光伏行業(yè)深度研究：分布式電站成藍海鈣鈦礦或推動BIPV爆發(fā)

光伏行業(yè)深度研究：分布式電站成藍海，鈣鈦礦或推動BIPV爆發(fā)1.由特斯拉光伏屋頂說開去——分布式電站有望成為藍海1.1.降碳是國際共識，光伏發(fā)電為清潔能源主力隨著溫室效應危害顯現(xiàn)，減少碳排放、實現(xiàn)碳中和成為國際共識。根據(jù)2015年達成的《巴黎協(xié)定》，全球各國家與地區(qū)將共同努力，爭取將全球氣溫的升幅限定在比工業(yè)化前水平高2℃以內(nèi)，為此各國必須每五年提交一份經(jīng)修訂的減排計劃，即由各國家決定的減排貢獻。2020年各國家與地區(qū)做出了最新的減排承諾。其中，美國、日本、韓國、歐盟等承諾2050年實現(xiàn)碳中和，中國、沙特阿拉伯承諾2060年實現(xiàn)碳中和，印度承諾2070年實現(xiàn)碳中和。光伏發(fā)電已具經(jīng)濟性優(yōu)勢。全行業(yè)降本增效下，我國商業(yè)側(cè)光伏的平準化度電成本已經(jīng)接近燃煤標桿基準電價水平，光伏發(fā)電已成為技術(shù)成熟、成本領(lǐng)先的清潔能源，大規(guī)模應用已經(jīng)具備現(xiàn)實的經(jīng)濟性。目前行業(yè)內(nèi)技術(shù)迭代迅速，降本增效趨勢明顯，未來經(jīng)濟性有望進一步增強。我國太陽能資源豐富，陸地太陽能的理論儲量高達186萬GW。我國現(xiàn)行的國家標準《太陽能資源等級-總輻射》將太陽能總輻射年輻照量劃分為A、B、C、D四個等級；其中A級主要是青藏高原、甘肅北部、寧夏北部等地區(qū)；B級主要是山東、河南、廣東南部等地區(qū)。根據(jù)國家氣象科學數(shù)據(jù)中心的信息顯示，我國陸地太陽能的理論儲量高達186萬GW，有2/3的地區(qū)年輻射量大于1400kWh/㎡，屬于太陽能資源A級或B級。國內(nèi)外光伏新增裝機預期在高基數(shù)基礎(chǔ)上繼續(xù)保持增長。根據(jù)CPIA的預測，我國2022年新增裝機預計在75GW~90GW范圍，2025年90GW~110GW，預測中值4年CAGR4.9%；全球2022年新增裝機195GW~240GW，2025年270GW~330GW，預測中值4年CAGR8.4%。1.2.企業(yè)對光伏發(fā)電重視程度高漲，特斯拉也不例外企業(yè)對光伏發(fā)電重視程度高漲，特斯拉也不例外。在全球降碳浪潮中，光伏發(fā)電作為目前技術(shù)成熟、成本領(lǐng)先的清潔能源，行業(yè)景氣度持續(xù)高企，全球企業(yè)對光伏發(fā)電重視程度高漲，特斯拉也不例外。但與眾多近年切入光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的玩家不同，特斯拉從創(chuàng)立初期便確定了長期的光伏發(fā)電業(yè)務規(guī)劃。特斯拉早期便確立了電動汽車+太陽能發(fā)電的長期發(fā)展規(guī)劃。特斯拉汽車公司成立于2003年，由一群工程師創(chuàng)立，他們希望證明電動汽車可以比油車更快、更好。2006年8月，特斯拉汽車CEO埃隆馬斯克發(fā)布了一篇名為《特斯拉汽車秘密藍圖》的文章，說明了特斯拉汽車希望幫助消費者實現(xiàn)零排放個人出行的目標，并闡明了其路線規(guī)劃：(1)打造跑車；(2)用掙到的錢打造一款實惠的車；(3)用掙到的錢打造一款更實惠的車；(4)在做以上事情的同時，提供零排放發(fā)電的選項。特斯拉《秘密藍圖》目標難而正確，前三步已于2016年實現(xiàn)。2008年，特斯拉汽車生產(chǎn)出高性能電動跑車Roadster，目前在美售價約20萬~25萬美元/臺；2012年、2015年，相繼推出ModelS、ModelX，目前在美售價約10萬~16萬美元/臺；2016年、2019年相繼推出實惠的家用電動汽車Model3、ModelY，目前在美售價約4.5萬~8.5萬美元/臺。盡管特斯拉早期的戰(zhàn)略較為宏大，但現(xiàn)在回頭看，是一條雖困難但正確的道路。2016年Model3的成功推出，標志著特斯拉2006年發(fā)布的《秘密藍圖》中前三步均已實現(xiàn)?！睹孛芩{圖-第二部分》指引特斯拉第二階段發(fā)展目標，光伏屋頂位列第一。2016年7月，馬斯克發(fā)布了《秘密藍圖-第二部分》，宣布十年前的《秘密藍圖》已經(jīng)進行到了最后部分，并闡述了為了加速可持續(xù)能源的發(fā)展，特斯拉第二階段的發(fā)展目標：

(1)創(chuàng)造使用無縫集成蓄電池的極好的光伏屋頂；(2)擴展電動汽車產(chǎn)品線以覆蓋所有主要細分市場；(3)通過大規(guī)模的車隊學習開發(fā)出比手動駕駛安全10倍的自動駕駛能力；(4)讓您的汽車在您不使用時為您賺錢。特斯拉光伏屋頂及儲能系統(tǒng)戰(zhàn)略意義重大，前景可期。特斯拉于成立之初目光就不局限于發(fā)展電動汽車，而是志在加速世界向新能源過渡。2017年2月，特斯拉汽車公司（TeslaMotorsInc.）正式更名特斯拉公司（TeslaInc.），更是對外明確表達了其發(fā)展重心不僅在電動汽車之上。從特斯拉目前的產(chǎn)品線來看，光伏屋頂產(chǎn)品SolarRoof、SolarPanels和儲能系統(tǒng)PowerWall、MegaPack是特斯拉是承接2006年版秘密藍圖最后一步與2016年版秘密藍圖第一步的關(guān)鍵，意義非凡，前景可期。1.3.光伏發(fā)電應用場景廣闊，分布式光伏或迎來歷史性機遇位于光伏發(fā)電站可分為集中式光伏電站與分布式光伏電站。其中集中式大面積光伏通常建在沙漠、戈壁等地區(qū)，充分利用荒漠地區(qū)豐富和相對穩(wěn)定的太陽能資源構(gòu)建大型光伏電站，通過接入高壓輸電系統(tǒng)來供給遠距離負荷；而分布式光伏一般建在樓頂、屋頂、廠房頂?shù)鹊胤?，較多的是基于建筑物表面，就近解決用戶的用電問題，通過并網(wǎng)實現(xiàn)供電差額的補償與外送。分布式光伏于新增光伏裝機中占比持續(xù)提升。隨著光伏發(fā)電經(jīng)濟性的提升，光伏發(fā)電相關(guān)政策與管理辦法的不斷完善，分布式光伏發(fā)電應用快速發(fā)展。近年來，我國分布式光伏裝機在全部新增光伏裝機中占比呈現(xiàn)波動上升趨勢；2013年我國新增光伏裝機16.3GW，其中分布式光伏僅0.8GW，占比6%；2022年H1，我國新增光伏裝機30.9GW，其中分布式光伏19.7GW，占比達64%。分布式光伏電站中，將光伏組件與建筑結(jié)合的方案，稱為BIPV或BAPV。BIPV

（BuildingIntegratedPhotovoltaic）指光伏建筑一體化，又稱為“建材型”太陽能光伏建筑。BAPV（BuildingAttachedPhotovoltaic）指附著于建筑物上的光伏發(fā)電系統(tǒng)，又稱為“安裝型”太陽能光伏建筑。BAPV通常通過簡單的支架實現(xiàn)安裝，可以后期加裝，不改變建筑外觀，與建筑物原來的功能沒有沖突。BIPV在前期設(shè)計時已經(jīng)將光伏組件內(nèi)置在建材中，一體化程度更高，通常外觀也更簡潔美觀。屋頂和幕墻是分布式光伏的主要應用場景。屋頂受光照時間較長，能充分利用當?shù)厝照召Y源，后期加裝BAPV具有較高的可行性，能夠有效盤活存量屋頂閑置資源。幕墻是建筑的外墻圍護結(jié)構(gòu)，非承重，是現(xiàn)代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質(zhì)墻體，由面板和支承結(jié)構(gòu)組成，因存量改造難度大成本高，主要應用場景為新建BIPV。我國以整縣推進協(xié)調(diào)屋頂資源開發(fā)屋頂光伏。2021年6月，國家能源局印發(fā)了《國家能源局綜合司關(guān)于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》，要求各地區(qū)積極協(xié)調(diào)落實屋頂資源，以整區(qū)、街道、鎮(zhèn)、鄉(xiāng)等方式進行開發(fā)建設(shè)，其中：（1）黨政機關(guān)屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%；（2）學校、醫(yī)院等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%；（3）工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于30%；（4）農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。歐盟太陽能戰(zhàn)略積極倡議開發(fā)屋頂光伏。2022年3月，歐盟鑒于俄烏戰(zhàn)爭提出REPowerEU方案，計劃加速發(fā)展清潔能源，提高能源獨立性，在2030年前擺脫對俄羅斯燃料進口的依賴。2022年5月，歐盟發(fā)布太陽能戰(zhàn)略，提出包括充分開發(fā)屋頂太陽能，試點車載光伏等舉措，其中，對以下建筑物提出強制安裝太陽能屋頂?shù)囊螅海?）自2026年起，所有新建的、實用樓層面積大于250平米的公共建筑和商業(yè)建筑；（2）自2027年起，所有存量的、實用樓層面積大于250平米的公共建筑和商業(yè)建筑；（3）自2029年起，所有新建住宅。分布式光伏或迎來歷史性機遇。分布式光伏發(fā)電具有應用空間寬廣，靠近用戶端可節(jié)約輸配電損耗等優(yōu)勢，隨著技術(shù)發(fā)展和電網(wǎng)建設(shè)更趨完善，發(fā)展前景廣闊。2022年3月，住建部印發(fā)《“十四五”建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》，提出到2025年，全國新增建筑太陽能光伏裝機容量50GW以上，完成既有建筑節(jié)能改造面積3.5億平方米以上，建設(shè)超低能耗、近零能耗建筑0.5億平方米以上。在全球降碳和能源自主趨勢下，我們認為各個國家和地區(qū)也還將不斷推出相關(guān)政策，鼓勵新建建筑和翻新工程中應用分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，分布式光伏或迎來歷史性機遇。1.4.

特斯拉

SolarRoofv3.5或于2022Q4推出，有望加速BIPV發(fā)展特斯拉于2016年切入光伏業(yè)務，目前產(chǎn)品線布局完整。2016年10月，特斯拉與SolarCity在洛杉磯共同發(fā)布SolarRoof。2016年11月，特斯拉以26億美元對價收購原先在納斯達克上市的SolarCity并實現(xiàn)私有化，完成對SolarCity的整合。SolarCity成立于2006年，總部位于美國加利福尼亞州，于2012年12月在納斯達克上市，主營光伏發(fā)電系統(tǒng)、光伏板電池管理系統(tǒng)及相關(guān)軟件服務等，主要創(chuàng)始人是馬斯克，和兩位馬斯克的表親，彼特·里夫（PeterRive）和林登·里夫（LyndonRive）兄弟。目前，特斯拉光伏業(yè)務包含BIPV產(chǎn)品SolarRoof、BAPV產(chǎn)品SolarPanels、家用儲能產(chǎn)品PowerWall和工商業(yè)儲能產(chǎn)品MegaPack，產(chǎn)品線布局已較完整。特斯拉

BIPV產(chǎn)品SolarRoofv3推出之初被寄予厚望。2019年10月，特斯拉推出第三代光伏屋頂產(chǎn)品SolarglassRoof，又稱SolarRoofv3，CEO馬斯克表示特斯拉有能力每周交付1000個光伏屋頂，廣受市場關(guān)注，一度被認為是特斯拉光伏業(yè)務發(fā)展拐點。若實現(xiàn)周交付1000個屋頂，按10KW/戶，2USD/W測算，則年裝機規(guī)?？蛇_520MW，年營收貢獻可達10億美元。交付能力受限，SolarRoofv3業(yè)務發(fā)展不及預期。SolarRoofv3開售后整體銷量表現(xiàn)大幅低于預期，其主要原因或是受制于供應鏈壓力，交付時間一再延長。2020年2月，特斯拉棄用SolarglassRoof產(chǎn)品名，回歸SolarRoof，馬斯克稱這是因為Solarglass的產(chǎn)品名讓人疑惑。據(jù)媒體消息，因供應鏈方面的問題，自2022年3月起，美國各地的特斯拉光伏屋頂業(yè)務陸續(xù)暫停安裝，延遲時間未能確認，特斯拉目前正抓緊擴大及優(yōu)化供應商基礎(chǔ)。漲價+自供，緩解部分供應鏈端壓力。2021年4月，因供應鏈價格壓力，特斯拉曾大幅上漲光伏屋頂售價，根據(jù)Electrek的測算，南加州SolarPanels+PowerWall的產(chǎn)品組合在2021年售價為2.31美元/W，而漲價前僅為1.96美元/W，上漲幅度達17.9%。目前，特斯拉官網(wǎng)已關(guān)閉自助設(shè)置房屋參數(shù)以獲取報價功能，根據(jù)部分用戶反饋信息，SolarPanels等產(chǎn)品漲價或仍在持續(xù)。2021年1月，特斯拉推出自主品牌光伏逆變器，此前特斯拉光伏產(chǎn)品的逆變器使用的或主要是以色列供應商SolarEdge、臺灣臺達集團的產(chǎn)品，自主生產(chǎn)重要部件或有利于降低整體組件成本，緩解供應端壓力。SolarRoofv3.5或已進入實測環(huán)節(jié)，交付或在2022Q4恢復。根據(jù)美國資訊網(wǎng)站Electrek披露的信息，特斯拉去年與德克薩斯州奧斯汀的一個新社區(qū)簽署了合作協(xié)議，將為新建房屋全面部署SolarRoof和PowerWall產(chǎn)品。特斯拉目前已經(jīng)在其雇員家中部署SolarRoofv3.5進行測試，如果測試順利，特斯拉或在2022年四季度推出新版本并恢復交付，重點供應奧斯汀等新房項目，新版本或在耐用性和安裝簡便程度上較v3有所改進。目前，Brookfield資產(chǎn)管理公司在其網(wǎng)站上已經(jīng)展示了若干含有“特斯拉太陽能套件”的新房。SolarRoofv3.5的推出有望加速BIPV發(fā)展。我們認為，特斯拉SolarRoof經(jīng)過多年的迭代與驗證已日趨成熟，與開發(fā)商于新房項目上批量合作是BIPV產(chǎn)品走向市場的高效方案，v3.5版本或成為爆款產(chǎn)品得以規(guī)?；瘧?，有望推動BIPV行業(yè)快速發(fā)展，其推出值得期待。1.5.中國廠商或充分受益BIPV發(fā)展大潮特斯拉太陽能業(yè)務已于2020年開始布局中國市場。2022年2月，馬斯克于推特上表示太陽能業(yè)務將很快進軍中國和歐洲市場。2022年3月，特斯拉中國啟動太陽能屋頂項目組的團隊搭建。2021年6月，特斯拉中國首個光儲充一體化超級充電站進駐拉薩，次月又再布局上海，其通過能量存儲和優(yōu)化配置，可實現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能的基本平衡。已有不少中國企業(yè)切入特斯拉太陽能產(chǎn)業(yè)鏈，將受益特斯拉光伏業(yè)務快速發(fā)展。根據(jù)上市公司自行披露等信息，亞瑪頓是特斯拉光伏屋頂SolarRoof的主要供應商，在特斯拉光伏屋頂玻璃等領(lǐng)域已有長期的布局；秀強股份自2019年起接入特斯拉光伏屋頂項目，前期完成了初步樣品確認，目前正根據(jù)需求持續(xù)對產(chǎn)品進行升級；

隆基綠能供應了少量組件。國內(nèi)眾多廠商已推出其自主品牌BIPV產(chǎn)品，或成為全球范圍內(nèi)有力競爭者。2019年6月，英利集團在上海SNEC光伏展會上發(fā)布了BIPV產(chǎn)品青磚、黛瓦、琉璃，覆蓋了建筑外墻、屋頂、幕墻等多個場景。2020年8月，隆基發(fā)布首款BIPV產(chǎn)品隆頂，以及智能光伏+解決方案隆行、隆易、隆錦。固德威、東方日升、天合光能等企業(yè)亦先后推出了其自主品牌的BIPV產(chǎn)品，在發(fā)電效率、集成儲能功能、防水防火等多種功能上各有側(cè)重和突破。結(jié)合我國在硅料、晶硅組件等光伏產(chǎn)業(yè)鏈重要環(huán)節(jié)上的優(yōu)勢地位，我們認為中國自主品牌BIPV產(chǎn)品或較特斯拉等海外品牌更具產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，有望成為全球范圍內(nèi)的有力競爭者。2.光伏電池發(fā)展之歷史辯證法——薄膜電池或重新獲得青睞2.1.薄膜電池曾階段性占競爭優(yōu)勢，硅基電池是目前絕對主流光伏電池依據(jù)半導體材料不同，可分為晶硅電池與薄膜電池兩條主要技術(shù)路徑。目前廣泛應用的光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池、蓄電池、控制器和逆變器組成。其中，光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。晶硅電池與薄膜電池工作原理類似，使用材料不同。依據(jù)其用于吸收太陽能的半導體材料的不同，主要分為晶硅電池和薄膜電池兩類技術(shù)路徑，工作原理類似，均是利用光生伏特效應將光能轉(zhuǎn)化為電能。晶硅指硅原子以晶體形式存在材料，根據(jù)晶核長成晶面時取向的異同分為多晶硅和單晶硅，根據(jù)導電載體所帶電子的正負性分為P型（Positive）和N型（Negative）。薄膜電池指將各種薄膜制備成太陽能電池，用硅量少或不含硅。1980年代非晶硅電池發(fā)展迅速，薄膜電池市占曾超30%。1976年，RCA實驗室的Carlson和Wronski開發(fā)出在玻璃襯底上沉積透明導電膜（TCO）的非晶硅薄膜電池；

1980年，日本三洋電器利用非晶硅電池制成袖珍計算器，并于1981年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；隨后薄膜電池進入快速發(fā)展期間，其應用領(lǐng)域也擴展至太陽能收音機、路燈、戶用獨立電源等。根據(jù)FraunhoferISE統(tǒng)計，薄膜電池在全球市占率在1980年代一度上升至30%以上，但之后因技術(shù)迭代不及晶硅電池再度下滑。受益于FirstSolar碲化鎘電池進展與硅價高企，薄膜電池市占于2009年回升至15%+。FirstSolar目前是全球最大的薄膜電池生產(chǎn)企業(yè)，目前在薄膜電池市場占有率超過90%，前身是1986年成立的SolarCell。FirstSolar于2004年實現(xiàn)了碲化鎘薄膜電池的量產(chǎn)，推動了薄膜電池行業(yè)的快速發(fā)展。另一方面，多晶硅價格持續(xù)上漲，根據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從2004年均價14USD/kg上漲至2008年7月的234USD/kg，漲幅近17倍，致使晶硅電池價格一路高升。雙重因素推動下，薄膜電池市占于2009年回升至15%+。P型PERC單晶硅電池當前主流光伏電池。自2011年以來，隨著多晶硅價格回落和切片技術(shù)等制作工藝的成熟，晶硅電池成本不斷下降，競爭優(yōu)勢日益擴大，根據(jù)PVNEWS數(shù)據(jù)，天合光能

280W單晶硅電池組件的含稅出廠價從2011年6月的10元，持續(xù)下降至2021年2月的1.52元。目前，晶硅電池已占光伏電池市場中絕對主流，占比約96%；晶硅電池市場中又以P型PERC單晶硅電池為主流，根據(jù)CPIA統(tǒng)計，我國2021年P(guān)型PERC單晶硅片出貨量在硅片市場占比高達90.4%。P型晶硅電池效率已近理論極限，N型晶硅電池提效空間不及薄膜電池。根據(jù)CPIA統(tǒng)計，我國2021年P(guān)型PERC單晶硅片規(guī)?；a(chǎn)平均轉(zhuǎn)化效率約為23.1%，同比提高0.3pct，未來效率提升空間有限。TOPCon、HJT等N型單晶硅電池理論轉(zhuǎn)換效率更高，生產(chǎn)工藝與PERC高度兼容，但目前成本較高，量產(chǎn)規(guī)模較小，未來隨著生產(chǎn)成本和良率的逐步改善，預計是晶硅電池路徑的主要的提效方向，但理論效率上限不及薄膜電池。2.2.薄膜電池未來發(fā)展?jié)摿薮螅型匦芦@得市場青睞晶硅電池現(xiàn)階段較薄膜電池更具經(jīng)濟性。薄膜電池目前商用環(huán)境中量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率、產(chǎn)業(yè)化成熟度不及晶硅電池，在多數(shù)場景下，晶硅電池具有經(jīng)濟性優(yōu)勢。加之在光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，在承重條件好的屋頂資源、適用于地面光伏電站的土地資源充沛，晶硅電池對環(huán)境較嚴苛的要求未成為實質(zhì)現(xiàn)值，均是晶硅電池得以率先大規(guī)模應用的原因。薄膜電池多方面性能都具有優(yōu)勢，較晶硅電池前景更為寬廣。如更輕薄的材質(zhì)，適用于承重能力較低的立面與屋面結(jié)構(gòu)；更好的柔韌性，能適用于建筑弧面結(jié)構(gòu)；更好的弱光性，適用于采光不足的方位和角度；更高的透光性和可定制的顏色，適用于設(shè)計要求較高的建筑；更低的溫度系數(shù)和熱斑效應敏感性，適用于更多樣的光熱環(huán)境。碲化鎘電池目前在薄膜電池中占絕對主流，F(xiàn)irstSolar處壟斷地位。截止2021年底，全球薄膜電池產(chǎn)量8.28GW，市占率僅3.8%，處于歷史低位，其中碲化鎘（CdTe）電池占比97%，銅銦鎵硒（CIGS）電池產(chǎn)量245MW，占比3%。目前，美國FirstSolar在產(chǎn)量和電池轉(zhuǎn)換效率上均處于強勢領(lǐng)先狀態(tài)，市占率超過90%，近乎完全壟斷；我國中建材、中山瑞科、龍焱能源等廠商近年來也不斷通過自主研發(fā)取得技術(shù)突破，未來或有機會打破進口依賴；如2022年9月，龍焱能源就實現(xiàn)了碲化鎘組件量產(chǎn)轉(zhuǎn)換效率17.19%+最高輸出功率123.73W，和實驗室小面積電池轉(zhuǎn)換效率20.61%的突破。鈣鈦礦轉(zhuǎn)換效率屢創(chuàng)新高，或成為未來主流應用。鈣鈦礦電池被認為是第三代光伏電池的代表，應用前景極具想象空間。2022年6月，洛桑聯(lián)邦理工學院和瑞士電子與微技術(shù)中心成功使鈣鈦礦-硅疊層電池轉(zhuǎn)換效率首次突破30%，達到31.3%，根據(jù)美國可再生能源實驗室統(tǒng)計信息，這是自2016年8月以來鈣鈦礦-硅疊層電池轉(zhuǎn)換效率紀錄的第九次提高，技術(shù)發(fā)展迅速。我們認為，盡管鈣鈦礦電池尚未實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，但憑借其顛覆性的轉(zhuǎn)換效率空間與寬廣的應用場景，或推動薄膜電池行業(yè)整體發(fā)展，成為未來主流應用，建議密切關(guān)注其商業(yè)化進程。3.技術(shù)迭代迅猛，鈣鈦礦電池或成為主流鈣鈦礦電池，指基于ABX3結(jié)構(gòu)的新興光伏電池。鈣鈦礦指的是分子通式為ABX3的化合物，此類化合物最早從鈣鈦礦石中發(fā)現(xiàn)，因而得名。鈣鈦礦的英文名Perovski則是以俄羅斯地質(zhì)學家列夫·佩羅夫斯基(LevPerovski)的名字命名。鈣鈦礦電池，指的是以鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物作為吸光半導體材料的新興光伏電池，一般為立方體或八面體結(jié)構(gòu)，在鈣鈦礦電池中：A離子指有機陽離子，如CH3NH3+，位于立方晶胞中心；B離子指金屬陽離子，如Pb2+和Sn2+，位于立方晶胞角頂；X離子為鹵族陰離子，如I-、Cl-和Br-。鈣鈦礦電池因具有高轉(zhuǎn)換效率，材料和制備成本低等優(yōu)勢，具有廣泛的應用前景。3.1.發(fā)電效率優(yōu)勢：可設(shè)計性強，光電轉(zhuǎn)換效率空間大鈣鈦礦原料可調(diào)整，可設(shè)計性強。鈣鈦礦因其為化合物，可設(shè)計性強。根據(jù)劉璋等人的研究，鈣鈦礦能夠通過調(diào)整原料實現(xiàn)帶隙的1.5~2.3eV連續(xù)可調(diào)，光電性能改良優(yōu)化空間大。鈣鈦礦材料組成方面，根據(jù)王愛麗等人的研究，目前主流研究方向包括甲胺鉛鹵化物(MAPbX3)、甲脒鉛鹵化物(FAPbX3)、銫鉛鹵化物(CsPbX3)和銫錫鹵化物(CsSnX3)。通過改變鈣鈦礦材料的組成，鈣鈦礦電池的顏色也會隨之改變，可用于制備彩色電池，以適用于更多應用場景。疊層電池突破肖克利-奎伊瑟轉(zhuǎn)換效率極限。1961年，WilliamShockley和HansQueisser測算出單節(jié)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率理論極限為33.7%，該極限被稱為Shockley-Queisser（肖克利-奎伊瑟）極限。1994年，Meier等人首次提出疊層電池概念，即將不同帶隙的電池進行堆疊。寬帶隙電池吸收較高能量光子，而窄帶隙電池吸收較低能量光子，進而拓寬光伏電池對太陽光的吸收范圍，其理論極限效率最高可達69%。根據(jù)NREL統(tǒng)計，目前實驗室最高轉(zhuǎn)換效率已達47.1%，由NREL科學家JohnGeisz于2019年六疊層電池創(chuàng)造。鈣鈦礦是理想的疊層電池材料，產(chǎn)業(yè)化前景可期。目前疊層電池中應用較多的原料是砷化鎵（GaAs），鈣鈦礦帶隙連續(xù)可調(diào)，也是實現(xiàn)高效疊層太陽能電池的理想材料，具有重要應用前景。2022年5月，南京大學譚海仁團隊通過運用涂布印刷、真空沉積等大面積制備技術(shù)，首次實現(xiàn)全鈣鈦礦疊層光伏組件的制備，經(jīng)國際權(quán)威第三方測試機構(gòu)認證，轉(zhuǎn)換效率達21.7%，面積為20.25cm2，展示了良好的產(chǎn)業(yè)化前景。此前，譚海仁團隊旋涂技術(shù)制備的小面積全鈣鈦礦疊層太陽電池的轉(zhuǎn)換效率達到26.4%。3.2.生產(chǎn)制造優(yōu)勢：輕薄、工藝簡單、節(jié)能、生產(chǎn)周期短吸收效率優(yōu)異，吸收層輕薄。鈣鈦礦光伏電池吸收系數(shù)表現(xiàn)優(yōu)異，使得鈣鈦礦吸收層只需要亞微米級（100nm~1μm）厚度，即可產(chǎn)生高密度光生載流子，厚度與遠薄于晶硅電池片，差異近3個數(shù)量級。根據(jù)CPIA數(shù)據(jù)，2021年P(guān)型單晶硅片平均厚度在170μm左右，較2020年下降5μm。超薄的吸收層能夠節(jié)約材料消耗，降低成本，成品也更輕薄，尤其適用于光伏幕墻等BIPV產(chǎn)品。材料來源豐富，制作工藝簡單，成本或有顯著優(yōu)勢。相比晶硅電池要求99.9999%的高純度硅，鈣鈦礦純度僅需90%，且材料配方可調(diào)，來源豐富。晶硅從硅料至組件需流轉(zhuǎn)多道工藝，往往需要三天起步；而鈣鈦礦生產(chǎn)流程制備工藝簡單得多，以旋轉(zhuǎn)法為例，只需將化合物溶液滴在制備好的電子傳輸層，旋轉(zhuǎn)、蒸發(fā)結(jié)晶便可制備完成，全過程可在一個工廠中完成，時間最快可以控制在一個小時之內(nèi)。當產(chǎn)線達到GW級規(guī)模生產(chǎn)時，鈣鈦礦電池較目前已經(jīng)成熟的晶硅電池或有30%以上成本優(yōu)勢。鈣鈦礦生產(chǎn)全過程可在低溫環(huán)境完成，更節(jié)能環(huán)保。鈣鈦礦生產(chǎn)工藝流程溫度不超過150℃，而晶硅在鑄錠和拉晶環(huán)節(jié)都需要超過1500℃，生產(chǎn)能耗差異巨大。我們認為，隨著雙碳戰(zhàn)略的推進，光伏電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)耗能或也列入管控范圍，屆時鈣鈦礦電池相較目前主流晶硅電池也將獲得一定比較優(yōu)勢。3.3.商業(yè)化進程：穩(wěn)定性與尺寸或為主要催化因素鈣鈦礦目前尚未實現(xiàn)商業(yè)化，主要瓶頸在于穩(wěn)定性與尺寸。穩(wěn)定性方面，目前的鈣鈦礦電池對溫濕環(huán)境較敏感，材料易產(chǎn)生熱分解、晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變等問題。尺寸方面，鈣鈦礦目前的高轉(zhuǎn)化效率只能在實驗條件下，在1cm2左右大小的電池片上實現(xiàn)，電池尺寸增大后，難以控制薄膜的均勻性，光電轉(zhuǎn)化效率與穩(wěn)定性均難以保障。鈣鈦礦電池穩(wěn)定性已取得關(guān)鍵性實驗進展，可密切關(guān)注產(chǎn)業(yè)落地情況。鈣鈦礦電池對材料純度要求相對較低，可以通過摻雜其他元素改變材料性質(zhì)，以實現(xiàn)提高空氣穩(wěn)定性/水汽穩(wěn)定性/光穩(wěn)定性的效果。根據(jù)摻雜的情況，鈣鈦礦材料一般可分為三類：（1）混合陽離子和鹵化物陰離子鈣鈦礦材料；（2）有機聚合物或無機物摻雜的鈣鈦礦復合材料；（3）二維-三維鈣鈦礦復合材料。華中科技大學韓宏偉教授團隊2020年通過引入雙功能5-AVA有機分子，實現(xiàn)了9000h器件性能無明顯衰減的超高工作狀態(tài)穩(wěn)定性，成果于《Joule》發(fā)表，展現(xiàn)出良好的商業(yè)化前景。目前，韓宏偉教授已成立萬度光能探索產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，并已在宜昌、貴州等地籌建相關(guān)產(chǎn)業(yè)園。一方面，鈣鈦礦電池穩(wěn)定性問題正在不斷優(yōu)化；另一方面，由于鈣鈦礦電池成本較低，或在使用壽命遠低于晶硅電池時就能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化價值。大面積鈣鈦礦制備有多個潛在產(chǎn)業(yè)化路徑。根據(jù)金勝利等人的研究，目前鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化制備技術(shù)可分為四類：（1）溶液涂布：由涂布裝置帶動鈣鈦礦前驅(qū)體溶液在基地上相對運動，形成均勻薄膜；（2）噴涂：在噴頭內(nèi)部施加壓力，擠出鈣鈦礦前驅(qū)體溶液；（3）軟膜覆蓋：在壓力下用聚酰亞胺膜覆蓋的方式將絡合物前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成薄膜；（4）氣相沉積：在真空環(huán)境下蒸鍍。目前各種制備方法的技術(shù)與設(shè)備迭代迅速，前景值得期待。鈣鈦礦電池有望成為主流光伏電池。雖然鈣鈦礦電池目前尚不具備商業(yè)化條件，但考慮到鈣鈦礦電池自2009年首次面世以來發(fā)展僅13年，技術(shù)迭代迅速，在轉(zhuǎn)化效率、制造成本、應用場景等方面都具有巨大的潛力，我們認為其極可能成為未來主流光伏電池，產(chǎn)業(yè)鏈機會巨大。國內(nèi)眾多廠商已在爭先布局。協(xié)鑫光電于2020年起投建100MW鈣鈦礦組件量產(chǎn)線，2022年5月宣布完成數(shù)億元B輪融資，用于進一步完善100MW產(chǎn)線。2022年5月，纖納光電宣布首發(fā)鈣鈦礦α組件；2022年7月在浙江衢州舉行了首批α組件的發(fā)貨儀式，發(fā)貨數(shù)量為5000片，用于浙江省內(nèi)工商業(yè)分布式鈣鈦礦電站。極電光能在建行業(yè)內(nèi)產(chǎn)能最大的150MW鈣鈦礦試制線，預計于今年開始試生產(chǎn)。杭蕭鋼構(gòu)旗下子公司合特光電在建100MW鈣鈦礦/晶硅疊層電池中試線，目標在不晚于2023年5月投產(chǎn)，轉(zhuǎn)換效率28%以上。4.虛擬電廠有望進一步為BIPV分布式電站提供技術(shù)保障4.1.電力消納制約新能源發(fā)展，分布式增加系統(tǒng)調(diào)峰難度電力消納是電力系統(tǒng)重要組成部分。消納，即消化、吸納。在發(fā)電廠（水電、火電、核電、風電電源）發(fā)電上網(wǎng)后，電能無法方便地儲存，不及時用掉就會造成電能浪費，所以電力系統(tǒng)需要利用儲能等方式進行調(diào)峰調(diào)頻，并將富余的電能經(jīng)調(diào)度送到有電能需求的負荷點，該過程就是電力消納。相較傳統(tǒng)火電，風電與光伏的出力不均是造成電力消納問題的主要因素之一。由于受自然條件和環(huán)境等因素的影響，風力和光伏發(fā)電的輸出功率具有明顯的隨機性和波動性，增大了系統(tǒng)的調(diào)峰難度，使得系統(tǒng)的調(diào)峰壓力驟增，并且會影響區(qū)域電網(wǎng)可以接納的風電和光伏發(fā)電能力。此外，發(fā)電端與用電端的區(qū)位不匹配亦是造成電力消納問題的主要因素。根據(jù)《中國綠色電力發(fā)展綜述》，我國風能資源豐富區(qū)主要在東北、內(nèi)蒙古、華北北部、甘肅酒泉和新疆北部。太陽能光伏發(fā)電方面，我國資源較為豐富，根據(jù)國家氣象科學數(shù)據(jù)中心的信息顯示，我國有2/3的地區(qū)年輻射量大于1400kWh/m2，陸地太陽能的理論儲量高達186萬GW。但我國各地區(qū)之間的太陽能資源情況差異較大，總體表現(xiàn)為平原、多雨高濕地區(qū)資源較少，高原、少雨干燥地區(qū)資源較多。綜合來看，我國西北地區(qū)資源稟賦突出，發(fā)電量明顯大于當?shù)赜秒娏浚?jīng)濟更為發(fā)達的東部沿海地區(qū)則存在發(fā)電量小于當?shù)赜秒娏康睦Ь?，這種區(qū)位不匹配亦是造成電力消納問題的主要因素。風光大基地的建設(shè)導致電力消納問題更為突出。隨著第一批風光大基地陸續(xù)投產(chǎn)，內(nèi)蒙古、陜西、青海、甘肅、吉林等省份的風電和光伏發(fā)電裝機規(guī)模將大幅增加，風光發(fā)電量占比將進一步提升。同時，5月31日，國務院印發(fā)《關(guān)于印發(fā)扎實穩(wěn)住經(jīng)濟一攬子政策措施的通知》，提到加快推動以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地建設(shè)，近期抓緊啟動第二批項目，因而第二批大型風電光伏基地建設(shè)節(jié)奏或?qū)⒓涌臁Ｎ鞅钡貐^(qū)新能源發(fā)電量以就地消納和依托存量通道外送消納為主，在本地消納空間有限的情況下，風光大基地建設(shè)導致消納壓力進一步增大，需重點關(guān)注西北地區(qū)新能源利用水平。分布式光伏上網(wǎng)規(guī)模劇增亦對當?shù)仉娋W(wǎng)調(diào)峰造成壓力。近年我國分布式光伏發(fā)展迅猛，2022H1分布式光伏新增裝機量達到19.65GW，占今年上半年全部新增光伏發(fā)電裝機的63.6%。在并網(wǎng)消納方面，大規(guī)模發(fā)展分布式光伏將增加部分地區(qū)的系統(tǒng)調(diào)峰壓力，引起輸配電網(wǎng)與分布式光伏在建設(shè)布局、規(guī)模、時序上不協(xié)調(diào)的問題，同時會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來較大挑戰(zhàn)。4.2.火電改造+儲能并舉，提升電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰能力4.2.1.火電靈活性改造是十四五期間電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的最主要增量來源現(xiàn)階段火電機組仍是我國的主力電源。2021年，我國火電/水電/風電/核電/光伏發(fā)電的裝機容量占比分別為55%/16%/2%/14%/13%。盡管從趨勢上來講，火電占比逐年下降，綠電占比逐年上升，但現(xiàn)階段而言火電機組仍是我國的主力電源。此外，與

新能源相比，火電具有出力穩(wěn)定的優(yōu)勢，可給電力系統(tǒng)兜底保供，因此難以在短時間內(nèi)被徹底取代。增加調(diào)峰能力是當前火力靈活性改造最為主要的目標?；痣婌`活性是電力系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵指標，也是電力系統(tǒng)靈活性的核心組成部分?；痣婌`活性通常指火電機組的運行靈活性，即適應出力大幅波動、快速響應各類變化的能力，主要指標包括調(diào)峰幅度、爬坡速率及啟停時間等。目前，國內(nèi)火電靈活性改造的核心目標是充分響應電力系統(tǒng)的波動性變化，實現(xiàn)降低最小出力、快速啟停、快速升降負荷三大目標，其中降低最小出力，即增加調(diào)峰能力是目前最為廣泛和主要的改造目標。靈活性改造涉及電廠內(nèi)部多個子系統(tǒng)的變化，可能需對機組設(shè)備的本體進行改造，也可能需要新建其他輔助設(shè)備。對于常規(guī)火電機組，改造包括對鍋爐、汽輪機等主機設(shè)備的改造，也包括對控制系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、冷凝水系統(tǒng)等輔助設(shè)備的改造；對于供熱火電機組，在上述改造基礎(chǔ)上，還可進一步通過低壓缸旁路、蓄熱罐、電鍋爐等方式，改變原有發(fā)電與供熱間的耦合關(guān)系，釋放機組的運行靈活性。經(jīng)過靈活性改造后，火電可實現(xiàn)由基荷模式到調(diào)峰模式的轉(zhuǎn)變。調(diào)峰模式可以更好地滿足電力系統(tǒng)日負荷峰谷差的需要，保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行，德國火電機組的轉(zhuǎn)變過程就具有一定代表性。本質(zhì)上，當儲能裝機足夠時，火電并不需要完成由基荷模式到調(diào)峰模式的轉(zhuǎn)變。但是當下的儲能裝機量還明顯不足，因而火電完成至調(diào)峰模式的轉(zhuǎn)變就顯得至關(guān)重要。同時，考慮到抽水蓄能對地理條件要求較高，且電化學儲能經(jīng)濟性與可行性尚存在約束，火電靈活性改造將是十四五期間電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的最主要增量來源。因此，國家先后出臺多個政策，鼓勵煤電靈活性改造以增加調(diào)峰資源。4.2.2.長時儲能提速為大勢所趨，保障新型電力系統(tǒng)調(diào)峰能力儲能系統(tǒng)可以平滑電力供給+需求，并為用戶節(jié)省用電成本。一方面，儲能既可以實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)峰，將風光發(fā)電高峰時段的電量儲存后再移到用電高峰釋放，從而可以減少棄風棄光率；另一方面，儲能系統(tǒng)可以對隨機性、間歇性和波動性的可再生能源發(fā)電出力進行平滑控制，從源頭降低波動性，滿足可再生能源并網(wǎng)要求。此外，在用戶側(cè)，儲能系統(tǒng)還可以利用峰谷價差進行套利，為用戶節(jié)省用電成本；此外，在故障時儲能系統(tǒng)可提供額外的電力供給，增強電力系統(tǒng)的可靠性。抽水蓄能技術(shù)最為成熟，累計裝機規(guī)模領(lǐng)先新型儲能方式。根據(jù)技術(shù)原理劃分，儲能主要分為機械儲能（如抽水蓄能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等）、熱儲能（如熔鹽儲能等）、電化學儲能（如鋰離子電池、鉛酸電池、液流電池等）、化學儲能（如氫儲能等）四大類。從市場份額來看，根據(jù)CNESA全球儲能項目庫的不完全統(tǒng)計，截至2021年底，全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模209.4GW，同比增長9%。其中，抽水蓄能的累計裝機規(guī)模占比首次低于90%，比去年同期下降4.1個百分點；

新型儲能的累計裝機規(guī)模緊隨其后，為25.4GW，同比增長67.7%，其中，鋰離子電池占據(jù)絕對主導地位，市場份額超過90%。我們在《揮斥方遒，水利行業(yè)歲月崢嶸》一文中測算過抽水蓄能相應空間與增速：

雙碳戰(zhàn)略下抽水蓄能需求提升，多項政策護航抽水蓄能市場快速發(fā)展。隨著雙碳戰(zhàn)略的推進，我國風電、光伏發(fā)電占比仍將不斷提高，因其具有強烈的隨機性和間歇性，對電力系統(tǒng)供需平衡帶來挑戰(zhàn)，抽水蓄能作為目前最主要的儲能手段，重要性顯著提升。目前，政策明確指引將大力發(fā)展抽水蓄能，2021年9月國家能源局發(fā)布的《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》提出2025年62GW，2030年120GW的裝機目標。市場化改革也進一步明晰了抽水蓄能電站的盈利模式，消除了發(fā)展障礙。雙兩百工程目標直指270GW開工建設(shè)，抽水蓄能建設(shè)市場或迎來4年4倍增長。2022年6月，中國電建董事長丁焰章在人民日報發(fā)布《發(fā)展抽水蓄能推動綠色發(fā)展》，提出要在十四五期間實施“雙兩百工程”，在200個市縣開工建設(shè)200個以上抽水蓄能項目，開工目標270GW。截止2021年底，我國在建抽水蓄能項目約55GW，270GW較此有近4倍增長空間，假設(shè)2025年我國實現(xiàn)270GW開工目標，且每瓦單價與工程建設(shè)周期與目前基本一致，則2021年~2025年抽水蓄能建設(shè)市場規(guī)模年均復合增速高達49%。新型儲能方式蓬勃而起，發(fā)展前景廣闊。通常來說，新型儲能是指除抽水蓄能以外的新型儲能技術(shù)，包括新型鋰離子電池、液流電池、飛輪、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等。由于抽水蓄能存在開發(fā)建設(shè)時間長、地理條件要求高等問題，難以獨立承擔儲能任務，新型儲能方式亦是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備?！秶野l(fā)展改革委、國家能源局關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》指出，到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，在高安全、低成本、高可靠、長壽命等方面取得長足進步，裝機規(guī)模達3000萬千瓦以上；到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，標準體系、市場機制、商業(yè)模式成熟健全。4.3.虛擬電廠作為新型電力消納技術(shù)，有望進一步為BIPV分布式電站提供技術(shù)保障虛擬電廠不是真正意義上的發(fā)電廠，其本質(zhì)上是一種智能電網(wǎng)技術(shù)，可以幫助電網(wǎng)調(diào)節(jié)負荷，因此可以視為一座沒有發(fā)電機卻擁有發(fā)電功能的電廠。虛擬電廠是一種通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)DG、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等DER的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。虛擬電廠的核心邏輯是通過信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，將用戶側(cè)各類分散、可調(diào)節(jié)的電源負荷匯聚起來，對這些電力進行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，與外部集控系統(tǒng)、管理平臺配合進行協(xié)同控制和優(yōu)化，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和運營策略調(diào)整后，對外進行能量輸送，根據(jù)市場需求變化進行碳市場和電力市場交易，最終達到彌合電力供需矛盾、達到電力系統(tǒng)總體效益最大化的目的。虛擬電廠可實現(xiàn)“源荷互動”，是分布式能源管理的重要技術(shù)手段。相對于傳統(tǒng)電力能源生態(tài)系統(tǒng)“源隨荷動”的模式，虛擬電廠的發(fā)電、輸電、配電、用電界限相互交叉，同時兼具生產(chǎn)者與消費者的角色，根據(jù)需求可以改變角色身份特征，運行方式特征為“源荷互動”。前文中已經(jīng)提到，新能源發(fā)電具有隨機性、間歇性和波動性的特點，對負荷的支撐能力不足，若規(guī)?；苯硬⑷腚娋W(wǎng)發(fā)電，將會威脅電力系統(tǒng)安全以及供電的穩(wěn)定性。同時，由于分布式光伏以及儲能設(shè)施的快速發(fā)展，如何實現(xiàn)“源、網(wǎng)、荷、儲”電力電量平衡、儲能管理、策略運營和優(yōu)化協(xié)調(diào)運行等功能成了未來的關(guān)鍵技術(shù)，而虛擬電廠可通過先進計量、信息通信、控制和管理技術(shù)，將用戶側(cè)分散的清潔能源、儲能系統(tǒng)、可控負荷等分布式能源資源聚合并協(xié)調(diào)優(yōu)化，實現(xiàn)削峰填谷，是分布式能源管理的重要技術(shù)手段。通過虛擬電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷具備經(jīng)濟性。據(jù)國家電網(wǎng)測算，通過火電廠實現(xiàn)電力系統(tǒng)削峰填谷，滿足5%的峰值負荷需要投資4000億元；而通過虛擬電廠，在建設(shè)、運營、激勵等環(huán)節(jié)投資僅需500億元至600億元。政策推動下，我國虛擬電廠建設(shè)或?qū)⒓铀?。以《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》為代表的政策持續(xù)出臺，鼓勵虛擬電廠發(fā)展。地方層面，北京、山西等地也已經(jīng)發(fā)布具體政策來支持虛擬電廠發(fā)展。8月26日，繼廣州之后，深圳成立虛擬電廠管