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黑鹰光伏
【策划| 黑鹰光伏 王亮 参考| 东吴证券：美国本土光伏产能布局有望加速，HJT路线为美国光伏最优解】
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https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202501211642405351_1.pdf?1737477734000.pdf
美国光伏产业也正在加速生长。
根据SEIA 预计，2024年前三个季度，美国新增了近30GW 的太阳能装机容量，并有望在2024 年全年超过40GW。该行业协会表示，自《通货膨胀削减法案》等关键联邦能源政策通过以来，太阳能组件制造规模增长了五倍，使美国成为全球第三大组件生产国。
这一数字超过了SEIA五年前为美国太阳能制造业设定的到2030年要达到的目标。当时，该行业协会设定的目标是整个产业链(从多晶硅到组件，包括支架和逆变器)的年装机容量达到50GW，而不仅仅是组件。彼时，美国只有7GW的太阳能组件装机容量和41公吨的多晶硅。
伴随光伏第四次大洗牌的持续推进，一个产业的旧时代即将落幕，新时代徐徐开启。
而今，很多中资企业将“全球化”视为破局的重要手段，甚至在当前的产业背景与趋势下，企业“全球化布局进度与深度”已经成为衡量企业综合竞争力的最重要指标。而美国光伏江湖，对中资企业而言无疑意味着巨大的发展空间与机遇，未来谁能更快实现产业化布局与突围，将在未来全球产业竞争中占据更有利的地位。
一，美国市场需求预测，AI爆发带来大量发电需求，电力缺口亟待填补
比如2023年以来人工智能算力市场保持高增趋势，谷歌、Meta、微软&OpenAI、亚马逊、xAI等多家AI巨头开启算力军备竞赛，国内头部通信运营商、互联网企业也都逐渐开始布局。据IDC研究，预计2024-2030年全球人工智能产业规模CAGR高达37%。
事实上，AI数据中心带来大量用电需求。从发电能力角度来看，根据CNBC报道，美国数据中心带来的能耗需求2024年达45GW，并将在2030年达到104-130GW，约占美国总发电功率的16%，而2022年该占比仅2.5%。
而AI数据中心的普及带动了主要数据中心州电费上涨,近十年来加利福尼亚州电价上涨超过一倍。未来随着数据中心对成本更加敏感，成本更低的光伏将成为必要的电力来源。此外，AI数据计算对电力供应的稳定性要求很高，在电网升级完成之前，自建光伏加储能系统有望缓解断电问题。
据数据分析，电力供给不足是美国数据中心停机的最大影响因素，近年来比重持续提升。2020年由于电力供应不足导致数据中心停机占所有停机情况比重为37%，2023年提升至52%。
为解决区域性电价上涨和稳定电源紧缺两大问题，主流方案主要有：核电、地热、光伏、燃气和燃油。考虑到科技型企业均有ESG要求，只有光伏、核电、地热符合要求。
笔者进一步分析认为，地热地域限制大+建设周期长，短期看环保意义大于实际意义，长期看是数据中心供电的较好选择。美国的地热能资源主要集中在加州、内华达州和犹他州，地域性较强；同时，由于数据中心电力需求较大，大型地热发电项目从资源识别到商业化运营大约需要7年以上，仅建设运营也需要数年，短期内可行性不强，因此目前美国科技巨头中仅有Meta和谷歌选择了地热能为数据中心供电。
而核电由于“新增机组少+建设周期长”，未来十年内美国新增大型核电机组可能性较低。美国目前在运核电站96.95GW/94座，提供全美18%的发电量。核电机组的建设高峰为1970s，自1979年三哩岛核事故后新机组审批冻结超30年。由于核电同时具备高发电能力、输出功率稳定和高度清洁的特点，短期内存在部分AI数据中心和存量北美核电的资源对接。长期来看，考虑到美国新核电机组需要4-6年审批+6-8年建设周期，未来十年内美国新增大型核电机组可能性较低。同时，核电建设长期存在较多不确定性，自苏联切尔诺贝利和日本福岛核事故以来，各地政府和民众对核电的态度一直较为保守。
根据东吴证券测算， 100MW数据中心使用光伏+储能方案，度电成本为0.35元/kWh，与美国工业用电（5美分/kWh）基本持平。
所以中长期来看，光伏加储能是数据中心最理想的选择光伏电站的建设周期相对较短，一旦完成审批，通常在几个月到一年内就能完工。此外，光伏不受地理位置的限制，只要有阳光就能发电；目前谷歌、Meta等科技巨头光储项目正在陆续落地。
目前美国天然气和煤电发电占比高达59%；可再生能源仅为16%，显著低于欧盟的30%，清洁能源代替传统能源发电空间巨大。从长期来看，尽管短期可能会面临政策调整，但随着新能源技术进步及全球环境压力加大，清洁能源发展大趋势不可逆转。
其中，光伏能源因其不受地理环境限制的特性，相较于水电站具有更广泛的应用潜力。东吴证券认为美国在推动可再生能源替代传统能源的过程中，光伏发电将占据主导地位。
事实也确实如此。如下表所示，近年美国新增发电量主要来自光伏，占新增发电量比例自2010年以来稳步提升，到了2024年美国光伏新增装机占新增总发电量超过64%。
为了支持新能源产业发展，美国能源部于2011年启动SunShot Initiative计划，旨在通过推动创新来降低太阳能电力的成本，使其在没有 补贴的情况下与传统能源竞争。该计划设定了明确的目标，包括到2023年使光伏发电占美国用电量的20%，以及到2050年，结合储能技术， 使光伏发电占美国总用电量的50%。
自计划启动以来，美国能源部已投资超过四亿美元用于太阳能技术创新，这些投资涵盖了光伏研发、电网建设、太阳能行业劳动力发展等多个方面。
此外，为了解决新能源消纳以及电网输送能力不足等问题，美国超高压输电项目的建设和审批呈现出提速趋势。2022-2024年，美国逐年上调了未来电网的资本开支，尤其是跨州主网线路的投资。截至2023年底，美国共有在建3914英里高压输电线路，合计投资超225亿美元。
根据Grid Strategies统计至23年底美国具备开工条件的高压输电项目共36个，大部分已获得启动建设的条件。这36个项目将一共带来187GW的新能源接入能力与132GW的输电容量，将大幅带动美国电网整体容量提升。
另外根据Mordor Intelligence数据，2024全年美国预计新增光伏装机量达50GW，25年新增装机量有望超60GW，在2024-2029年间的复合年增长率将超过20%，需求旺盛。
而根据2025年1月3日Infolink报价，中国TOPCon组件产品单瓦价格仅为0.089美元，而美国组件单瓦报价高达0.27美元，是中国价格的三倍，溢价非常明显。
之所以美国市场对光伏组件价格的敏感度相对较低，原因在于组件成本在光伏项目总投资中所占比例较小，仅为20%。即使组件价格有所波动，对整体项目投资回报的影响也相对有限。此外，美国光伏项目的运营和维护（OPEX）成本较高，这可能导致投资者更加关注长期运营成本的控制，而非初始组件采购成本。
综上所述，美国光伏市场未来拥有广阔的发展潜力与钱景。
二，美国光伏供给端分析，美国对海外产光伏产品施加高额关税，自建产能势在必行
需要注意的是，美国政府为保护国内光伏产业，对进口光伏产品实施了包括201关税、301关税以及双反调查在内的多项关税措施。导致中国光伏企业将部分产能转移至东南亚地区。然而，自2022年起，美国对东南亚进口的光伏产品也加强了监管，东南亚市场同样面临潜在的高额关税风险。
从长远来看，美国政府鼓励本土光伏产业的发展，引导制造业回流美国。尽管一些光伏制造商在中东地区布局产能，但美国关税政策的核心目标是制造业回流，预计未来美国将更加依赖自建产能以满足其光伏需求。
为了推进本土化进程，美国推出的《2022年通胀削减法案》，在制造端和安装端对光伏相关项目进行补贴。2022年8月，美国总统拜登签署了总价值为7500亿美元的《2022年通胀削减法案》（IRA），该法案于2023年1月正式生效，包含了针对光伏 和储能领域供给、需求两侧的一系列补贴优惠和税收抵免政策。
供给侧补贴分为两种模式，企业可以选择其中一种，通常会选择45X，因为随着产能的提升，补贴收益更 为可观。如果急于回款，则会选择48C ITC。（1）45X 先进制造业税收抵免（MPTC）：企业在将光伏产品交 付给客户后，可以直接申请补贴。以电池和组件为例，美国生产的电池可获得每瓦4美分的补贴，组件可获得每 瓦7美分的补贴。（2）48C ITC 投资税收抵免：企业在完成建厂投资后即可申请补贴。如果符合用工条件，可 获得投资额30%的税收抵免。
需求端补贴分为两种模式，光伏系统投资人可以选择其中一种：（1）投资税收抵免（ITC）：基础抵免为30%，若满足所有要求，最高可拿到项目总投资额80%的税收减免。该项税收减免可用于抵消投资前或投资后的税款，并且税收减免可以转让。
由于户用及工商业光伏项目的每瓦投资额较高，通常会选择ITC作为补贴方式。ITC中，本土化制造的10%补贴最为关键。从2026 年起，投产的产能需要至少有55%的部件价值量为美国制造。仅电池片一项就占光伏组件价值量的50%，所以美国本土产电池片有 10%补贴优势。（2）生产税收抵免（PTC）：主要根据光伏系统产出的电力来计算补贴，最高可补贴3.35美分/KWh，并根据通货 膨胀情况调整每千瓦时的补贴额。通常集中式电站会选择PTC模式，因为其规模更大，每瓦光伏系统的投资额更低（按照ITC计算 不合算），且发电量更大。
除了联邦补贴外，各州也制定了各自的补贴政策。以加州的NEM（净能源计量）政策为例，该政策允许拥有太阳能电池板的房主 为其产生的多余电力并送回电网获得积分，用以抵消电费。加州的NEM 3.0政策于2023年4月15日生效，大幅降低了屋主的用电费 用，平均上网电价从每度30美分降至8美分，降幅接近75%。
根据美国光伏协会SEIA，截至2023年底，美国本土的光伏电池产能仅为0.3GW，较40GW组件产能仍存在较大缺口。若要在2025年后达到美国补贴本土制造要求，美国电池产能扩产势在必行。
据黑鹰光伏最新了解，美国现有本土光伏产能主要集中在组件端，核心零部件如电池片大多依赖进口，最终在美国本土完成组件制造。截至2025年1月，主流光伏企业合计在美规划组件产能超68GW，目前已投产40GW；其中中资和美资企业分别规划超28GW。
不仅如此，随着美国关税壁垒的提升叠加IRA补贴陆续落地；全球玩家纷纷开始布局美国本土的电池产能，以配套现有的组件产能。截至2025年1月，合计规划的产能已超过58.3GW。这些产能主要由海外光伏企业和美国本土新玩家设立，且大部分位于红州，因为红州以制造业、农业和能源产业为主，为了提高当地就业率，红州政府 提供了更优厚的投资条件。
三，企业攻城策略与打法，美国光伏系统成本占比高，高功率组件更受青睐
回到商业层面的竞争，在选择主流技术路线上，企业还需要权衡美国建厂、人工等成本变化。
根据RCT能源2024年项目测算，美国光伏组件总成本是中国的1.6倍左右。中美两国生产要素中人工、水电费（含污水处理）及固定资产折旧差异最大，以工序较多的TOPCon技术为例，美国人工成本是中国的3.5倍左右，中美分别为0.8/2.7美分/W；水电气费（含污水处理）2.1倍左右，中美分别为 1.5/3.1美分/W；固定资产折旧1.3倍左右，中美分别为2.2/2.7美分/W。
进一步拆分的话，美国光伏厂房主要采用两种建设模式：Greenfield（绿地项目）和Brownfield（现有厂房改造）。
（A）单GW Greenfield项目投资额高达8000万美元，是中国工厂的8至10倍，且建设周期通常需要1至2年。不仅增加了时间成本，还使企业面临市场变化、政策调整等不确定性风险。
（B）Brownfield项目，需改造现有厂房，主要 有两种选择：①大部分为物流仓储式厂房，需全面改造加固，TOPCon技术需加固整个结构，而HJT技术只需 加固两端；②废弃厂房改造，多来自汽车产业，成本较低，且当地政府为保就业会给予支持。但这些厂房多 位于阳光照射率较低的美国东北部，若将光伏组件运输至南部，会增加每瓦发电成本。
另据东吴证券测算，美国光伏组件固定资产折旧是中国的2.1倍，主要系设备及厂房价格不同。美国光伏设备主要进口自中国，由于关税和溢价，其价格普遍高于中国。同时，美国的厂房价格也普遍高于中国。
由于人工成本高昂，美国光伏项目OPEX较高，投资者更加关注长期运营成本的控制，而不是初始组件采购成本。如果光伏组件的功率更高，那么单片组件可以在更少的人力和土地资源下产生更多的电力。
以TOPCon组件的效率、功率和发电量为基准线，目前普效HJT组件功率为710-720W，其组件功率增益达到2%，发电量增益为3%，综合发电量比TOPCon高出5%；TBC组件的功率增益为2.5%，发电量增益为1%，主要原因是其双面率较低，综合发电量比TOPCon高出1.5%。
综上分析，在美国光伏市场HJT和TBC都是可选的技术，但由于TBC的双面率较低，其发电量增益明显低于HJT。因此，HJT或是美国客户首选光伏电池技术。
此外，考虑到中美光伏制造最大区别是成本要素不同，美国光伏生产成本结构与中国存在显著差异。中国的主要成本为设备CAPEX，美国则更加注重OPEX与设施成本。主要系：（1）美国单GW工厂（greenfield，即在未开发土地上新建）的投资额高达8000万美元，是中国工厂的8至10倍，且建设周期更长，通常需要1至2年时间才能完成建设；（2）美国污水处理成本高昂；（3）美国人工成本较高，招聘困难，尤其是工厂通常位于乡村区，这进一步增加了劳动力成本和招聘难度。
另据测算，HJT电池生产的OPEX主要有人力、 设备折旧和水电支出四个方面，根据测算， HJT在美国的生产OPEX水平为0.05美元/w，相比TOPCon的0.07美 元/w具备0.02美元/w OPEX优势。
根据东吴证券测算， 在美国补贴助力下，HJT的盈利水平约为5.6美分/w， 在这样的盈利水平下，1.2年时间左右实现设备投资回本。
综上所述，HJT凭借其更少的水电与人力需求，成为最适合美国本土扩产的光伏技术。经东吴证券等机构测算，相比较TOPcon，HJT可降低20%的碳排放（全流程低温工艺）、节约70%的用电量（工序少&低温工艺）、节约60%的人工数量（仅4道工序）、节约20% - 60%的用水量，因此是最适合美国本土扩产的光伏技术路线。
不过需要注意的是，HJT在美国的生产补贴可能迎来退坡。根据PV Tech报道，美国密歇根州共和党众议员John Moolenaar和缅因州 民主党众议员Jared Golden向众议院提交了一项决议，提议暂停美国45X先进制造业生产税收抵免（PTC）。理由为税收抵免使得外国公司（尤其是中国公司）只需在美国本土建厂，即可从税收减免中获益。
但经东吴证券测算得到即便补贴完全退坡，电池厂商仍有盈利性。
如今，超过7家海外光伏企业开始布局HJT美国本土电池产能，合计规划超36GW。其中包括美国本土清洁能源龙头企业INVEnergy，意大利能源巨头Enel集团及前光伏设备龙头梅耶博格。
而在最核心的光伏设备领域，中国设备厂商占据明显优势。我国2024年硅料、硅片、电池、 组件产量占全球比重均在80%+，伴随中国光伏产业链具备全球竞争优势，硅片-电池片-组件各个环节的设备 均实现了国产替代。过去的梅耶博格、YAC、应用材料等海外设备龙头基本已经退出光伏市场。中国设备商 一方面受益于下游主产业链集中在中国，绑定龙头客户高频迭代研发遥遥领先，另一方面凭借正向研发的产 品竞争力在光伏设备领域基本实现国产化，通过客户绑定+正向研发，国产设备称霸全球，例如2024年晶盛 机电单晶炉市占率70%、高测股份切片机市占率50%-60%、迈为股份HJT整线设备市占率70%-80%、奥特维串焊机市占率60%-70%。
目前国内设备厂商已建立核心竞争壁垒，比如中国人工成本低，设备零部件供应体系健全，设备性价比高、交付能力强、售后响应速度快。比如在交付方面，中国设备商的发货周期多为3-6个月，明显快于国外设备商；在售后维修故障方面，中国设备商的服务能力更强，维修响应速度更快。
2024年5月22日，美国贸易代表办公室（USTR）建议在现有对华301条款关税的基础上，进一步提高对中国的光伏电池等产品的关税，其中光伏产品的税率从2019年的25%上调至50%。光伏设备端，美国政府为促进制造业回流，USTR为光伏设备留出了一个窗口期，允许在2025年5月31日前免征关税。
