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比亚迪,造车之外另有“野心”

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出品|虎嗅科技组

作者|包校千

编辑|王一鹏

题图|视觉中国

做电视的创维、做拖鞋的宝丰时尚、做空调的格力、做益智玩具的沐邦高科……自“双碳”战略使光伏成为炙手可热的风口以来,各行各业杀入光伏领域展开竞逐。在很多人眼里,追捧光伏,就是追逐未来。

作为绿色电力的主要来源,车企尤其关注光伏。试想,如果一家车企既能做好光伏,又能做大储能,还能玩转新能源汽车,相当于打通了从绿色电力的生产、储存到使用的链条,获得的市场空间将是难以想象的。

野心勃勃的特斯拉早已把光伏写入“宏图计划”中。从2016年以26亿美元股票收购SolarCity正式进军光伏开始,特斯拉不断扩大新能源投资版图。今年3月发布的“宏图计划”第三篇章,电动汽车甚至不再是主角,大量篇幅留给了“如何通往可再生能源道路”的内容上。

在中国,包括吉利、广汽、理想、奇瑞等资金雄厚、制造经验丰富的车企,纷纷把脚踏入光伏产业。这其中,由王传福掌舵的比亚迪,算是和特斯拉理念最相近的企业了。早在2010年,王传福就曾表达了这样的愿景:终有一日,人们不仅驾驶的是比亚迪汽车,居住的也是由比亚迪建造的,配有光伏、储能系统的新能源住宅。

11月上旬,比亚迪官宣布局下一代光伏技术——钙钛矿,并组建了一支专业化的光伏技术研发团队,重心放在能量转换效率的突破上。

在新能源汽车和储能市场,两大汽车巨头已经在正面交锋,而战火向光伏蔓延的趋势也已不可阻挡。这或许,又将是一场贴身肉搏的较量。

光伏+汽车,会产生怎样的化学反应?

2021年2月,“隐身”多年的吉利掌门人李书福高调出手,斥资228亿元大举进军光伏业,并在全产业链上进行布局,如此大幅度的跨界不禁让人有些错愕。

无独有偶,通用汽车斥资100多亿元进军建筑光伏一体化;大众汽车不惜血本收购中国某光伏电池制造企业……

无论是国内还是海外,主流车企开始密集地和光伏发生“化学反应”,就连新势力之一的理想汽车,觊觎光伏市场长达两年之久,也终于按捺不住,在2023上半年坐上了牌桌。

这是一场关于企业和资本的“双人舞”,而特斯拉就是那位“领舞者”——在新能源跨界方面提供了范本模式。正因此,不少车企师从特斯拉,在战略布局和路径选择上,都大体相同。

首先,生产汽车只是特斯拉的阶段性任务,马斯克已明确将以“汽车”与“能源”为主线构造其商业版图,完善特斯拉新能源电动汽车充电需求,并将太阳能光伏发电作为新的投资盈利增长点。


特斯拉正在建设一个由太阳能供电、靠电池运行并且以电动汽车为交通工具的世界

在2016年公布的“宏图计划”第二篇章,特斯拉第一次提出全面拥抱太阳能。于是在同年6月,特斯拉以26亿美元收购美国光伏企业Solar City为标志,正式进军光伏行业。此后,特斯拉继续加大光伏领域的投资:


  • 例如2020年一季度财报会议上,马斯克提出至少1000个屋顶安装团队的构想。

  • 在2021年美国德州断电事故中,特斯拉旗下的光伏屋顶和Powerwall电池系统名声大噪之后,同年推出了首款自研光伏逆变器,并在上海启用了中国首座光储充一体化充电站。


从长期来看,如何找到一条通往可再生能源的道路,是特斯拉自身的使命所在。对于更加务实的中国汽车企业来说,光伏事关企业能源转型的长期战略。汽车未来想要出口欧美,就要想办法在制造端持续脱碳。最直接的方式,就是在工业园区和厂房安装光伏。

而光伏和汽车同属大规模标准化制造,同时光伏的准入门槛较低,生产制造比汽车要简单。与此同时,作为典型的重资产结构的行业,进军光伏最需要的不是科技和渠道,而是大笔低成本的资金。资金恰恰是财大气粗的汽车企业最不缺的。因此,有雄厚资金和制造经验成为汽车企业进军光伏的重要底气。

马斯克曾表示,未来能源业务的增速将远远超过汽车业务,达到300%的年复合增幅,最终让能源业务与汽车业务并驾齐驱。

为了扩大光伏业务的规模,特斯拉把新能源汽车作为“移动式的电力充储系统”,探索“光伏储能与电动车一体化”的商业模式,即给家庭和企业用户安装配套储能的光伏系统,将白天产生的电力储存起来,在夜间或停电期间为家庭提供电力。


在特斯拉消除化石燃料的计划中,以光伏为主的可再生能源贡献了35%的比例

在国内,不少车企也在效仿特斯拉,通过投资光伏车棚,整合太阳能和储能技术,打通能源从吸收、存储到应用的各个环节,逐步探索“光储一体”的业务模式。一方是供给,一方是需求,当光伏作为能源流展开,车企后续的充电业务就成了重要受益者。目前看来,大部分车企的光伏计划都少不了这一点。特别是掌握电池核心技术、自有储能电池生产线的车企,更加坚定了向光伏发起进击的决心。

不过,由于中美在电网灵活性和家用储能市场成熟度的不同,导致中国汽车企业发展“光储一体”相对更具挑战。同时,中国的光伏产业高度成熟,并形成了较为稳定的竞争格局,在规模、技术、成本、质量等方面,都已成为光伏老兵的护城河。而且,在当下产能过剩、价格厮杀激烈的情况下,行业的集中度会进一步向头部靠拢,因此,车企跨界光伏,前路并非坦途。

比亚迪就是最典型的例子。

比亚迪光伏,从明牌到暗牌

如果说特斯拉不再是纯粹意义上的电动汽车品牌了,那么在国内,也有一家不希望被冠以汽车制造商帽子的企业,那就是比亚迪。

很少有人知道,比亚迪曾是中国光伏产业的“一代宗师”,其业务重要性曾一度高于新能源汽车。奈何汽车业务功高盖主,光伏业务相比之下有些暗淡失色。但实际上,比亚迪手握不少光伏产业链上下游多个环节的技术,其光伏项目产品遍布全球二十多个国家。

直到比亚迪在11月除官宣布局钙钛矿电池,才唤醒一些人的记忆。原来,比亚迪还是一家正经的光伏制造商。

2007年,比亚迪副总裁何龙带领十几名技术员组成的研发攻坚小组,力争把比亚迪汽车车身板的技术运用到光伏技术中,从而达到降本目的。次年,比亚迪就成立了光伏公司,并开始建设多晶硅和太阳能电池产线。

彼时,国内的光伏市场尚未被激活,上游多晶硅的生产技术又被美、日、德三国“卡脖子”,产业链和市场两头在外。无奈之下,各路玩家只能做技术门槛较低的组件加工生意。

为了固定硅料、硅片的采购价格,防止上游原材料价格上涨,比亚迪和当时很多厂商一样,只能签订长期合同,然后用低价策略撬开海外市场。但2008年全球金融危机给光伏产业当头一棒,导致欧美光伏需求骤减,多晶硅价格直线下滑。国内众多光伏厂商不得不以双倍价格购买硅料,做着亏本的买卖。

本以为危机解除市场开始回暖,结果2011年欧美启动了“反倾销、反补贴”的调查,第二波暴击让中国光伏产业大难临头。据不完全统计,当年有超过350家企业宣告破产,登顶过全球第一的无锡尚德在2013年彻底崩盘。

所幸,比亚迪具备承受失败的能力,靠其他业务赚的钱,光伏业务存活了下来。

作为比亚迪在清洁能源领域的重要布局,过去16年,团队在光伏领域做了大量的技术研发和应用推广工作,可业绩方面始终是比亚迪的“拖油瓶”,未能摆脱亏损命运,以至于成为比亚迪想提却不敢提的标签。

在比亚迪的历年财报中,光伏一直与二次充电电池业务的数据合并公布,营收占比一直在7%-8%的体量之间。然而,光伏业务究竟占比多少、盈利能力如何一直成迷。

2018年,当隆基带着更具效率、有更大降本空间的单晶硅进场时,光伏产业降本增效、技术为王的主旋律开始了。面对众多实力不俗的竞争对手,比亚迪决定“先做精一个市场,然后向其他国家复制”,于是放弃了国内光伏业务,把市场重心放在了海外市场。


比亚迪太阳能AURO N系列的N型TOPCon组件NLTK-36

选来选去,巴西,这个既有政策,又有丰富的太阳能资源,竞争比欧美和中国都更小的国家,成为了比亚迪光伏的破局点。

在巴西的坎皮纳斯,比亚迪投资了约4800万美元用于光伏组件的生产,并在坎皮纳斯大学成立了太阳能研发中心。

在发展路线上,比亚迪光伏总是与汽车、储能业务形影相随,这是和其他光伏企业显著的差异。在这两大业务的加持作用下,比亚迪在2020年累计出货超10GW,超越了隆基和晶澳,跻身巴西光伏组件市场前五。

实际上,比亚迪光伏近几年一直在奋力追赶。从2019年比亚迪开始在财报频繁提及高质量产品,到2021及2022年报及半年报中又进一步提出要积极布局新技术,着力技术研发,家底愈发殷实的比亚迪,先后在2020年和2022年,分别入股阿特斯和金石能源,延伸TOPCon、HJT的产业链条。通过不断加大光伏技术的投入力度,缩小和对手的差距。

如今,光伏、储能和新能源汽车,这三驾马车承载了比亚迪的野心。去年10月,比亚迪推出的户用光伏解决方案,集成了户用光伏系统+新能源汽车+储能+充电桩,提供了一个围绕家居场景整体化的方案。

围绕清洁能源的获取、存储再到应用,比亚迪的业务布局方向已足够清晰,不过距离王传福构想的宏伟蓝图,还有很长的路要走。特别是光伏和比亚迪其他业务之间的差距,需要快速补齐。

钙钛矿,一条公平的起跑线

一直以来,驱动光伏行业发展的核心因素是不断降低的度电成本。根据CPIA数据,光电转化效率每提升1%对应度电成本下降5%-7%,这个量级对比是非常惊人的,考虑到装机规模动辄GW、MW,带来的成本优势无疑是巨大的。

因此,光伏技术迭代一直是沿着提升光电转换效率的路径前行,从BSF到PERC/PERC+,再到TOPCON、HJT……为了转换效率的提升,各大厂家进行研发军备竞赛,基本上以月为单位进行迭代升级,即便提升了千分之几的效率也被视为成功的技术突破。

然而,任何技术都有理论上的转化效率极限。晶体硅太阳能电池理论极限效率为29.43%,普通单晶硅电池理想条件下最高效率为24.5%;TOPCon电池理想条件下最高效率为27.5%;HJT电池效率上限为28.2%~28.7%。

于是,当能量转换效率逼近天花板时,光伏企业拼的不是技术创新,而是比谁的规模化降本更狠。


光伏技术路线图

在全球经济放缓的大背景下,光伏产业作为为数不多的高景气、快速增长的行业,吸引了大量新进入者和跨界资本,叠加原有企业的扩产,产业终端需求难以消化短时间过快增长的新增产能,于是出现了阶段性和结构性的过剩,厂商为了出货,只能狂卷价格。

例如光伏组件的价格,自年初的每瓦1.8元左右,下降到如今的不及1元,已经逼近成本线。部分企业甚至以低于成本的价格参与市场竞争,导致行业竞争空前加剧。

于是,作为最具有前景的下一代光伏技术——钙钛矿,从去年开始在资本市场上赢得了“明星般”的待遇。除比亚迪之外,宁德时代、腾讯、长城等实力玩家均在做技术储备。

自2009年日本人发明这种电池以来,单结钙钛矿电池的转换效率从3.8%快速上升至26.7%。其中还有很多世界纪录是中国人创造的。截至目前最高的两个效率记录,一是隆基绿能晶硅-钙钛矿叠层电池的33.9%,二是武汉大学窄带隙钙钛矿子电池的27.62%。

对于在晶硅路线上不占优势的多数车企来说,钙钛矿无疑让他们和光伏巨头站在了同一条起跑线上。

长城汽车是国内最早布局钙钛矿的车企。去年3月正式入局,8月与江苏省锡山经济技术开发区签署战略协议,计划投资30亿元建设全球首条GW级钙钛矿光伏组件及BIPV产品生产线、100吨钙钛矿量子点生产线、全球创新中心及总部大楼。

业界认为,长城汽车董事长魏建军和比亚迪一样,都在“下一盘大棋”。在长城汽车规划的生态体系中,以锂电为主的蜂巢能源,专注氢能源技术的未势能源,以及2020年脱胎于长城汽车研究院钙钛矿技术团队的极电光能,与特斯拉和比亚迪的各个板块一样,彼此之间并非孤立的存在。

在行业人士看来,车企之所以愿意布局钙钛矿,还有另一个原因,那就是希望将其做成未来车载能源的补充。例如汽车集成光伏(CIPV),通过汽车上的光伏全景天窗来发电,用于支持供暖、通风和空调系统等。


搭载光伏电池板的特斯拉CyberTruck

在欧洲,一些货运卡车已经开始身披“光伏外衣”,变成了轻度混合动力车。比亚迪也在畅想光伏的高光时刻——未来的新能源车,由车顶的光伏电池提供动能,停车之后会自动充满电。

去年6月,据《全球光伏》消息,韩国现代汽车集团已与蔚山国立科学技术研究所(UNIST)的一个研究团队合作,开发了一种新的钙钛矿太阳能电池,可以在阳光下为车辆充电。

根据CPIA的预测,2023年国内钙钛矿新增产能将达0.5GW,2030年将达到161GW;渗透率方面,预计2023年钙钛矿渗透率为0.2%,2030年达到30%。这组数字足以说明,钙钛矿未来巨大的市场潜力。

新能源市场历来很难控制成本,除了技术变革,其他路线多少都有些杯水车薪。在利润方面,晶硅路线一直在追求“一体化”,而钙钛矿最与众不同的是,组件制备仅需单一工厂,省去了硅料、硅片、电池片、组件这四个环节,生产过程耗时大幅缩短,能耗和材料成本也大为降低。

截至目前,极电光能、纤纳光电、协鑫光电等都已有百兆瓦级以上的产线。即将到来的2024年,钙钛矿将从百兆瓦向吉瓦级别的产线发起冲击。随着产业化的脚步临近,光伏产业走到了新旧交替的十字路口。对于“新势力”玩家来说,手握钙钛矿,就等于拥有了解锁光伏新机遇之门的钥匙。

险峰长青新能源投资人骆潇濛告诉虎嗅,从今年开始,钙钛矿已逐渐脱离“概念火热”的阶段,达到了商业化的前夜,1m*2m钙钛矿单结组件效率已经达到了18%,未来就看谁能够更快加速产业化进程。

现阶段,钙钛矿还存在一定的缺陷,良品率远低于85%的量产化要求,制约了它的商业化应用:

比如钙钛矿材料容易受温度湿度影响,在户外环境下效率衰减得很快。再比如钙钛矿的量产,是目前最为棘手的问题。虽然在实验室环境和1cm2小面积喷涂下,钙钛矿很容易实现高转换率,但一旦放大面积,镀膜材料就会因沉积变得不均匀。

目前钙钛矿要改进这些问题,很难通过理论推导解决,只能不断从重复的实验中测试数据、总结规律。至于钙钛矿能否顺利走上产业化道路,以及何时能走上产业化道路,目前仍是未知数。骆潇濛判断,钙钛矿组件商业化的拐点最早也要等到2025年。而钙钛矿叠层电池大面积替代晶硅电池,应用在集中式光伏场景,至少要到2030年以后。

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