纪要涉及的行业或公司 * 行业:太空光伏产业(或称空间太阳能产业),属于电力设备与新能源领域,是商业航天与光伏技术的交叉领域 [1] * 公司:提及的上市公司或相关企业包括钧达股份、尚翼光电、晶科能源,以及海外公司如SpaceX、亚马逊、三星等 [103][108][80] 核心观点和论据 发展太空光伏产业的必要性 * 战略层面:太空已成为大国战略博弈的新战场,主要航天国家积极强化太空能力建设,例如美国通过行政令明确到2030年提升商业航天发射频次以增强领先地位 [13] * 航天器能源需求:电源是航天器最重要的分系统之一,在卫星平台中成本占比约22%,质量占比约20%-30%,在近日空间探测任务中,光伏电池是首选能源 [15] * 太空算力竞争:太空数据中心相比地面具有利用低成本太阳能、被动辐射冷却降低冷却成本、模块化无限扩展等根本性优势,是突破地面AI数据中心电力制约的关键 [22] * 太空发电新场景:太空光伏发电不受大气层影响,可克服昼夜和天气限制,具备高效率、全天候优势,欧洲空间局SOLARIS计划和中国“逐日工程”均在此领域布局 [30] 太空光伏技术路线选择 * 技术分类:太空光伏技术主要分为晶圆基电池(晶硅和Ⅲ-Ⅴ族半导体)、商用薄膜电池(非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒)以及新兴薄膜技术(钙钛矿、有机、量子点太阳能电池) [48] * 当前主流:基于砷化镓的多结电池是当前主流技术,例如三结砷化镓电池在轨效率超过30%,反向生长四结砷化镓电池效率达35%(AM0),但存在刚性、重量大、成本高的问题 [50] * 第一代技术:晶硅电池是第一代太空光伏技术,曾长期使用,但存在不具备柔性、重量大(比功率约0.38 W/g)、生产成本高等缺点 [48] * 潜在竞争者: * 铜铟镓硒薄膜电池:具有高抗辐射性、轻量化(比功率3 W/g)、可柔性制造等优势,但转换效率相对较低(实验室23.4%),尚未商业化 [55] * 晶硅电池回归可能:得益于成本大幅下降(组件价格从1980年代至今下降两个数量级,目前约0.7元/W)和效率持续提升(2024年n型单晶电池效率近26%),特别是HJT电池使用更薄硅片(有望低于100 μm)可改善比功率劣势,可能重回主流 [60][65] * 钙钛矿电池潜力:转换效率快速提升(最新记录超27%),具备成本低、可柔性制备、抗辐射能力强等优势,且低轨卫星5年左右的寿命要求为其提供了适宜场景,有望崭露头角 [67] 太空光伏市场空间测算 * 当前市场规模:2023年全球砷化镓电池(当前主流技术)市场空间预计为4.08亿美元,按汇率7测算约29亿元人民币,2018-2023年复合年增长率为13.8% [75] * 低轨卫星驱动:全球低轨卫星规划总量已突破10万颗,预计到2030年将发射近1.4万颗小卫星,巨型星座部署将带动太空光伏需求 [80][81] * 卫星价值量通胀:以星链卫星为例,其迭代过程中太阳能电池板面积持续增大(从V1.5的22.68平方米增至V2 Mini的104.96平方米,峰值功率5kW),是卫星价值量提升环节 [83] * 2030年低轨卫星市场:预计2030年低轨卫星发射数量约2万颗,假设晶硅和钙钛矿渗透率各50%,对应太空光伏市场空间约295亿元,是当前市场规模的10倍左右 [90] * 太空算力市场拓展:马斯克目标通过星舰在4-5年内每年部署100GW太空数据中心(对应光伏装机100GW),在乐观/中性/悲观情景下,太空算力对应的光伏市场空间分别为23800亿元、13300亿元、2800亿元 [95] 相关企业布局 * 钙钛矿领域:短期建议聚焦布局太空场景的公司,中长期关注地面钙钛矿公司切入进展 [102] * 钧达股份与尚翼光电:达成战略合作,钧达股份对尚翼光电进行股权投资,双方围绕钙钛矿电池在太空能源应用展开合作,尚翼光电是国内稀缺的卫星电池专业生产商,已完成太空环境下钙钛矿材料第一性原理验证 [103] * 晶科能源:其TOPCon技术刷新世界纪录,公司董事长表达了积极进军太空领域的想法,其他掌握钙钛矿技术的公司也有望逐步拓展太空领域 [108] * HJT领域:短期关注有产品送样及在美产能布局的企业,中长期关注技术领先的企业,HJT技术较钙钛矿更成熟,短期导入供应链可能更快 [112] 其他重要内容 * 风险提示:包括商业航天产业发展不及预期、测算数据与实际存在偏差的风险 [116] * 文档性质:本内容为长江证券研究所电力设备与新能源研究小组发布的行业研究报告《耀看光伏第12期——太空光伏四问四答》 [1] * 数据来源:报告中引用了包括《下一代主力运载火箭发展思考》、DeepTech深科技、艾瑞咨询、Fraunhofer ISE、中国光伏行业协会、QYResearch、中国经济信息社《2022年商业卫星产业蓝皮书》等多方数据和研究报告 [13][18][19][63][65][78][80]
长江电新:太空光伏四问四答