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锦缎 | 中国光伏七子,正接过“瓦特权杖”

2024年07月10日 来源:锦缎 作者:知勇

1776年,英国发明家詹姆斯·瓦特,成功推出可商用的蒸汽机。人类第一次工业革命大幕,由此轰轰烈烈地拉开。英国也借此成为雄霸世界长达百年之久的日不落帝国。

瓦特这个名字,凭借其划时代的功绩,被指定为国际单位制的功率单位。更深一层的理解是,瓦特成为现代工业的基座,直接成为衡量人类利用能源水平能力高低的标尺。

如果寻根问底,不难发现,1.0、2.0、3.0、4.0时代,所有工业革命的基座,都是围绕瓦特这个功率单位展开的:如何获取更廉价的能源、并让能源使用更有效率,是工业时代最核心的追求,并且向上延伸至对瓦特权杖的争夺,最终演升级变成国力角逐的支点。

工业1.0-3.0年代,能源基座均是以碳为核心的化石能源,瓦特权杖掌握在煤炭和石油,以及从碳能源转换而来的电力(强电/弱电)手中。直至21世纪的当下,以AI技术为主线的工业4.0年代,伴随能源底座的悄然切换,瓦特权杖已处于新一度历史交接之际。

图:工业文明发展的4个时代


根据咨询机构麦肯锡2024年的最新研究,AI对算力需求的拉动将直接带动数据中心建设规模提速,同时带来对电力需求的爆发式增长。保守估算,到2030年,全球数据中心服务器的能耗将高达390GW,而其中70%是被AI算力所消耗。

如果AI革命深化进入每一个人的生活,数据中心毫无疑问将成为全球最大的耗能方,当前占全球电耗已经达到4%,未来还将呈现指数级增长。数据中心的建设者发现,依赖煤炭石油这种化石能源,从经济性与可持续发展逻辑上,已经变得完全不可取,传统能源面对新的需求已面露困窘,能源的范式转折迫在眉睫。

如果不能实现全球范围内能源体系切换,“电力——算力——智力”的转换链条,将变成水中月镜中花。随着工业进入4.0的智能时代,人类科技树,又再次回到能源基座这个根本性问题上来。

图:2030全球服务器能源需求达到390Gw。资料来源:麦肯锡


AI负荷不可调节、高耗能特性,使得其从负荷与电量两端冲击,对现有的能源体系进行了最后一击。因此,AI领域最新的研究热点已经开始转向,如何获取更廉价的电力,甚至有人提出算力即电力。

在这样的背景下,对前沿技术的再次革新才是破解AI能耗困局的终极方案,碳能源已经难以支撑起智能化时代大厦的基座,而以“中国光伏七子”为代表的硅能源逐渐脱颖而出。与之伴生的是瓦特权杖的交接,甚至经济体的此起彼落亦可能暗含其中。


旧秩序已破,新秩序当立

1)旧秩序的终结

最早认识到新旧秩序更迭的,是来自引领前3次工业革命欧美的专家们。

早在2005年,美国学者保罗圠伯茨在《石油的终结》一书中,就曾预言:“我们目前的能源体系正在走向失败,下一个能源经济的轮廓正在形成,不管我们是否愿意,它都在酝酿着……”,而且他引用一句话说:“石器时代的结束并不是世界上没有了石头,而是找到了更好的替代工具。他预言了碳能源终将被更好的能源形式替代,只不过并没有给出具体的答案。”

直到二十年后的2024年,加拿大《环球邮报》的一篇报道惊醒世人:全球七家最大的太阳能公司——通威股份、协鑫科技、隆基绿能、天合光能、新特能源、晶澳科技、晶科能源,向全球提供的能源,已经超过了全球七大石油巨头——西方石油公司,埃克森美孚、雪佛龙、壳牌、英国石油、道达尔能源、康菲石油、埃尼。

硅能源对碳能源的替代,有了更具象的表达。而且,基于此的能源经济,也从酝酿变成了现在进行时。

根据欧美知名专栏作家David Fickling的最新研究,太阳能不单单是从能源供应上完成了对石油公司的超越;如果用一种更公允的计算方式,将石油公司的地质储量与太阳能公司在设备折旧之前所能生产的产品进行比较,太阳能电池板所能为全球经济带来的长期能源支持,其实是大型石油公司所开采出的石油的好几倍。

而排在最大的石油公司埃克森前面的,无一例外全是中国的光伏公司:通威股份、协鑫科技、新特能源、晶科能源、隆基绿能、天合光能、晶澳科技。

图:“中国新能源七子”VS“欧美石油七姊妹”。资料来源:David Fickling


对于低头赶路的光伏从业者来说,这是一个值得抬头看天的历史性时刻。这不仅仅意味着,在21世纪的能源供应上,“中国新能源七子”已经撼动了20世纪“石油七姊妹”的地位,更为带有历史责任感的宏大叙事是,一场事关能源基座革新带来的瓦特权杖交接赛,已然暗流汹涌。


2)新秩序的崛起

从纯静态的角度出发,David Fickling等专家已经开始意识到硅能源对碳能源的历史性超越,并给出了详细测算。但从全部需求动态角度思考,光伏未来更是前途无量,新秩序的加速崛起,对旧秩序已经形成了摧枯拉朽式的打击。

2024年,光伏组件价格已经低于1元/W,即使算上运营成本和贷款利息等等所有成本,当前光伏行业的绝对电力成本也低于0.1元。

由于光伏的能量来源是成本为0的太阳能,随着技术进步,光伏的发电成本只会越来越低,而化石能源由于储量开采限制,长期成本却会越来越高,硅-碳能源成本的剪刀差,将以一种不可逆的方式快速扩大。

所以我们笃定,以光伏为代表的新能源必将革命人类能源获取方式,硅能源是未来AI算力的唯一解法。实际上,由于更为有竞争力的价格,新能源所产生的电力,已经在工业中发挥了举足轻重的作用,从制氢,到甲醇、氨气、氮肥、航空煤油、乙烯、甲苯等等。

根据中国光伏行业协会(CPIA)的估算,2024年,全球太阳能装机量有望达到430GW,再度创历史新高,到2030年全球太阳能光伏装机容量将可能达到587GW,成为装机容量最大的能源类型。如果看得更远期,全球新增装机进入TW时代只是时间问题。

在能源革命的时代召唤下,传统能源坍塌式湮灭,而全球光伏产业规模将再上台阶,可谓水大鱼大。


中国光伏七子,正接过瓦特权杖

算力是工业4.0的面子,而电力是工业4.0的里子;随着算力暴增导致的电力需求缺口暴露,面子与里子达成了高度的统一,那就是解决能源问题是工业4.0的前置条件。而且由于事关工业4.0的基座,对新能源电力的国家级角力,本质就是对新一代工业革命话语权的争夺。

所以今年以来,在新能源行业,大家看到热议最多的话题,除了产能过剩之外,就是海外对中国挥舞的关税大棒。这一刻的来临并非突变式,回顾过去的种种,均有迹可循。

比如:4月,拜登政府撤销为期两年的对中国等国在光伏双面组件领域的进口关税豁免;4月,《欧州太阳能宪章》生效,包含了对中国企业、产品的愈发严格且更系统化、更精准的限制措施;6月,欧盟对三家中国新能源车企征收17.4%—38.1%的关税。

在新旧秩序的更迭点上,旧秩序的守城者,正在无奈通过关税等初阶手段,为自己补强新秩序赢得时间。但规律的发展是不以人的意志为转移的,中国光伏产业链在新秩序上已经形成了难以替代的优势,而且还在进一步扩大中。


1)为什么中国引领了新能源革命?新能源是对工业能力的极致大考

众所周知,从碳能源转向硅能源,中国上演的是一场后来者居上的戏码。

最先提出碳中和的是欧洲,但将新能源产业发扬光大的确是中国,从光伏、到锂电,再到风电,莫不如是。其中,最具全球竞争力的,毫无疑问是光伏,根据统计数据,在最近10年度中,中国光伏装机量始终占据全球的4成左右,成为光伏最大的需求方。

中国的光伏需求能够后来居上其实不难理解。由于缺煤少油,在过去百年的历史上,中国饱受能源安全之苦;新能源由于取之于太阳能而不用担心卡脖子的问题,光伏之于中国,便是金风玉露般的相逢。

资料来源:国家能源局,New Energy Finance


煤炭、石油这种化石能源,绕不开的核心是矿产属性,考验的是资源禀赋或者对原产地的控制能力,在历史上甚至多次诉诸于武力;而光伏的来源是免费的阳光,几无矿产属性,比拼点切换为工业能力。

所以相较于需求端,更深远的影响在供给侧。

从下图的光伏产业链不难看出,作为泛半导体的硅能源,光伏的生产流程长、分工复杂、技术壁垒高,是一个典型的资本和技术密集型行业,对一个国家而言,只有完善的工业能力,才能制造出具有竞争力的光伏组件。

图:光伏产业链示意图。资料来源:东亚前海证券


所以不仅仅是需求端完美解决了中国的痛点,而供给端的禀赋要求,又完美的契合了中国的强大的工业能力。国际能源署(IEA)的数据显示,中国是太阳能光伏供应链所有组件制造中最具成本竞争力的地点,成本比印度低10%,比美国低20%,比欧洲低35%。

所以我们看到,即使有关税等阻挠,但土耳其、印度等国通过进口中国组件,发货美国等,也视为全球光伏产业链仍然难以绕开中国的事实。而近期欧美再度加征关税,更多的是无奈之举。

当然,意识到此的中国政府,也开始更加重视对国内光伏行业发展的技术保护,2022年12月30日,商务部发布《中国禁止出口限制出口技术目录(征求公众意见版)》,拟将光伏硅片制备、激光雷达等7项技术列入禁止或限制出口技术条目。


2)光伏产业链的背后,是新一场国力竞赛

作为后发的先至者,中国光伏产业在近20年的发展周期中经历了多次调整与洗牌,无数企业勇立潮头。如今,中国光伏产业冠绝全球,巨头林立。

仅以主产业链为例,以通威股份、隆基绿能们为代表的中国光伏企业,占据了硅料、硅片、电池片和组件绝对头部的位置,比如在硅料环节,国内外当前的硅料产能已经有了数量级的差距。与此同时,它们亦正在致力于推动产业一体化、关键技术升级,对产业链的掌控力将进一步提升,成本与技术相对于海外的领先优势,将被进一步放大。

根据最新数据,中国182mm双面PERC组件的均价仅为0.8元/W,TOPCon双玻组件约为0.8-0.9元/W,较海外有明显的价格优势。另外从衡量技术水平的角度来看,中国光伏电池转化效率是世界之最。

图:中国牢牢占据光伏产业链的绝对话语权。资料来源:华创证券测算


试想一下,谁控制了光伏的供给端,无疑相当于在化石能源时代掌握了优质矿产和开采技术。

前三次工业革命,始终围绕以煤炭和石油为代表的碳能源展开。控制着上游能源的国家几乎一直都是每个世纪的霸主,如英国、德国和美国;在20世纪的下半段,原油的崛起给俄罗斯和中东带来了力量和财富,也延长了美国的全球领先地位,“石油美元”成为了美国霸权的重要支柱。

所以我们才看到,作为工业1.0-3.0发源地的欧美,在4.0时代,正在陷入“基础不牢、地动山摇”的群体性恐慌中。在工业4.0时代,中国新能源在供需两端正在势不可挡地崛起,即将进一步颠覆全球能源格局,最终甚至影响到国力的此消彼长。

4.0时代,所谓 “中国光伏七子”这种称号,只是光伏产业链的一个具有代表性的符号。到中流击水,浪遏飞舟,才是硅能源时代洪流中,这些中国光伏弄潮儿,更具时代意义的使命。

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