沙子的主要成分，是二氧化硅。作為建材的沙子，價格只有十幾元到二十幾元一噸。

但通過層層工序加工“沙子”、將二氧化硅中的氧去除，在還原爐中沉積出的多晶硅，價格卻能夠漲到二十幾萬元一噸。這可是一萬倍的差距。

當然，多晶硅并不是一直如此昂貴。2021年初，多晶硅每噸價格還在5萬元左右，2021年底就漲到18萬元左右。在硅料經歷了2021年“勻速上漲-快速上漲-橫盤震蕩-快速上漲-橫盤震蕩”之后，2022年上半年報價依然在上漲。

據中國有色金屬工業協會硅業分會（下稱硅業分會）6月15日公布的最新硅料報價，當周國內多晶硅價格繼續維持微漲走勢，主要材料價格區間在27萬元/噸左右，環比漲幅均在0.4%左右。對比2021年底18萬元左右的價格，最近半年多晶硅又漲了八九萬元。

供不應求之下，硅料龍頭企業賺得盆滿缽滿。如保利協鑫2020年還虧損62.71億元，2021年就扭虧為盈，凈利潤高達50.84億元，業績可謂是從谷底直沖山巔。一時間，硅料企業也成為了光伏產業鏈中“最靚的仔”。

光伏產業鏈誰掌握“話語權”？

我國光伏產業發展多年，已形成一條完整而明晰的產業鏈，具體分為硅料、硅片、電池、組件、應用產品五大環節。

硅片作為光伏發電行業的“心臟”，對產業鏈上、下游均有較大影響。2021年以來，隨著硅料價格上漲，硅片價格也水漲船高。國泰君安研報認為，目前多晶硅致密料價格為26.1萬元/噸，已逼近2021年11月價格高點26.8萬元/噸，上下游供需錯配是其價格上漲的主要原因。

值得注意的是，硅料價格走勢幾乎錨定整個光伏產業鏈價格走勢。

硅料多晶硅，是當前光伏發展不可替代的上游環節，也是主產業鏈中產能最小的環節，光伏產業需要的多晶硅純度達99.9999%以上。

硅料環節不僅制造及研發門檻高，而且資金投入極大。同時，硅料的價格和質量對光伏發電的成本和效率也起著至關重要的作用。

根據索比咨詢計算，在其他條件不變的情況下，硅料每上漲1萬元/噸，硅片成本平均上漲0.206元/片，電池片與組件端成本平均上漲0.03元/瓦。證券時報數據寶統計，近兩年，多晶硅出廠均價持續走高，并于2022年6月重新站上23萬元/噸的近十年高位。

與此同時，硅料價格的“蝴蝶效應”，也讓硅料企業成為光伏產業鏈上備受關注的一環。

證券時報統計了A股市場中布局多晶硅產業的概念股名單，自2022年5月以來，26股實現普漲，平均漲幅達到29.36%。合盛硅業累計漲幅居首，高達65.48%；雙良節能、精功科技、東方電熱等漲幅均超過50%。

此外，大全能源和通威股份披露，2021年全年，兩家企業多晶硅的毛利率分別高達65.56%和66.69%；同期內，新特能源和協鑫科技綜合毛利率的分別為41.25%和37.3%。

行業分析人士表示，在硅片利潤相對可觀的情況下，硅片在產企業和擴建企業維持高開工率的意愿較強，而原料保障能力在一定程度上決定了盈利水平，故爭相搶購硅料的現狀導致多晶硅需求只增不減。

華泰期貨研報顯示，2021年全球光伏累計裝機920GW，我國光伏累計并網305.99GW，新增54.88GW。從需求端預測，到2025年和2030年，全球光伏裝機需求將分別達到400GW和1000GW，折算成多晶硅需求量將分別達到151萬噸和294萬噸，擴產空間巨大。

硅料成本上升促使企業尋找替代品

對于目前的光伏市場來說，全球范圍內的碳中和目標，是其迎來高速發展的契機之一。

實現碳中和目標關鍵在于電氣化，并確保大部分電力來源于零碳資源。大幅提升電力中零碳資源占比，轉型新能源發電為實現“零碳電力”的必由之路。

光伏發電由于沒有機械轉動部位，不會消耗任何燃料，不會排放任何污染物，是真正無噪音、無污染的清潔能源。光伏是國家重點支持的清潔能源，并將成為碳中和絕對主力，間接利好光伏電池產業發展。

2022年以來，我國光伏裝機量不斷攀升。根據能源局數據，2022年5月國內光伏新增裝機6.83GW，同比增長141%，環比增長86%；1-5月光伏新增裝機23.71GW，同比增長139%。國內5月需求超預期，預計主要源于分布式需求持續旺盛。

與此同時，光伏硅料價格也在持續上漲。受供需不平衡的影響，各路光伏企業紛紛簽署長單，爭搶上游原材料資源。

根據硅料企業通威股份發布的公告：2022年-2026年，青海高景太陽能科技有限公司計劃向通威股份旗下子公司合計采購不低于21.61萬噸多晶硅產品。按照6月15日國內單晶致密料成交均價26.61萬元/噸（含稅）測算，預計銷售總額約509億元（不含稅）以上。

值得注意的是，這并不是通威股份本年內第一筆“大單”。3月22日，通威股份公告，與隆基綠能簽訂兩年期多晶硅產品銷售協議，合同約定銷售量20.36萬噸。如按照彼時國內單晶致密料成交均價24.53萬元/噸測算，預計銷售總額約442億元人民幣（不含稅）。

換言之，在不到三個月的時間里，通威股份已拿下近千億元訂單。

實際上，通威股份訂單拿到“手軟”，只是硅料行業紅利泛濫的一隅。從整個賽道來看，大多硅料廠商受益于此。

近一年來，隆基股份先后與江蘇中能、新特能源等多家硅料企業簽訂采購長單合同，同時擴產動作不斷，該公司計劃2022年將單晶硅片、單晶電池、單晶組件的產能分別提升至150GW、60GW、85GW。

此外，2月27日，大全能源披露公告稱，該公司與某客戶簽訂了一份多晶硅長單銷售合同，將于2022年-2026年間向該客戶預計銷售30000噸太陽能級多晶硅特級免洗單晶用料，預計平均每月采購500噸，預計銷售總金額約為72.6億元（含稅）。

從光伏產業鏈來看，硅料成本約占硅片成本的60%，硅片成本約占光伏電池成本的50%，電池片約占組件成本的65%。當硅料的成本連鎖效應如此巨大，其下游廠商也自然會主動尋找替代品，鈣鈦礦便是其中之一。

鈣鈦礦因有更高的光電轉換效率以及更低的組件成本等優勢，被業內認為可能有很強商業化前景的新一代光伏技術。

澎湃新聞此前曾報道，如果摻雜新型材料，鈣鈦礦電池的轉換效率最高能達到驚人的50%，是目前晶硅電池的2倍左右。2009年，當鈣鈦礦太陽能電池首次被用來發電時，光電轉換效率僅為3.8%，彼時晶硅電池實驗室轉化效率達到18%。直到2021年，鈣鈦礦實驗室轉換效率的最高紀錄已達到29.8%，超過目前效率最高的異質結、TOPCon等晶硅技術的效率極限。

此外，根據協鑫光電透露：100兆瓦的單一鈣鈦礦電池工廠，從玻璃、膠膜、靶材、化工原料進入，到組件成型，總共只需45分鐘。而對于晶硅來說，硅料、硅片、電池、組件需要四個以上不同工廠生產加工，倘若所有環節無縫對接，一片組件完工大概也要三天左右時間，用時差異很大。

更加值得注意的是，從綜合成本角度，相比于晶硅，鈣鈦礦也有很大優勢——單片組件成本結構中，鈣鈦礦材料占比僅約為5%，總成本約為5毛到6毛錢左右，是晶硅極限成本的50%。

供需矛盾下，垂直一體與獨立專業模式之分

光伏硅片和組件龍頭隆基股份在2021年年報中就明確表示，由于光伏產業鏈制造環節發展不均衡，主要原材料出現階段性緊缺，再疊加鋁、銅等大宗商品漲價，行業開工率有所下降，產業鏈利潤向上游轉移。

但2021年的供需錯配，加上特殊時期階段性能耗管控的情況，在2022年已經緩解。硅業分會6月就預測，2022全年硅料總供應量與終端需求基本匹配。盡管下半年140GW-150GW的終端裝機預期，與同期硅料對應的硅片產出約195GW對比也存在供需失衡的部分可能，但實際上，供需平衡恰好需要硅料供應稍多于硅片。因為兩者產線投產時間的周期差異很大。

據了解，硅料產線的投產時間周期比較長，從投資建設到調試完畢并投產量產，建設周期約12-18個月，產能爬坡周期約3-6個月，明顯長于下游硅片環節6-8個月的建設周期與1-2個月的爬坡周期，這種情況就容易導致產業鏈上下游擴產節奏發生錯配。不僅是時間，在資金投入、能耗等方面，硅料提煉和制備也顯著高于下游的組件和集成，最低投入都是過億美元級別。

在上下游企業關系上，硅料行業位于上游，組件位于最下游。據統計，2021年，我國多晶硅產量達50.5萬噸，同比增長27.5%，硅片產量約為227GW，同比增長40.6%。電池片產量為198GW，同比增長46.9%，增幅最大。組件產量為182GW，同比增長46.1%。

但是下游電池片、組件企業卻“增收不增利”，申萬光伏組件及電池行業囊括的11家企業中，2021年合計實現營收1924.1億元，同比增長32.5%；然而其合計凈利潤卻虧損18.7億元；上游硅料企業則不僅增收，更加增利。

在產業下游對上游供應的擔憂中，一方面，投入鈣鈦礦等新技術研發成為企業分散供應鏈風險的一種手段；另一方面，中下游企業也在向上游拓展產業鏈，企圖建立更加全面的產業鏈體系。

在鈣鈦礦新技術研發上，6月15日，據蘇州晟成光伏官微，經過長時間研發及實驗數據驗證，晟成光伏鈣鈦礦電池團簇型多腔式蒸鍍設備現已量產，并成功應用于多個客戶端。而此前，捷佳偉創、拓日新能、京山輕機、西子潔能等企業都公布了自己在鈣鈦礦領域的研發和市場進展。

國泰君安研報也指出，隨著全球能源轉型加速推進，作為下一代最具潛力的光伏技術，鈣鈦礦太陽能電池因其具有吸光能力強、轉換效率高、原材料成本低、制備工藝較為成熟、生產過程低碳環保、組件可實現柔性和半透明等一系列優勢，已經成為全球新能源領域備受矚目的黑馬。

在下游企業整合上游供應鏈、抑或硅料企業鎖定原料供應上，光伏企業不僅是簽署長單，爭搶上游原材料資源，隆基綠能、中環股份、晶科能源、晶澳科技、雙良節能等企業本就采用“垂直一體化”模式，涉足產業鏈上中下游的多個制造環節，試圖在企業內部建立“內循環”供應鏈，從而確保供應穩定、降低生產成本。

而江蘇美科、京運通、上機數控等更多企業則主要采用“獨立專業化”模式，即企業經營專注于光伏產業鏈的個別環節，不謀求全產業鏈控制，更注重在單環節中做出市場比較優勢。兩種模式并無優劣之分，只是在硅料上漲的時期，看起來垂直一體化似乎更能掌控上游原料而已。

鈣鈦礦實現全面替代仍很遙遠

在硅料供不應求時期，上下游各方的表態也耐人尋味。

2021年9月，隆基股份、晶科能源、天合光能、晶澳科技、東方日升等下游主要光伏組件企業甚至聯合起來發布《關于促進光伏行業健康發展的聯合呼吁》，稱產業鏈上下游應攜手并進、共克時艱，原材料廠商更應主動作為、積極作為，理性做好材料價格的管控和供貨工作。

但上游企業也有自己的難處。一位硅料企業高管曾向媒體指出：供需決定價格，硅料企業也追求利潤，在產業鏈中硅料企業“苦”了很多年，之前多年賠本賺吆喝，產業鏈利潤大頭被下游拿走，在當前供需關系下硅料企業獲取了較多利潤無可厚非。

愛旭科技高級副總經理何達能則在硅料高漲之時表態：“只有永遠的供過于求，沒有永遠的供不應求，供不應求是短暫的。行業表面上看起來繁榮風光，實際上到了一個非常危險的時刻，下游訂單隨時可能熄火。”

當然沒有永遠供過于求的狀態，也不可能所有的組件企業都做到垂直一體化。整個產業沒有上中下游的區分與配合全部合流為一家也是不現實的，這樣也并不能實現產業效率的最大化。

而且，在上下游之間利益不一致之時，新技術才有更多發展的可能。由于目前主流的硅基太陽能電池不但對原料的純度要求苛刻，而且存在高溫和弱光條件下器件性能較差等問題，理論光電轉換效率更高的鈣鈦礦才成為一種具有實現可能的技術替代路線。

這頗類似于動力電池行業，某巨頭在上游鋰礦漲價之下推出了鈉電池技術，試圖用鈉實現對鋰的部分替代，并借此對上游漲價進行防御。

據最新一期《科學》雜志報道，美國普林斯頓大學研究人員開發出了第一個具有商業可行性的鈣鈦礦太陽能電池，這標志著一種新興的可再生能源技術的重要里程碑。該團隊預計，他們的設備可在超過行業標準的情況下運行大約30年，遠遠超過太陽能電池20年壽命的門檻。

但上述進展，仍舊處于實驗室階段，距離商業化落地仍有距離，鈣鈦礦實現對多晶硅的全面替代尚需時日。

鈣鈦礦最大的優點，并不是能量轉換效率更高。如果說提高能源轉換率相當于開源，那么鈣鈦礦技術太陽能電池可在室溫下制造、可避免燃燒大量化石燃料的低碳排放特點，可謂是節流。對鈣鈦礦來說，節流的意義遠大于開源。

以晶體硅原料工業硅為例，生產1噸工業硅約需2.7-3噸硅石、2噸炭質還原劑(含木炭、石油焦、低灰分煙煤等)、0.1-0.13噸電極、消耗約1.1-1.4萬度電。

畢竟，在硅料生產中，電力已經成為最大的成本。據了解，硅料電力成本占比達到38%，金屬硅成本占比為26%，兩者合計占比高達66%。因此，當前國內主要多晶硅龍頭已經將產能布局在新疆、內蒙、四川等電價較低的區域，且大多享有一定的電價優惠政策，保證了核心生產要素價格的競爭力。

相比于多晶硅，鈣鈦礦無論綜合成本還是光電轉換效率，都表現出極大的優勢。但研發一種更好的新材料，并不能緩解產業鏈利潤向上游轉移的趨勢。即使鈣鈦礦完全取代多晶硅，更大可能也并非下游獲得更大利潤，而是上游的主角變為鈣鈦礦而已。

寫在最后

太陽能技術發展至今,大致經歷了三個階段:第一代太陽能電池主要指單晶硅和多晶硅太陽能電池,最早源自1954年貝爾（Bell）實驗室研制成功的首塊單晶硅太陽能電池；第二代太陽能電池主要包括非晶硅薄膜電池和多晶硅薄膜電池；第三代主要包括聚光光伏技術等。

將近70年過去了，當前主流的光伏技術，仍然屬于第一代太陽能光電技術。而第二代、第三代太陽能光伏發電技術仍未占據市場主導地位。

為什么第一代太陽能電池技術沒有被層出不窮的新技術所顛覆？

因為新技術的優點，往往停留于實驗室階段，大規模量產仍有阻礙。鈣鈦礦目前在薄膜制備工藝、摻雜工程、添加劑工程、表面處理工程等方面還不夠成熟，而且鈣鈦礦的器件穩定性并不理想，鈣鈦礦薄膜表面缺陷問題也影響其大規模量產。

而硅料的供不應求狀況卻在緩解。據普華有策預估，2022年主要硅料企業產能將達到150萬噸，較2020年末增長約146.71%，按2800噸/GW的比例換算，預計2022年末硅料產能可保證535GW硅片的原材料供應。

隨著新增產能的陸續釋放，一旦硅料價格降至穩定水平，市場對鈣鈦礦等新型技術的研發推進目標，也許就不會那么急迫，而這也意味著著其大規模量產可能需要更長時間。

什么時候鈣鈦礦等新技術才能大規模量產？正如恩格斯所說:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進�！比绻�鈣鈦礦等新技術還沒有實現對多晶硅的替代，那也一定是社會需求還沒有迫切到那一步。

作者： 來源：鈦媒體 責任編輯：jianping