸多技术突破，共同将量产的高效光伏组件转换效率提升到22%以上。

这场单多晶的对决，让双方都突破了自我。

就在昨天，天合光能宣布其研发的高效N型单晶电池高达24.58%，创下了大面积TopCon电池效率最新的世界纪录。同一天，阿特斯发布新闻公告，其研发的高效多晶太阳能电池的转换效率达到22.28%，创造了新的大面积多晶电池的世界纪录。

似乎只在高科技领域才会有的百家争鸣，近年来在光伏行业正在不断上演。

就这样，随着组件的转换效率变得越来越高，单位面积发电量也就越来越多，而对于土地的需求也变得相对减弱。

所以，有朝一日，像曾经风靡大江南北的太阳能热水器一样，家家的屋顶都变成了太阳能组件，也并非完全不可能。

户用光伏让屋顶变成了家庭光伏电站

七

作为新兴的可再生能源技术，光伏的产业化之路一直受到各国政府的高度重视。

实际上，在光伏成就无锡尚德的创始人施正荣先生以186亿元成为2006年中国大陆的新首富时，就是靠着欧洲、特别是德国政府对于光伏的大力补贴。

最终，市场证明靠着过度补贴成长起来的巨头，在补贴退去的时候也会推倒它们。时至今日，施正荣先生早已淡出人们的视角，尽管他仍然在这个行业里奋斗着。

在行业的起起落落之中，仍然有一些企业家在坚守，正是他们的坚持让这个行业迎来了新生。

在之前的文章中，我们通过对比火电龙头华能国际与光伏发电企业龙头协鑫新能源的财报数据，对于光伏发电成本做了推演。在数据的背后，光伏发电平价上网的脚步声正变得越来越清晰。

而这一天的到来，将会让很多的光伏发电项目，不再依赖国家补贴。

5月22日，国家发改委、能源局公布2019年第一批风电、光伏发电平价上网项目，其中光伏平价项目合计14.78 GW。

在全球市场上，平价上网项目也越来越多。2017年2月，日本丸红与晶科能源联合竞标阿布扎比大型光伏电站，累计装机1.18GW，中标电价为每度电2.42美分，折合人民币不到0.17元。

八

尽管光伏行业的企业一直在坚守，补贴的拖欠确实也对企业经营造成了实实在在的影响。

2018年，我国可再生能源补贴的缺口超过了1400亿元，这不可避免的会影响光伏补贴的及时发放。

光伏电站作为资本密集型的企业形态，由于不能够及时收到国家补贴导致运营资金的巨大压力，这会顺着产业链层层向上游传递。体现在财务数据上，就是光伏产业链上中游企业巨大的应收账款。

黑鹰光伏做过一个统计，截至2019年末，78家主要光伏公司应收账款和应收票据合计达到了1717.67亿元，大约是同期净利润的8.03倍。

所以，我们看到全球第二大光伏电站运营商协鑫新能源从去年开始，就在不断出售资产，开始了断臂求生。

2019年5月23日，协鑫新能源向云南能投集团一口气出售了19座国内正在运营的光伏电站，以换取资金减轻债务压力。这19座电站合计977MW，相当于其持有的全部7300MW光伏电站的13.38%。在此之前，协鑫新能源已经连续多次出售了合计760MW的光伏电站。和这次一样，接盘的都是能够以较低成本融资的国资企业。

这从一个侧面反映了，如果能够以较低的利率融资，光伏电站的资产在当下已经具备相当的吸引力。

所以，随着平价上网的到来，越来越多的光伏发电项目，可以在不依赖国家补贴的情况下运营。而这些电站的运营利润，将和其融资成本密切相关。

换句话说，后补贴时代，融资成本的高低，才是决定光伏电站盈利质量的关键变量。

未完待续。

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