中美光伏大戰

作者：王亮

來源：黑鷹光伏（ID：heiyingSL）

美國光伏產業也正在加速生長。

根據SEIA 預計，2024年前三個季度，美國新增了近30GW 的太陽能裝機容量，並有望在2024 年全年超過40GW。該行業協會表示，自《通貨膨脹削減法案》等關鍵聯邦能源政策透過以來，太陽能元件製造規模增長了五倍，使美國成為全球第三大元件生產國。

這一數字超過了SEIA五年前為美國太陽能製造業設定的到2030年要達到的目標。當時，該行業協會設定的目標是整個產業鏈(從多晶矽到元件，包括支架和逆變器)的年裝機容量達到50GW，而不僅僅是元件。彼時，美國只有7GW的太陽能元件裝機容量和41公噸的多晶矽。

伴隨光伏第四次大洗牌的持續推進，一個產業的舊時代即將落幕，新時代徐徐開啟。

而今，很多中資企業將“全球化”視為破局的重要手段，甚至在當前的產業背景與趨勢下，企業“全球化佈局進度與深度”已經成為衡量企業綜合競爭力的最重要指標。而美國光伏江湖，對中資企業而言無疑意味著巨大的發展空間與機遇，未來誰能更快實現產業化佈局與突圍，將在未來全球產業競爭中佔據更有利的地位。

一，美國市場需求預測，AI爆發帶來大量發電需求，電力缺口亟待填補

如今AI浪潮正在推動美國電力市場走向深度變革。

比如2023年以來人工智慧算力市場保持高增趨勢，谷歌、Meta、微軟&OpenAI、亞馬遜、xAI等多家AI巨頭開啟算力軍備競賽，國內頭部通訊運營商、網際網路企業也都逐漸開始佈局。據IDC研究，預計2024-2030年全球人工智慧產業規模CAGR高達37%。

事實上，AI資料中心帶來大量用電需求。從發電能力角度來看，根據CNBC報道，美國資料中心帶來的能耗需求2024年達45GW，並將在2030年達到104-130GW，約佔美國總髮電功率的16%，而2022年該佔比僅2.5%。

而AI資料中心的普及帶動了主要資料中心州電費上漲,近十年來加利福尼亞州電價上漲超過一倍。未來隨著資料中心對成本更加敏感，成本更低的光伏將成為必要的電力來源。此外，AI資料計算對電力供應的穩定性要求很高，在電網升級完成之前，自建光伏加儲能系統有望緩解斷電問題。

據資料分析，電力供給不足是美國資料中心停機的最大影響因素，近年來比重持續提升。2020年由於電力供應不足導致資料中心停機佔所有停機情況比重為37%，2023年提升至52%。

為解決區域性電價上漲和穩定電源緊缺兩大問題，主流方案主要有：核電、地熱、光伏、燃氣和燃油。考慮到科技型企業均有ESG要求，只有光伏、核電、地熱符合要求。

筆者進一步分析認為，地熱地域限制大+建設週期長，短期看環保意義大於實際意義，長期看是資料中心供電的較好選擇。美國的地熱能資源主要集中在加州、內華達州和猶他州，地域性較強；同時，由於資料中心電力需求較大，大型地熱發電專案從資源識別到商業化運營大約需要7年以上，僅建設運營也需要數年，短期內可行性不強，因此目前美國科技巨頭中僅有Meta和谷歌選擇了地熱能為資料中心供電。

而核電由於“新增機組少+建設週期長”，未來十年內美國新增大型核電機組可能性較低。美國目前在運核電站96.95GW/94座，提供全美18%的發電量。核電機組的建設高峰為1970s，自1979年三哩島核事故後新機組審批凍結超30年。由於核電同時具備高發電能力、輸出功率穩定和高度清潔的特點，短期記憶體在部分AI資料中心和存量北美核電的資源對接。長期來看，考慮到美國新核電機組需要4-6年審批+6-8年建設週期，未來十年內美國新增大型核電機組可能性較低。同時，核電建設長期存在較多不確定性，自蘇聯切爾諾貝利和日本福島核事故以來，各地政府和民眾對核電的態度一直較為保守。

根據東吳證券測算， 100MW資料中心使用光伏+儲能方案，度電成本為0.35元/kWh，與美國工業用電（5美分/kWh）基本持平。

所以中長期來看，光伏加儲能是資料中心最理想的選擇光伏電站的建設週期相對較短，一旦完成審批，通常在幾個月到一年內就能完工。此外，光伏不受地理位置的限制，只要有陽光就能發電；目前谷歌、Meta等科技巨頭光儲專案正在陸續落地。

目前美國天然氣和煤電發電佔比高達59%；可再生能源僅為16%，顯著低於歐盟的30%，清潔能源代替傳統能源發電空間巨大。從長期來看，儘管短期可能會面臨政策調整，但隨著新能源技術進步及全球環境壓力加大，清潔能源發展大趨勢不可逆轉。

其中，光伏能源因其不受地理環境限制的特性，相較於水電站具有更廣泛的應用潛力。東吳證券認為美國在推動可再生能源替代傳統能源的過程中，光伏發電將佔據主導地位。

事實也確實如此。如下表所示，近年美國新增發電量主要來自光伏，佔新增發電量比例自2010年以來穩步提升，到了2024年美國光伏新增裝機佔新增總髮電量超過64%。

為了支援新能源產業發展，美國能源部於2011年啟動SunShot Initiative計劃，旨在透過推動創新來降低太陽能電力的成本，使其在沒有補貼的情況下與傳統能源競爭。該計劃設定了明確的目標，包括到2023年使光伏發電佔美國用電量的20%，以及到2050年，結合儲能技術，使光伏發電佔美國總用電量的50%。

自計劃啟動以來，美國能源部已投資超過四億美元用於太陽能技術創新，這些投資涵蓋了光伏研發、電網建設、太陽能行業勞動力發展等多個方面。

此外，為了解決新能源消納以及電網輸送能力不足等問題，美國超高壓輸電專案的建設和審批呈現出提速趨勢。2022-2024年，美國逐年上調了未來電網的資本開支，尤其是跨州主網線路的投資。截至2023年底，美國共有在建3914英里高壓輸電線路，合計投資超225億美元。

根據Grid Strategies統計至23年底美國具備開工條件的高壓輸電專案共36個，大部分已獲得啟動建設的條件。這36個專案將一共帶來187GW的新能源接入能力與132GW的輸電容量，將大幅帶動美國電網整體容量提升。

另外根據Mordor Intelligence資料，2024全年美國預計新增光伏裝機量達50GW，25年新增裝機量有望超60GW，在2024-2029年間的複合年增長率將超過20%，需求旺盛。

而根據2025年1月3日Infolink報價，中國TOPCon元件產品單瓦價格僅為0.089美元，而美國元件單瓦報價高達0.27美元，是中國價格的三倍，溢價非常明顯。

之所以美國市場對光伏元件價格的敏感度相對較低，原因在於元件成本在光伏專案總投資中所佔比例較小，僅為20%。即使元件價格有所波動，對整體專案投資回報的影響也相對有限。此外，美國光伏專案的運營和維護（OPEX）成本較高，這可能導致投資者更加關注長期運營成本的控制，而非初始元件採購成本。

綜上所述，美國光伏市場未來擁有廣闊的發展潛力與錢景。

二，美國光伏供給端分析，美國對海外產光伏產品施加高額關稅，自建產能勢在必行

需要注意的是，美國政府為保護國內光伏產業，對進口光伏產品實施了包括201關稅、301關稅以及雙反調查在內的多項關稅措施。導致中國光伏企業將部分產能轉移至東南亞地區。然而，自2022年起，美國對東南亞進口的光伏產品也加強了監管，東南亞市場同樣面臨潛在的高額關稅風險。

從長遠來看，美國政府鼓勵本土光伏產業的發展，引導製造業迴流美國。儘管一些光伏製造商在中東地區佈局產能，但美國關稅政策的核心目標是製造業迴流，預計未來美國將更加依賴自建產能以滿足其光伏需求。

為了推進本土化程序，美國推出的《2022年通脹削減法案》，在製造端和安裝端對光伏相關專案進行補貼。2022年8月，美國總統拜登簽署了總價值為7500億美元的《2022年通脹削減法案》（IRA），該法案於2023年1月正式生效，包含了針對光伏和儲能領域供給、需求兩側的一系列補貼優惠和稅收抵免政策。

供給側補貼分為兩種模式，企業可以選擇其中一種，通常會選擇45X，因為隨著產能的提升，補貼收益更為可觀。如果急於回款，則會選擇48C ITC。（1）45X 先進製造業稅收抵免（MPTC）：企業在將光伏產品交付給客戶後，可以直接申請補貼。以電池和元件為例，美國生產的電池可獲得每瓦4美分的補貼，元件可獲得每瓦7美分的補貼。（2）48C ITC 投資稅收抵免：企業在完成建廠投資後即可申請補貼。如果符合用工條件，可獲得投資額30%的稅收抵免。

需求端補貼分為兩種模式，光伏系統投資人可以選擇其中一種：（1）投資稅收抵免（ITC）：基礎抵免為30%，若滿足所有要求，最高可拿到專案總投資額80%的稅收減免。該項稅收減免可用於抵消投資前或投資後的稅款，並且稅收減免可以轉讓。

由於戶用及工商業光伏專案的每瓦投資額較高，通常會選擇ITC作為補貼方式。ITC中，本土化製造的10%補貼最為關鍵。從2026 年起，投產的產能需要至少有55%的部件價值量為美國製造。僅電池片一項就佔光伏元件價值量的50%，所以美國本土產電池片有 10%補貼優勢。（2）生產稅收抵免（PTC）：主要根據光伏系統產出的電力來計算補貼，最高可補貼3.35美分/KWh，並根據通貨膨脹情況調整每千瓦時的補貼額。通常集中式電站會選擇PTC模式，因為其規模更大，每瓦光伏系統的投資額更低（按照ITC計算不合算），且發電量更大。

除了聯邦補貼外，各州也制定了各自的補貼政策。以加州的NEM（淨能源計量）政策為例，該政策允許擁有太陽能電池板的房主為其產生的多餘電力並送回電網獲得積分，用以抵消電費。加州的NEM 3.0政策於2023年4月15日生效，大幅降低了屋主的用電費用，平均上網電價從每度30美分降至8美分，降幅接近75%。

根據美國光伏協會SEIA，截至2023年底，美國本土的光伏電池產能僅為0.3GW，較40GW元件產能仍存在較大缺口。若要在2025年後達到美國補貼本土製造要求，美國電池產能擴產勢在必行。

據我們的最新瞭解，美國現有本土光伏產能主要集中在元件端，核心零部件如電池片大多依賴進口，最終在美國本土完成元件製造。截至2025年1月，主流光伏企業合計在美規劃元件產能超68GW，目前已投產40GW；其中中資和美資企業分別規劃超28GW。

不僅如此，隨著美國關稅壁壘的提升疊加IRA補貼陸續落地；全球玩家紛紛開始佈局美國本土的電池產能，以配套現有的元件產能。截至2025年1月，合計規劃的產能已超過58.3GW。這些產能主要由海外光伏企業和美國本土新玩家設立，且大部分位於紅州，因為紅州以製造業、農業和能源產業為主，為了提高當地就業率，紅州政府提供了更優厚的投資條件。

三，企業攻城策略與打法，美國光伏系統成本佔比高，高功率元件更受青睞

回到商業層面的競爭，在選擇主流技術路線上，企業還需要權衡美國建廠、人工等成本變化。

根據RCT能源2024年專案測算，美國光伏元件總成本是中國的1.6倍左右。中美兩國生產要素中人工、水電費（含汙水處理）及固定資產折舊差異最大，以工序較多的TOPCon技術為例，美國人工成本是中國的3.5倍左右，中美分別為0.8/2.7美分/W；水電氣費（含汙水處理）2.1倍左右，中美分別為 1.5/3.1美分/W；固定資產折舊1.3倍左右，中美分別為2.2/2.7美分/W。

進一步拆分的話，美國光伏廠房主要採用兩種建設模式：Greenfield（綠地專案）和Brownfield（現有廠房改造）。

（A）單GW Greenfield專案投資額高達8000萬美元，是中國工廠的8至10倍，且建設週期通常需要1至2年。不僅增加了時間成本，還使企業面臨市場變化、政策調整等不確定性風險。

（B）Brownfield專案，需改造現有廠房，主要有兩種選擇：①大部分為物流倉儲式廠房，需全面改造加固，TOPCon技術需加固整個結構，而HJT技術只需加固兩端；②廢棄廠房改造，多來自汽車產業，成本較低，且當地政府為保就業會給予支援。但這些廠房多位於陽光照射率較低的美國東北部，若將光伏元件運輸至南部，會增加每瓦發電成本。

另據東吳證券測算，美國光伏元件固定資產折舊是中國的2.1倍，主要系裝置及廠房價格不同。美國光伏裝置主要進口自中國，由於關稅和溢價，其價格普遍高於中國。同時，美國的廠房價格也普遍高於中國。

由於人工成本高昂，美國光伏專案OPEX較高，投資者更加關注長期運營成本的控制，而不是初始元件採購成本。如果光伏元件的功率更高，那麼單片元件可以在更少的人力和土地資源下產生更多的電力。

以TOPCon元件的效率、功率和發電量為基準線，目前普效HJT元件功率為710-720W，其元件功率增益達到2%，發電量增益為3%，綜合發電量比TOPCon高出5%；TBC元件的功率增益為2.5%，發電量增益為1%，主要原因是其雙面率較低，綜合發電量比TOPCon高出1.5%。

綜上分析，在美國光伏市場HJT和TBC都是可選的技術，但由於TBC的雙面率較低，其發電量增益明顯低於HJT。因此，HJT或是美國客戶首選光伏電池技術。

此外，考慮到中美光伏製造最大區別是成本要素不同，美國光伏生產成本結構與中國存在顯著差異。中國的主要成本為裝置CAPEX，美國則更加註重OPEX與設施成本。主要系：（1）美國單GW工廠（greenfield，即在未開發土地上新建）的投資額高達8000萬美元，是中國工廠的8至10倍，且建設週期更長，通常需要1至2年時間才能完成建設；（2）美國汙水處理成本高昂；（3）美國人工成本較高，招聘困難，尤其是工廠通常位於鄉村區，這進一步增加了勞動力成本和招聘難度。

另據測算，HJT電池生產的OPEX主要有人力、裝置折舊和水電支出四個方面，根據測算， HJT在美國的生產OPEX水平為0.05美元/w，相比TOPCon的0.07美元/w具備0.02美元/w OPEX優勢。

根據東吳證券測算，在美國補貼助力下，HJT的盈利水平約為5.6美分/w，在這樣的盈利水平下，1.2年時間左右實現裝置投資回本。

綜上所述，HJT憑藉其更少的水電與人力需求，成為最適合美國本土擴產的光伏技術。經東吳證券等機構測算，相比較TOPcon，HJT可降低20%的碳排放（全流程低溫工藝）、節約70%的用電量（工序少&低溫工藝）、節約60%的人工數量（僅4道工序）、節約20% – 60%的用水量，因此是最適合美國本土擴產的光伏技術路線。

不過需要注意的是，HJT在美國的生產補貼可能迎來退坡。根據PV Tech報道，美國密歇根州共和黨眾議員John Moolenaar和緬因州民主黨眾議員Jared Golden向眾議院提交了一項決議，提議暫停美國45X先進製造業生產稅收抵免（PTC）。理由為稅收抵免使得外國公司（尤其是中國公司）只需在美國本土建廠，即可從稅收減免中獲益。

但經東吳證券測算得到即便補貼完全退坡，電池廠商仍有盈利性。

如今，超過7家海外光伏企業開始佈局HJT美國本土電池產能，合計規劃超36GW。其中包括美國本土清潔能源龍頭企業INVEnergy，義大利能源巨頭Enel集團及前光伏裝置龍頭梅耶博格。

而在最核心的光伏裝置領域，中國裝置廠商佔據明顯優勢。我國2024年矽料、矽片、電池、元件產量佔全球比重均在80%+，伴隨中國光伏產業鏈具備全球競爭優勢，矽片-電池片-元件各個環節的裝置均實現了國產替代。過去的梅耶博格、YAC、應用材料等海外裝置龍頭基本已經退出光伏市場。中國裝置商一方面受益於下游主產業鏈集中在中國，繫結龍頭客戶高頻迭代研發遙遙領先，另一方面憑藉正向研發的產品競爭力在光伏裝置領域基本實現國產化，透過客戶繫結+正向研發，國產裝置稱霸全球，例如2024年晶盛機電單晶爐市佔率70%、高測股份切片機市佔率50%-60%、邁為股份HJT整線裝置市佔率70%-80%、奧特維串焊機市佔率60%-70%。