光伏制造可大致分為多晶硅、硅片、電池片、組件四個環節，2021年中國這四個制造環節的全球產量占比均在75%以上。

中國光伏強到何種程度？光伏是否真值得被如此看好？這個賽道是否具有長期的競爭力？近期，千億市值龍頭通威重磅發聲，其所著《未來 碳中和與人類能源第一主角》一書，深度分析了光伏的邏輯，將自身發展路徑和對行業的判斷和盤托出，把光伏新能源講透了。

01、碳中和第一主角

當清潔能源消費占到未來能源消費的80%以上時，太陽能、風能、水能、核能、氫能以及生物質能將扮演重要的角色。但是，哪一種能源會是其中的支柱？

答案無疑是太陽能。

太陽能無處不在，總量巨大。人們可以以極低的成本，獲取這一零排放零污染的永續清潔能源。

我們先看看其他清潔能源。

風能

相對于傳統的化石能源，風能在能源供給的過程中不會產生溫室氣體， 并且風能作為自然界中的一種可再生能源，可以源源不斷地為人類提供龐大的能源補充。

全球風能不但儲備極為豐富，而且分布廣泛，幾乎涉及所有的國家和地區。由于風能技術相對簡單，不會因為制造材質等因素影響轉換效率，因此從20世紀70年代開始，風能是新能源領域中發展最快、裝機容量占比最大的能源。

目前，全球最大的風力發電機組是位于丹麥的“V164”：220米高的主體，搭配三個80米長的葉片，一天的發電量就足以滿足當地數百戶家庭一個月的用電量需求。

海上風電是未來風電的重要發展方向。

但是，風能也有間歇性和不穩定性的缺點，有風與沒風、風大與風小在發電功效上存在很大的差異。這導致風力發電無法根據需求增減發電，必須與其他的電力來源或儲存設施一起使用，提供范圍內的能源補充和替代，才能保障電力的穩定供應。

同時，風力發電對電站建設的地域要求更高，且以大型電站建設為主，不適合進行分布式布置。不過，瑕不掩瑜，在未來的能源體系中，風能必然會占據一席之地。

水能

水能的特點包括廉價與清潔，既可以用于發電，也能轉換為機械能做功，是所有可再生能源中歷史最悠久、技術最成熟、適用最廣泛的一種能源。

總裝機容量高達 22.5GW的三峽水電站，這是目前世界上最大的水電站。

水資源的開發利用從表面上看清潔無污染，卻會對周圍的生態環境產生影響。埃及阿斯旺大壩于 20世紀70年代初竣工，一度是埃及人引以為傲的能源工程，不僅解決了當地雨季和旱季水資源分布不均的問題，還為國家提供了廉價的電力，使得工業發展進而實現工業化成為可能。

但隨著時間的推移，阿斯旺大壩對尼羅河流域生態平衡的影響逐漸顯露。在上游蓄水的同時，大量富含養料的泥沙沃土也被鎖在了上游，下游和沿岸土壤出現大規模鹽漬化，河口三角洲的面積嚴重縮小 ；庫區則沉淀了大量富含微生物的淤泥，使得藻類及浮游生物瘋狂生長，水質嚴重惡化，依河而居的居民的健康受到損害。

這不是個例，肯尼亞的姆韋亞水電站、我國臺灣的美濃水庫都存在不同程度的生態破壞情況。不少環保人士和團體也因此反對興建大型水電站。不過，縱觀全球經驗，幾乎所有的國家都在積極開發利用水能，所以水電站在目前的能源體系中占據重要地位。

核能

與其他能源相比，核能有數不盡的優勢。能量高、清潔、穩定。

20世紀下半葉，有技術能力支撐的國家開始爭先恐后地發展核能，其中70年代的裝機容量增長量超過700%。

但1986年切爾諾貝利事件打破了核能神話。8 噸多的強輻射物質泄漏， 產生相當于500顆二戰時美國向日本投放的原子彈的核輻射強度，包括俄羅斯、白俄羅斯和烏克蘭在內的6萬平方千米的土地被污染，數萬人不幸遇難，更多人由于放射性物質的影響患上了癌癥。切爾諾貝利事件引起了世界各國對核電的反思，公眾開始反對核電，部分國家停止核電廠的建設，全球核能市場首次出現萎縮。在20世紀90年代，其增速甚至不足5%。2011年3月，地震引發的日本福島核泄漏事故再次為人類敲響警鐘。德國、瑞士、意大利先后宣布退出核電布局，法國、韓國也開始逐步減少未來核電的規劃布局。

由于核裂變技術存在巨大的安全風險，人們將未來核能的應用投向了核聚變技術。

但要實現可控的核能技術發電，在應用上十分困難，因為核聚變發電的兩大難點是上億度的點火溫度和長時間穩定地約束運行。如果要實現大規模應用，至少還需要半個世紀的探索，也許在 21世紀末核聚變技術能夠走出實驗室。

生物質能

生物質能具有資源量大、燃燒可控、能源質量高的特點。

自20世紀90年代以來，生物質能在農業發達的國家得到了廣泛發展。巴西一直著力研究以甘蔗為主要原料的生物液體路徑，在21世紀初一躍成為生物液體燃料大國 ；歐洲通過政策補貼以鼓勵生物質能的發展 ；美國在2009年生產出 117.84億千克的大豆，用于生產生物質燃料。

但2010年以后，行業內關于生物質能的討論聲越來越小，主要原因在于獲取生物質燃料需要耕種。

在耕種空間增長極為有限的情況下，如果依然發展生物質能，勢必會和農業產生利益沖突。從經濟效益角度來說，同樣面積的土地用于種植糧食的收益遠不如用于種植生物質燃料，資本做何選擇不言而喻。長此以往，會在能源問題上衍生出更多的矛盾。

另外，從能源利用效率來看，生物質能并不經濟。此外，秸稈、垃圾、沼氣燃燒產生的溫室氣體并不比傳統化石能源少，生物質能的應用只能解決能源可持續問題，面對環境問題仍顯得力不從心。

在未來的能源體系中，以垃圾焚燒發電、沼氣燃燒發電、乙醇汽油為代表的生物質能會繼續發展，但絕對不是主流。

氫能

氫能好處眾多 ：氫氣燃燒后的產物只有水，清潔無污染；隨著電解水制綠氫的技術日益成熟，氫能可以被看作一種取之不盡、用之不竭的可再生能源 ；氫的發熱值極高，燃燒1千克的氫氣能釋放出1.4×108焦耳的熱量，是同質量天然氣的兩倍左右。如果可以在交通工具上普及，全球交通的碳排放將得到極大的遏制。

2019年，氫能首次被寫入《政府工作報告》。在“雙碳”目標的驅使下，氫能更是迅速躋身能源革命的熱門賽道，甚至被譽為21世紀最具發展潛力的清潔能源。中國氫能聯盟預計到2030年和2050年，中國氫氣終端能源占比分別達5%和 10%以上。

但是，氫能也有不小的局限。首先，氫能是二次能源，并非一次能源，它需要通過其他能源制取。其次，氫氣的體積能量密度小是致命缺點。如果要增大體積能量密度，就需要增加壓力，使用特制的儲氫罐儲存。這無疑又會增加氫氣的應用成本和阻力。另外，氫氣相比于其他氣體十分容易泄漏，使用和儲存起來比其他氣體更困難，特別是在相對封閉的空間內，比如地下停車場、倉庫，一旦泄漏很容易發生爆炸。為了達到安全標準，加氫站需要選在遠離鬧市區、空曠的地方，配備特殊的安全設備，建設成本相當高。

這些限制條件都為氫能及氫能汽車的發展蒙上了陰影。從上游的制氫到中游的運氫、儲氫，再到終端的氫站建設、氫能汽車應用，以氫為核心的能源體系面臨重重困難。正因如此，特斯拉 CEO 馬斯克公開向媒體稱 ：“燃料電池沒有未來。”而氫燃料電池就是馬斯克所言“燃料電池”的主要產品。

所以，雖然氫能一直是能源市場中人們關注的重點，但時至今日，除了運載火箭實現了氫燃料的大規模應用，依然是一種相對邊緣化的能源。

但可以預見，隨著新一輪碳中和的熱潮，氫能將繼續得到發展，作為二次甚至三次能源，將擔任重要的配角。

通過比較以上五種新能源的優劣勢，可以大致推測出它們在未來能源體系中的占比 ：風能> 水能> 氫能> 核能> 生物質能。

但在實現碳中和的道路上，能夠真正充當主角的能源，應該是路徑最短、轉換效率最高、利用相對最方便的太陽能。

02、主角的優勢

本質上，不論是傳統的化石能源，還是風能、水能、生物質能等新能源，都沒有跳脫出太陽本身，只是太陽能的不同表現形式。

既然太陽能無處不在，那么將分散的能量匯集起來，正是人類未來能源的主要來源之一。但我們此處所講的太陽能，是指太陽輻射能的光電、光熱和光化學的直接轉化。特別是光電轉化，即太陽能光伏發電，是最有前景的能源技術。

第一，技術原理最先進。

太陽能光伏發電的原理相比于其他能源則更為簡便快捷。化石能源需要通過燃燒，先轉化為熱能，然后轉化為電能。風能、水能需要將風與水的動能轉化為機械能，再轉化為電能。

而太陽能是從光子運動直接轉化為電子遠動，是從光到電的直接轉化。這意味著光伏發電的原理最簡單、先進。

第二，總量巨大。

據估計，地球表面每日接收的太陽能相當于1億桶石油所生產的能量，甚至太陽只要照射地球一小時，所積蓄的能量就足以供人類消費一年。

而且，這個巨大的火球已沸騰近50億年。據物理學家預測，太陽的壽命約為100億年，因此太陽還能照耀地球50億年之久。太陽能幾乎就是“永恒能源”。

第三，分布廣。

“陽光普照”一詞將太陽能的屬性描述得尤為精準。相比其他能源，太陽能是最易獲得、最公平的能源。

我國全年日照時數大于2000小時的地區占國土總面積的2/3以上，具有利用太陽能的良好條件。這一點就連以“分布廣”著稱的風能都無法媲美，更不用說石油、煤炭等傳統能源了。

第四，光伏發電最重要原材料的“硅”，也十分豐富。

我國硅資源豐富，青藏高原東北部、江蘇東海、河南偃師、寧夏石嘴山、湖北宜昌、四川樂山及廣元、云南昭通等地區都存在儲量達千萬噸甚至億噸以上的巨型硅礦，同時全國各地幾乎都發現了高品位含氧化硅礦。

第五，應用場景非常廣泛。

不僅能建設集中型電站，還能通過建設分布式的小型電站，甚至在每家每戶的屋頂安裝電池組件進行發電。在航天航空、交通、農業、建筑、軍事、城市照明等多個領域，都可以應用太陽能光伏發電。

甚至在遠離人煙的沙漠、海島，也會因為有了光伏發電而燈火通明。

這些屬性，決定了太陽能光伏發電擁有巨大的發展潛力。它是當之無愧的清潔能源第一主角。

03、算一道算術題

10年前，每1kW的光伏發電設備和系統成本為 3萬～5萬元。隨著產業規模的不斷擴大、技術迭代的不斷加快、智能制造的迅速推廣，光伏發電成本下降了90%以上。

未來三五年，1kW的光伏發電成本還有可能降到 2000元、1000元，甚至更低。成本低廉、清潔無污染的光伏發電正在被越來越多的國家及其居民接受，它的應用正在全球迅速擴散。

越來越多的光伏電站拔地而起，越來越便宜的光電并入電網。

2021年5月11日，國家能源局下發《關于 2021年風電、光伏發電開發建設有關事項的通知》，提出2021年全國風電、光伏發電的發電量占全社會用電量的比重達到11%左右，后續逐年提高，確保2025年非化石能源消費占一次能源消費的比重達到20%左右 ；同時建立保障性并網、市場化并網等多元保障機制，2021年風光保障性并網規模不低于9000萬kW。

有了強大的技術與制造能力、足夠低廉的成本和積極的產業政策后，那么到2060年，

·中國社會到底會有多少光伏？

·中國作為世界上人口最多、經濟總量居全球第二的國家，以及世界第一的能源生產國與消費國，到2060年實現碳中和時，整個能源體系中的光伏占比應該有多大？

·人均光伏裝機容量是多少？

回答這些問題不僅為我國實現碳中和樹立了方向、確定了目標，而且影響著光伏產業的發展，因為它決定了清潔能源究竟將給我們的社會帶來多大的影響。

《能源生產和消費革命戰略（2016—2030）》提出，到2050年非化石能源在國家能源體系中占比將超過一半。

但業內諸多意見領袖都認為這個目標還是過于保守，因為光伏產業的發展是以指數形式增長的。

首先，碳排放將加重溫室效應這一點毋庸置疑，為應對氣候危機，我們需要同步升級能源結構。

其次，以光伏為代表的新能源技術同樣適用摩爾定律。

在經過前期鋪墊之后，未來的技術路徑也將呈現指數級發展。到2050年中國的清潔能源占比將遠遠超過50%。

按2060年碳中和的目標節點推算，中國清潔能源的占比至少要達到80%，其中一半將是光伏。在這個前提下，不妨做一道簡單的算術題，算一算到2060年中國究竟需要多少光伏。

中國現在一年消耗石油約5億噸，在全部能源消耗中占18.9%，也就是說如果將能源供給來源全部替換為石油，我們一年至少需要26.5億噸的石油。

每 100GW 的光伏系統每年生產的電力，相當于0.5億噸石油的等效能量， 所以如果我們現在將26.5億噸石油全部替換為光伏，需要5300GW 的光伏裝機容量（2020年，我國的光伏裝機容量約為253GW）。全國約14億人口，人均至少需要 3.8kW的光伏裝機容量。

考慮到未來40年中國社會將全面發展，經濟規模可能會翻一番甚至更多， 現代化水平也將不斷提升，未來人均能源消費量也會迅速增加。

2019年美國人均能源消費量是我國的3.66倍（2019年，中國消費的能源約為 48.6億噸標準煤，人口約14億 ；美國在 2019 年消費的能源為41.63億噸標準煤，人口約3.28億）。如果我國在2060年人均能源消費量達到2019年美國的水平，那么， 到2060年，我國人均至少需要 13.9kW 的光伏裝機容量。

假設2060年在我國的能源結構中光伏占到50%，那么未來人均至少需要6.95kW的光伏裝機容量。

人均近7kW的光伏裝機容量是一個什么樣的概念？假設人口總數不變， 每人擁有7kW的光伏裝機容量，那么屆時中國將會需要累計9800GW 的光伏裝機容量。也就是說，除去已有的約 253GW裝機量，未來40年我們每年至少都需要新增約237GW的光伏裝機容量。

看似繁重的任務對中國光伏產業的發展來說，將是一個巨大的推動力。人均7kW的光伏裝機容量、累計9800GW的光伏裝機容量，將深刻改變中國社會。

除了太陽能之外，風能、水能、核能等也將進一步發展。能源生產清潔化作為這個時代的標志性事件，正在把人類帶向未來的發展階段。

中國計劃在2060 年實現碳中和目標，在光伏產業的支撐下預計會提前5～10年實現。