沙子的主要成分，是二氧化硅。作为建材的沙子，价格只有十几元到二十几元一吨。
但通过层层工序加工“沙子”、将二氧化硅中的氧去除，在还原炉中沉积出的多晶硅，价格却能够涨到二十几万元一吨。这可是一万倍的差距。
当然，多晶硅并不是一直如此昂贵。2021年初，多晶硅每吨价格还在5万元左右，2021年底就涨到18万元左右。在硅料经历了2021年“匀速上涨-快速上涨-横盘震荡-快速上涨-横盘震荡”之后，2022年上半年报价依然在上涨。
据中国有色金属工业协会硅业分会（下称硅业分会）6月15日公布的最新硅料报价，当周国内多晶硅价格继续维持微涨走势，主要材料价格区间在27万元/吨左右，环比涨幅均在0.4%左右。对比2021年底18万元左右的价格，最近半年多晶硅又涨了八九万元。
供不应求之下，硅料龙头企业赚得盆满钵满。如保利协鑫2020年还亏损62.71亿元，2021年就扭亏为盈，净利润高达50.84亿元，业绩可谓是从谷底直冲山巅。一时间，硅料企业也成为了光伏产业链中“最靓的仔”。
01、光伏产业链谁掌握“话语权”？
我国光伏产业发展多年，已形成一条完整而明晰的产业链，具体分为硅料、硅片、电池、组件、应用产品五大环节。
硅片作为光伏发电行业的“心脏”，对产业链上、下游均有较大影响。2021年以来，随着硅料价格上涨，硅片价格也水涨船高。国泰君安研报认为，目前多晶硅致密料价格为26.1万元/吨，已逼近2021年11月价格高点26.8万元/吨，上下游供需错配是其价格上涨的主要原因。
值得注意的是，硅料价格走势几乎锚定整个光伏产业链价格走势。
硅料多晶硅，是当前光伏发展不可替代的上游环节，也是主产业链中产能最小的环节，光伏产业需要的多晶硅纯度达99.9999%以上。
硅料环节不仅制造及研发门槛高，而且资金投入极大。同时，硅料的价格和质量对光伏发电的成本和效率也起着至关重要的作用。
根据索比咨询计算，在其他条件不变的情况下，硅料每上涨1万元/吨，硅片成本平均上涨0.206元/片，电池片与组件端成本平均上涨0.03元/瓦。证券时报数据宝统计，近两年，多晶硅出厂均价持续走高，并于2022年6月重新站上23万元/吨的近十年高位。
与此同时，硅料价格的“蝴蝶效应”，也让硅料企业成为光伏产业链上备受关注的一环。
证券时报统计了A股市场中布局多晶硅产业的概念股名单，自2022年5月以来，26股实现普涨，平均涨幅达到29.36%。合盛硅业累计涨幅居首，高达65.48%；双良节能、精功科技、东方电热等涨幅均超过50%。
此外，大全能源和通威股份披露，2021年全年，两家企业多晶硅的毛利率分别高达65.56%和66.69%；同期内，新特能源和协鑫科技综合毛利率的分别为41.25%和37.3%。
行业分析人士表示，在硅片利润相对可观的情况下，硅片在产企业和扩建企业维持高开工率的意愿较强，而原料保障能力在一定程度上决定了盈利水平，故争相抢购硅料的现状导致多晶硅需求只增不减。
华泰期货研报显示，2021年全球光伏累计装机920GW，我国光伏累计并网305.99GW，新增54.88GW。从需求端预测，到2025年和2030年，全球光伏装机需求将分别达到400GW和1000GW，折算成多晶硅需求量将分别达到151万吨和294万吨，扩产空间巨大。
02、硅料成本上升促使企业寻找替代品
对于目前的光伏市场来说，全球范围内的碳中和目标，是其迎来高速发展的契机之一。
实现碳中和目标关键在于电气化，并确保大部分电力来源于零碳资源。大幅提升电力中零碳资源占比，转型新能源发电为实现“零碳电力”的必由之路。
光伏发电由于没有机械转动部位，不会消耗任何燃料，不会排放任何污染物，是真正无噪音、无污染的清洁能源。光伏是国家重点支持的清洁能源，并将成为碳中和*主力，间接利好光伏电池产业发展。
2022年以来，我国光伏装机量不断攀升。根据能源局数据，2022年5月国内光伏新增装机6.83GW，同比增长141%，环比增长86%；1-5月光伏新增装机23.71GW，同比增长139%。国内5月需求超预期，预计主要源于分布式需求持续旺盛。
与此同时，光伏硅料价格也在持续上涨。受供需不平衡的影响，各路光伏企业纷纷签署长单，争抢上游原材料资源。
根据硅料企业通威股份发布的公告：2022年-2026年，青海高景太阳能科技有限公司计划向通威股份旗下子公司合计采购不低于21.61万吨多晶硅产品。按照6月15日国内单晶致密料成交均价26.61万元/吨（含税）测算，预计销售总额约509亿元（不含税）以上。
值得注意的是，这并不是通威股份本年内*笔“大单”。3月22日，通威股份公告，与隆基绿能签订两年期多晶硅产品销售协议，合同约定销售量20.36万吨。如按照彼时国内单晶致密料成交均价24.53万元/吨测算，预计销售总额约442亿元人民币（不含税）。
换言之，在不到三个月的时间里，通威股份已拿下近千亿元订单。
实际上，通威股份订单拿到“手软”，只是硅料行业红利泛滥的一隅。从整个赛道来看，大多硅料厂商受益于此。
近一年来，隆基股份先后与江苏中能、新特能源等多家硅料企业签订采购长单合同，同时扩产动作不断，该公司计划2022年将单晶硅片、单晶电池、单晶组件的产能分别提升至150GW、60GW、85GW。
此外，2月27日，大全能源披露公告称，该公司与某客户签订了一份多晶硅长单销售合同，将于2022年-2026年间向该客户预计销售30000吨太阳能级多晶硅特级免洗单晶用料，预计平均每月采购500吨，预计销售总金额约为72.6亿元（含税）。
从光伏产业链来看，硅料成本约占硅片成本的60%，硅片成本约占光伏电池成本的50%，电池片约占组件成本的65%。当硅料的成本连锁效应如此巨大，其下游厂商也自然会主动寻找替代品，钙钛矿便是其中之一。
钙钛矿因有更高的光电转换效率以及更低的组件成本等优势，被业内认为可能有很强商业化前景的新一代光伏技术。
澎湃新闻此前曾报道，如果掺杂新型材料，钙钛矿电池的转换效率最高能达到惊人的50%，是目前晶硅电池的2倍左右。2009年，当钙钛矿太阳能电池首次被用来发电时，光电转换效率仅为3.8%，彼时晶硅电池实验室转化效率达到18%。直到2021年，钙钛矿实验室转换效率的最高纪录已达到29.8%，超过目前效率最高的异质结、TOPCon等晶硅技术的效率极限。
此外，根据协鑫光电透露：100兆瓦的单一钙钛矿电池工厂，从玻璃、胶膜、靶材、化工原料进入，到组件成型，总共只需45分钟。而对于晶硅来说，硅料、硅片、电池、组件需要四个以上不同工厂生产加工，倘若所有环节无缝对接，一片组件完工大概也要三天左右时间，用时差异很大。
更加值得注意的是，从综合成本角度，相比于晶硅，钙钛矿也有很大优势——单片组件成本结构中，钙钛矿材料占比仅约为5%，总成本约为5毛到6毛钱左右，是晶硅极限成本的50%。
03、供需矛盾下，垂直一体与独立专业模式之分
光伏硅片和组件龙头隆基股份在2021年年报中就明确表示，由于光伏产业链制造环节发展不均衡，主要原材料出现阶段性紧缺，再叠加铝、铜等大宗商品涨价，行业开工率有所下降，产业链利润向上游转移。
但2021年的供需错配，加上特殊时期阶段性能耗管控的情况，在2022年已经缓解。硅业分会6月就预测，2022全年硅料总供应量与终端需求基本匹配。尽管下半年140GW-150GW的终端装机预期，与同期硅料对应的硅片产出约195GW对比也存在供需失衡的部分可能，但实际上，供需平衡恰好需要硅料供应稍多于硅片。因为两者产线投产时间的周期差异很大。
据了解，硅料产线的投产时间周期比较长，从投资建设到调试完毕并投产量产，建设周期约12-18个月，产能爬坡周期约3-6个月，明显长于下游硅片环节6-8个月的建设周期与1-2个月的爬坡周期，这种情况就容易导致产业链上下游扩产节奏发生错配。不仅是时间，在资金投入、能耗等方面，硅料提炼和制备也显著高于下游的组件和集成，*投入都是过亿美元级别。
在上下游企业关系上，硅料行业位于上游，组件位于最下游。据统计，2021年，我国多晶硅产量达50.5万吨，同比增长27.5%，硅片产量约为227GW，同比增长40.6%。电池片产量为198GW，同比增长46.9%，增幅*。组件产量为182GW，同比增长46.1%。
但是下游电池片、组件企业却“增收不增利”，申万光伏组件及电池行业囊括的11家企业中，2021年合计实现营收1924.1亿元，同比增长32.5%；然而其合计净利润却亏损18.7亿元；上游硅料企业则不仅增收，更加增利。
在产业下游对上游供应的担忧中，一方面，投入钙钛矿等新技术研发成为企业分散供应链风险的一种手段；另一方面，中下游企业也在向上游拓展产业链，企图建立更加全面的产业链体系。
在钙钛矿新技术研发上，6月15日，据苏州晟成光伏官微，经过长时间研发及实验数据验证，晟成光伏钙钛矿电池团簇型多腔式蒸镀设备现已量产，并成功应用于多个客户端。而此前，捷佳伟创、拓日新能、京山轻机、西子洁能等企业都公布了自己在钙钛矿领域的研发和市场进展。
国泰君安研报也指出，随着全球能源转型加速推进，作为下一代*潜力的光伏技术，钙钛矿太阳能电池因其具有吸光能力强、转换效率高、原材料成本低、制备工艺较为成熟、生产过程低碳环保、组件可实现柔性和半透明等一系列优势，已经成为全球新能源领域备受瞩目的黑马。
在下游企业整合上游供应链、抑或硅料企业锁定原料供应上，光伏企业不仅是签署长单，争抢上游原材料资源，隆基绿能、中环股份、晶科能源、晶澳科技、双良节能等企业本就采用“垂直一体化”模式，涉足产业链上中下游的多个制造环节，试图在企业内部建立“内循环”供应链，从而确保供应稳定、降低生产成本。
而江苏美科、京运通、上机数控等更多企业则主要采用“独立专业化”模式，即企业经营专注于光伏产业链的个别环节，不谋求全产业链控制，更注重在单环节中做出市场比较优势。两种模式并无优劣之分，只是在硅料上涨的时期，看起来垂直一体化似乎更能掌控上游原料而已。
04、钙钛矿实现全面替代仍很遥远
在硅料供不应求时期，上下游各方的表态也耐人寻味。
2021年9月，隆基股份、晶科能源、天合光能、晶澳科技、东方日升等下游主要光伏组件企业甚至联合起来发布 《关于促进光伏行业健康发展的联合呼吁》，称产业链上下游应携手并进、共克时艰，原材料厂商更应主动作为、积极作为，理性做好材料价格的管控和供货工作。
但上游企业也有自己的难处。一位硅料企业高管曾向媒体指出：供需决定价格，硅料企业也追求利润，在产业链中硅料企业“苦”了很多年，之前多年赔本赚吆喝，产业链利润大头被下游拿走，在当前供需关系下硅料企业获取了较多利润无可厚非。
爱旭科技高级副总经理何达能则在硅料高涨之时表态：“只有永远的供过于求，没有永远的供不应求，供不应求是短暂的。行业表面上看起来繁荣风光，实际上到了一个非常危险的时刻，下游订单随时可能熄火。”
当然没有永远供过于求的状态，也不可能所有的组件企业都做到垂直一体化。整个产业没有上中下游的区分与配合全部合流为一家也是不现实的，这样也并不能实现产业效率的*化。
而且，在上下游之间利益不一致之时，新技术才有更多发展的可能。由于目前主流的硅基太阳能电池不但对原料的纯度要求苛刻，而且存在高温和弱光条件下器件性能较差等问题，理论光电转换效率更高的钙钛矿才成为一种具有实现可能的技术替代路线。
这颇类似于动力电池行业，某巨头在上游锂矿涨价之下推出了钠电池技术，试图用钠实现对锂的部分替代，并借此对上游涨价进行防御。
据最新一期《科学》杂志报道，美国普林斯顿大学研究人员开发出了*个具有商业可行性的钙钛矿太阳能电池，这标志着一种新兴的可再生能源技术的重要里程碑。该团队预计，他们的设备可在超过行业标准的情况下运行大约30年，远远超过太阳能电池20年寿命的门槛。
但上述进展，仍旧处于实验室阶段，距离商业化落地仍有距离，钙钛矿实现对多晶硅的全面替代尚需时日。
钙钛矿*的优点，并不是能量转换效率更高。如果说提高能源转换率相当于开源，那么钙钛矿技术太阳能电池可在室温下制造、可避免燃烧大量化石燃料的低碳排放特点，可谓是节流。对钙钛矿来说，节流的意义远大于开源。
以晶体硅原料工业硅为例，生产1吨工业硅约需2.7-3吨硅石、2吨炭质还原剂(含木炭、石油焦、低灰分烟煤等)、0.1-0.13吨电极、消耗约1.1-1.4万度电。
毕竟，在硅料生产中，电力已经成为*的成本。据了解，硅料电力成本占比达到38%，金属硅成本占比为26%，两者合计占比高达66%。因此，当前国内主要多晶硅龙头已经将产能布局在新疆、内蒙、四川等电价较低的区域，且大多享有一定的电价优惠政策，保证了核心生产要素价格的竞争力。
相比于多晶硅，钙钛矿无论综合成本还是光电转换效率，都表现出极大的优势。但研发一种更好的新材料，并不能缓解产业链利润向上游转移的趋势。即使钙钛矿完全取代多晶硅，更大可能也并非下游获得更大利润，而是上游的主角变为钙钛矿而已。
05、写在最后
太阳能技术发展至今, 大致经历了三个阶段:*代太阳能电池主要指单晶硅和多晶硅太阳能电池,最早源自1954年贝尔（Bell）实验室研制成功的首块单晶硅太阳能电池；第二代太阳能电池主要包括非晶硅薄膜电池和多晶硅薄膜电池；第三代主要包括聚光光伏技术等。
将近70年过去了，当前主流的光伏技术，仍然属于*代太阳能光电技术。而第二代、第三代太阳能光伏发电技术仍未占据市场主导地位。
为什么*代太阳能电池技术没有被层出不穷的新技术所颠覆？
因为新技术的优点，往往停留于实验室阶段，大规模量产仍有阻碍。钙钛矿目前在薄膜制备工艺、掺杂工程、添加剂工程、表面处理工程等方面还不够成熟，而且钙钛矿的器件稳定性并不理想，钙钛矿薄膜表面缺陷问题也影响其大规模量产。
而硅料的供不应求状况却在缓解。据普华有策预估，2022年主要硅料企业产能将达到150万吨，较2020年末增长约146.71%，按2800吨/GW的比例换算，预计2022年末硅料产能可保证535GW硅片的原材料供应。
随着新增产能的陆续释放，一旦硅料价格降至稳定水平，市场对钙钛矿等新型技术的研发推进目标，也许就不会那么急迫，而这也意味着着其大规模量产可能需要更长时间。
什么时候钙钛矿等新技术才能大规模量产？正如恩格斯所说:“社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”如果钙钛矿等新技术还没有实现对多晶硅的替代，那也一定是社会需求还没有迫切到那一步。
