展望2023 新能源时代的制造业变革

  编者按：今年是不同寻常的一年，市场的博弈在地理政治学与疫情扰动下更加剧烈，但长久来看，真正创造价值的依然是企业的成长。无论哪个国家的经济稳步的增长史，都是企业家创业创新的故事，富有竞争力的企业是高水平发展的微观基础。当我们与优秀的企业家同行，便觉得前路可期。

  漫长的煎熬，我们携手度过，更远的将来，我们共同创造。本篇是朱雀基金“展望2023”系列的第二篇，希望我们对市场的认知能帮助投资者收获长久的收益，以及幸福的人生。

  今年市场的一大主线就是能源革命，这将是未来很多年的大主题，尤其俄乌冲突让全球更加意识到能源安全与自主的重要性。

  历史上发生过两次能源革命，核心都是新的动力装置在交通工具的应用，带动对能源资源的开发利用，进而引发整个经济体的工业革命。现在正在发生的第三次能源革命，动力装置是电池电机电控三电系统，能源是可再次生产的能源，载体包括电和氢，主力交通工具就是电动汽车，汽车在能源革命都是重要的应用场景。

  传统能源的特点在于资源属性，一个国家有多少石油天然气是上百万甚至上亿年前就注定的。但新能源和传统能源有一个完全不同的属性，那就是制造属性，新能源的发展是从材料、装备、制造到应用一整条产业链的升级迭代。

  于经济而言，这是一次全面的工业革命，一次难得的转型升级。于投资者而言，这或许是一次历史性的投资机遇。

  以下是朱雀基金先进制造产业链组六位核心投研人员对于双碳行业的年底复盘和年终展望，分别从材料、装备、制造、应用四个环节讨论了行业的变化以及未来关注的重点方向。整理成文，与投资者共飨。

  牟善同：如同雄伟的大厦必须由砂石钢筋建成一样，所有新能源行业的中游装备、制造和下游产品、应用，都要依赖于上游原材料。

  要满足新能源产业规模化发展的需求，相应的原材料必须供应充足、成本低廉。这一方面要求该原材料在自然界中的储量是相对丰富的，如光伏产业的硅、锂电产业的锂、磁性材料的轻稀土，都符合这个要求。而有些新能源技术路线依赖于一些储量稀缺的稀贵金属如铟、铂、钯，则可能限制其规模化发展。另一方面，该原材料能独立开采而不是依赖于其他材料伴生开采，采选冶炼加工技术成熟、能实现规模化生产，这样才可以降低成本。

  1）随着其下游需求的放量，行业规模持续扩大，相关公司产量收入利润市值能迅速增加，呈现成长性特点；如光伏对硅、锂电对锂的拉动。

  2）上游原材料勘探开采开发周期一般比较长，起码3-5年，经常与下游产品较短时间内迅速放量在时间上不匹配，造成强周期的特点。

  3）下游技术路线改变，会造成上游原材料需求的此消彼长，如电池低钴化带来镍需求增加、钴需求下降。这些都是上游原材料在投资上要注意的问题。

  一些重点的材料，如铜、镍、锂、优质碳材料等，国内储量产量都不够。合理开发国内资源，同时到海外获取优质资源，增加进口储备，是很多新能源材料供应的保障。在全球对重要原材料投资和贸易保护趋势加强的情况下，国内相关原材料供应公司价值凸显。

  周薇： 对于能源革命来说，用电清洁化发展和满足能源需求持续增长将会是未来两大主题，而光伏的清洁能源属性、可再次生产的能源属性就决定了光伏是这场革命中最重要的方向之一。

  光伏是指利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳能直接转换成电能的发电系统。这个发电系统最重要的包含光伏组件、逆变器以及支架等核心零部件，其中光伏组件生产的路径大概能分为：石英砂—工业硅—多晶硅料—单晶硅片—光伏电池—光伏组件，这就构成了平时我们所称的光伏产业链。

  工业硅—多晶硅料—单晶硅片—光伏电池—光伏组件，这就构成了平时我们所称的光伏产业链。

  多晶硅料—单晶硅片—光伏电池—光伏组件，这就构成了平时我们所称的光伏产业链。

  单晶硅片—光伏电池—光伏组件，这就构成了平时我们所称的光伏产业链。

  周薇：光伏正在把能源从资源属性转变为工业制造属性。过去以煤炭、石油、天然气为代表的传统能源，能源和能源的载体是一体的，这种载体叫做资源。资源具有天然的地域性，生产与消耗分布不均，很多国家不得不依赖进口。

  而光伏不一样，太阳光在全球的分布是比较均衡的，并且资源是无限的，只需要投资一套初始光伏设备，后续就可以独立提供能源。今年俄乌冲突以来，欧盟把新能源发电又提升了一个高度，将2030年可再生能源目标从32% 提高到40%，也正是因为光伏可以很好地满足它们能源独立的诉求。这个也会成为光伏发展的核心驱动力之一。

  对于未来，我们仍然看好光伏在这场能源革命中，从辅助能源逐步成长为主力能源。这主要得益于光伏度电成本的快速下降，过去十年光伏的度电成本降幅达到90%，发展到今天，光伏在当前全球大部分地区发电成本已与煤电相当。未来光伏的成本有望凭借产业链持续的降本提效进一步下降。

  周薇：根据BP统计，2021年风电和太阳能发电首次在全球电力结构中突破10%大关，占比达到10.2%。根据我们测算，假设到2030年全球电力结构中，23.6%由光伏提供，至少需要7120GW的存量装机，对应约700GW/年均全球装机，而目前光伏年均装机仅230GW，增长空间巨大。

  胡小骏：储能主要解决两个问题，一个是可再生能源消纳问题，另一个是能源安全问题。之所以这两年开始重视度提升，一方面去年我国非水可再生能源发电量占比已经超过了10%，电网消纳的压力开始显现，而储能是解决电网消纳问题的有力手段。

  另一方面，无论是去年国内的限电，还是今年的俄乌冲突，都使得能源独立重要性凸显。今年欧洲居民电价相比去年最高上涨5倍以上，欧洲户储的需求有200%以上的增长，在这些地区未来储能可能就像手机一样，会逐步成为生活的必需品。

  胡小骏：具体来说，储能的下游应用大致可大致分为两类场景：一个是源网侧储能，也叫大储，主要是解决新能源消纳问题。这一块的需求目前主要来自政策驱动，去年7月发改委、国家能源局出台文件明确新能源配储比例15%，如果达到20%以上可以优先并网。目前已有23个省市区提出新能源配储需求，这对于国内大储发展将是个极大促进。

  另一个是用户侧和工商业储能，这块需求驱动主要来自能源保供以及峰谷价差，目前这块市场需求主要集中在海外。海外电力市场化程度更高，安装储能已经具备成熟的盈利模式，但目前国内峰谷价差水平下，户用储能尚不具备经济性，不过未来峰谷价差拉大是大势所趋。

  去年7月发改委发布《关于进一步完善分时电价机制的通知》，要求扩大峰价差，从最近公布的各地电网代理购电价格，峰谷电价差超过0.7元/度的储能盈利线省市。其中，上海电价差最高为1.2753元/kWh，我们认为国内户储也有望迎来爆发。

  胡小骏：对于投资，我们认为储能是一个长坡赛道，虽然短期看，国内无论是大储还是户用储能，都还不具备性价比，需求主要来自政策强推，这也会导致劣币驱逐良币，安全质量隐患等一系列的问题，但是我们看到去年开始国内围绕储能盈利模式相关政策陆续落地，包括电力现货交易市场，辅助服务市场以及容量电价补偿等机制正不断完善，相信再过个2-3年，储能市场的盈利模式就将逐步跑顺，行业有望真正迎来爆发。从市场空间来看储能是一个不亚于新能源汽车的海量市场。

  杨洋：氢能发展受两大问题制约：一是传统制氢过程中没有深度脱碳；另外一个就是高成本问题。

  可再次生产的能源制氢为产业快速发展提供了可能，风光平价后，度电成本还在迅速下降，而电力成本占绿氢成本的60-70%，伴随太阳能发电、风电总装机容量的不断提升，绿氢成本有望在2030年实现与灰氢平价（10元/kg左右），这也为绿电制绿氢，进一步向氢能源方向转型提供了可能。

  近年来，越来越多的国家制定了国家氢能战略，今年3月，我国氢能顶层规划正式出台，明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。氢能涉及电化学、热力学、机械学、材料等多种学科和产业链多个环节，因此也是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向。

  因此，我们认为氢能作为高效低碳的能源载体，绿色清洁的工业原料，在交通、工业、建筑、电力、冶金、氢储能等多个领域拥有丰富的应用场景，未来有望获得快速的发展和落地。

  杨洋：展望2060年，全球氢气需求在6-8亿吨，如果都是通过电解水制备，则需要耗电30万亿度电左右，等同于目前全球的总用电量。假设电力均来自绿电，氢能发展还将带动光伏、风电需求的进一步提升，同时提高可再次生产的能源消纳利用水平，电氢耦合发展将成为趋势，氢能和风光将相互促进彼此发展。

  黄昊：从过去两次能源革命来看，核心都是新的动力装置在交通工具的应用，带动对能源资源的开发利用，并引发工业革命。第一次工业革命是蒸汽机的发明并在火车的应用，能源是煤炭。第二次能源革命的动力装置是内燃机，在汽车、火车领域的广泛应用，能源是石油和天然气。目前第三次能源革命，动力装置是电池电机电控三电系统，能源是可再次生产的能源，载体包括电和氢，主力交通工具就是电动汽车，汽车在能源革命都是重要的应用场景。

  今年10月份国内新能源乘用车渗透率已超越了30%，2020年初才5%左右。为什么会这么快速的发展，核心在于性价比的提升，一方面使用成本明显低于燃油。另一方面更加年轻化的车型+智能化座舱、辅助驾驶系统，带来更好的产品体验，使电动车渗透率实现了高速提升。

  黄昊：目前国内汽车总保有量约为3.10亿台，新能源汽车保有量为1001万台，占汽车总量的3.23%。从全世界范围来看，全球汽车保有量约为20亿台，新能源汽车保有量约为2000万，占比不足1%。这意味着新能源汽车赛道才刚刚起步，未来发展空间巨大。

  黄昊：确实是这样。以美国为例，虽然美国的增量渗透率只有7%，但最近美国的阿贡实验室发布报告来看，美国新能源汽车的应用使 2021年全美汽油消耗量减少 0.54%，燃料成本节省了 13 亿美元。无论是减碳还是成本节约效果的潜力都非常值得期待。

  牟善同：这里先界定一下，旧能源主要指火电（国内主要是煤电、少量气电）、另外包括水电和核电；新能源则主要指光伏和风电为主的可再生能源。在碳达峰碳中和分析框架中，他们的关系大概能分为3个阶段：

  第一阶段，从目前到2030年左右碳达峰，新能源对旧能源进行增量替代。这个阶段，煤电等旧能源在存量上仍然为绝对主力（发电量占比80-85%左右），但增量缓慢（年增速仅1-3%）；绝大部分增量为光伏风电等新能源（年增速可达20-30%）。

  第二阶段，从2030年左右碳达峰到2060年左右碳中和，新能源对旧能源进行存量替代。在这个阶段，煤电等旧能源存量绝对值开始下降，才能降低碳排放，最终实现碳中和。

  第三阶段，在2060年碳中和之后，新能源将撑起能源供应主体的大梁，占比一半到2/3以上。以火电为主的旧能源下降后维持在一定的比例上（例如20-30%），主要起到稳定或者调峰的作用；其产生的碳排放则由碳吸收解决，使得中国能在维持一定火电规模的情况下仍然能实现碳中和。

  总结一下，在目前阶段以及未来很长时间内，新能源发展需要旧能源的支持，旧能源的公司也在积极拓展新能源。两者不是对立关系，而是互相依存、优势互补，在保障国家总体能源安全的情况下，逐渐过渡到以新能源为主的碳中和时期。

  从投资角度看，新能源不管从空间、时间和增速上看，毫无疑问都是3060投资的主力军。当然，旧能源在这个阶段由于投资下降、产能受控，其优质的龙头公司反而阶段性受益于高景气，也有阶段性投资机会。

  李洋：说说我们对光伏投资的整体看法。回调是暂时的，中长期仍然看好光伏行业的空间。2020年风光在总发电结构中渗透率仅10%左右，未来这一比例起码提升至60%甚至更高。再考虑到伴随着全球每年经济的自然增长，用电量也是处在一个稳定增长的过程，未来10-20年之间，光伏、风电的新增的装机量大概率还有10倍的空间。如果考虑降价，市场规模预计还有5-7倍的空间。

  迭代意味着变化，变化意味着机会。光伏行业的核心驱动力是降本增效，新技术就是实现降本增效最直接的手段。对于产业链的影响，在不同的生产环节，会带来新的设备、或者辅材的需求，这也是围绕着新技术的投资机会。

  胡小骏：储能的技术路线有很多，目前电化学储能是唯一没有明显短板的技术路线，既可以胜任毫秒级别的调频需求，也能胜任小时级别的调峰需求，同时成本和效率也都相对突出，我们大家都认为会成为未来3-5年主流的技术路线。

  在电化学储能里，按照价值量看，电池环节最大，超过70%；变流器环节第二，占比10-15%，因此这是我们未来投资重点关注的两个细分领域。目前虽然行业格局还比较分散，但随着储能对安全性，循环寿命，降成本等要求的不断提升，行业未来一定会迎来分化。我们之前通过在新能源汽车以及光伏领域的研究，在锂电池和变流器相关的产业链都有了一定的积累，有助于我们后续更好的挖掘投资机会。

  牟善同：光伏以硅基路线为主，拉动的主要是硅材料；从上游的工业硅、到中游的多晶硅、硅片、电池片等；硅是地壳中储量第二的元素，丰富的储量保障了硅基光伏的发展。但有些特定的材料，如高纯石英砂则较为稀缺，如何保障供应是个重要的问题。

  电动车储能电池主要拉动能源金属的需求，包括锂、镍、钠、钴、铜等等，这些材料地壳中储量中等，是够用的，但开采成本要高于硅；另外，这些材料国内普遍较为稀缺，需要到海外去获取资源或者增加进口储备。

  新能源的发展使得一次能源和二次能源中电力化比例的提升，到碳中和时期预计70-80%的能源都与电有关；与电磁相关的材料需求旺盛，主要包括以铜为主的导体材料、以钕铁硼为主的磁性材料，还包括超导材料（金属类低温超导及陶瓷类高温超导材料）。

  前面说过，投资上，上游原材料表现为成长性+周期性特点，并且会随着下游技术的变化此消彼长。我们以行业与公司的成长性为主线，通过分析行业中长期的需求空间和增速测算市场规模、通过分析相关公司在行业内的竞争力及市场份额判断该公司的增长空间和增速、以这个成长性为投资的基本出发点。

  同时要参考周期性因素，结合下游技术路线的变化，动态调整对相关材料需求的测算。

  黄昊：竞争力从两个方面来看，总的来看，产品竞争力在不断增强，可以通过出口数据来体现，2021年汽车的出口销量是213.8万台，同比增长102%。2022年1-10月的出口市场销量262万台，同比增长52%。表现非常强。新能源汽车的出口增速更高，从20年的22.3万出口增加到前10个月85万台。另一个角度来看，智能汽车离不开智能驾驶芯片，Mobileye招股书披露22年上半年中国销售来源占比27%，较21年提升8个PCT，是最大的单一市场；英伟达在季报交流中提到的几家新项目均是中国车企，从硬件配置角度，中国更加激进。

  目前智能驾驶虽然已经取得了过去难以想象的成就，但实际仍然是L2、L3级别的辅助驾驶。以领先的特斯拉为例，在一些无车道线道路这样一些复杂的路况下，FSD系统可以实现流畅的超车、转弯、过十字路口，这些表现让人惊讶。

  但在一些看似简单的情形，比如车道内偏移和换道，辅助驾驶工况下，这两者的界限如何区分，如何让辅助驾驶更加平滑，都需要进一步优化。所以如何在长尾场景上让智能驾驶具备更高的安全性和更好的体验，都需要长时间的迭代，这个过程非常漫长。

  投资机会来看，要实现 L3功能的智能驾驶系统，单车价值量也在1万元左右，全球就是万亿的市场，都会带来产业链公司的逐步崛起。

  明年增速下行将会出现两个结果：一方面上游供需短缺的环节会变得逐步宽松，供给的增量超过需求的增量，资源价格调整带来成本的下降；另一方面，产业链竞争会加剧，无论是新能源车的中游还是下游整车，这一趋势都更加明显，整车厂商综合能力面临更大考验，不仅需要通过新车型的开发，提升总体产品力，同时还要应对电动化、智能化技术迭代，研发任务、组织结构调整任务巨大，是个大浪淘沙、优胜劣汰的过程。需要密切的跟踪，筛选，发挥我们产业链研究的价值，做好对比，优中选优。

  胡小骏：更长远看，到2025年非水可再生能源发电量占比接近20%，对于4小时以上的长时间储能需求就会开始出现。当占比超过50%，那可能就需要天级、周级的长时储能技术，目前电化学路线难以胜任，这就需要开发长时储能技术。其中我们大家都认为最有潜力的包括氢储能、液流电池储能以及压缩空气储能，目前这三种路线都已经有示范项目在建设运营，我们后面也会密切关注相关进展。

  杨洋：未来氢气作为能源远比工业用氢的要求更高，大规模氢气制储运是目前发展的核心。制氢方面，碱性电解水制氢目前更成熟更具性价比，同时我们也在关注PEM、AEM（阴离子交换膜）等电解水制氢方式的进展。储运方面，除了高压储运外，绿氨、液氢、绿色甲醇和固态储氢等储运新技术也发展迅速。

  黄昊：最精尖的自动驾驶技术，一方面带动芯片、AI技术的提升，同时自动驾驶技术将能够进一步外溢到机器人，最终延伸到万物互联。要实现自动驾驶，核心就是通过算法、算力、数据三个因素的融合迭代。

  算力决定了信息处理的能力的基础，从Mobileye到英伟达Thor芯片，算力从每秒5万亿次计算提升到2000万亿次。算法上，自动驾驶为AI的发展提供了一片沃土，特斯拉过去一年训练了75000个神经网络，有281个模型用到了特斯拉的车上。此外，大量传感器的应用使整车企业获得了海量的数据，成为算法迭代的基础。

  李洋：光伏领域未来最关注叠层电池的产业化进展。核心是转化效率有做到28%以上的潜力，目前国内仍然处于起步阶段，如果未来能实现产业化，可能会对现有的晶硅产业链产生颠覆性的影响，也有可能通过晶硅和钙钛矿的叠层，来进一步打开晶硅电池的转换效率上限。

  周薇：异质结技术也很值得关注。近日某头部企业宣布基于异质结电池技术，实现了26.81%的转换效率，打破了尘封五年之久的世界纪录。未来在全产业链的努力下，晶硅电池的转换效率潜力到底能够做到多少，我们持续保持关注。

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