商业航天发展提速,太空光伏迎布局良机
国泰海通证券·2026-01-26 19:14

报告行业投资评级 - 行业评级:增持 [1] 报告的核心观点 - 商业航天快速发展,太空光伏将充分受益,太阳能是商业航天中唯一可靠的能源 [4] - 太空数据中心等商业模式有望得到大力开发,市场空间巨大 [4] - 国内厂商凭借在晶硅和钙钛矿等技术上的成本和技术优势,将在太空数据中心的能源供应中扮演重要角色 [4] 太空光伏在商业航天场景中不可或缺 - 太空光伏发电能力远超地面,太阳辐照强度约为1360W/㎡,约为地面光伏的1.4倍,且光照强度约为地面光伏的5-10倍 [7] - 太空光伏有效发电时间长,地球同步轨道卫星全年99%的时间可接受光照,而地面光伏受昼夜、天气影响,理论最大值小于50% [8] - 当前太空光伏成本高昂,砷化镓电池成本约1000元/瓦以上,而地面晶硅组件成本低于1元/瓦 [8] - 太阳翼是航天器太阳能系统的核心载体,能源系统在卫星成本中占比较高,姿控系统和电源系统的成本之和约占全卫星平台的60%以上 [13][16][18] 卫星互联网成功商业化,太空光伏迎来发展契机 - 低轨卫星(500-2000公里高度)具有传输延迟小、链路损耗低、灵活性大等优势,特别适用于卫星互联网应用 [20] - SpaceX的Starlink低轨星座已成功实现商业化,截至报告时,星链卫星已总计发射10839颗,其中9395颗在轨,8046颗运行在工作轨道上 [22][30] - 2025年Starlink新增超过460万活跃用户,全球总活跃用户数超过920万,服务范围覆盖超过155个国家/地区,潜在受益人口超32亿 [35] - 地球近地轨道资源有限,中国加速布局,国网星座、千帆星座分别申报1.3万颗、1.5万颗卫星,并于2024年开始正式组网 [38] - 2024年中国航天发射次数达68次,创历史新高,政策层面国家大力扶持商业航天产业发展 [41][42] 能源方案:砷化镓为主流,晶硅和钙钛矿电池迎来机遇 - 目前砷化镓是太空能源的主流路线,具有光电转换效率高(量产效率>30%)、抗辐射能力强、寿命长(高轨道25-30年)等优点 [48][56] - 砷化镓电池技术成熟但成本极其高昂,性价比提升空间相对有限,而晶硅电池技术不断进步、生产成本显著下降 [53][59] - 晶硅电池开始替代砷化镓在商业航天的部分份额,SpaceX已使用硅电池,部分晶硅企业如东方日升已具备批量交付p型超薄HJT产品的能力 [57][59] - 钙钛矿电池在重量和转化效率方面具备优势,其质量比功率预期可达10-20W/g,远高于砷化镓的0.3-0.4W/g和HJT的小于0.1W/g [59] - 国内企业如钧达股份、东方日升、上海港湾、晶科能源、天合光能等正加大对钙钛矿及钙钛矿叠层电池在太空能源领域的研究和合作布局 [62][66] 太空算力提上日程,太阳能有望获得爆发式增长 - 发展太空算力的核心原因在于其能源成本优势,根据Starcloud白皮书,一个40MW的数据中心集群,10年的能源成本在太空仅为200万美元,而在地面需要1.4亿美元 [69] - 马斯克宣称每年要在太空部署100GW的AI算力,如果目标实现,卫星需求将爆发式增长 [4][76] - 报告测算,假设钙钛矿叠层电池效率达30%,卫星太阳翼面积达350平米,当太空数据中心年装机达100GW时,将带来68万颗/年的卫星需求增量,而目前全球在轨卫星仅1万多颗 [4][97] - 国内外巨头已开始探索,SpaceX计划推进太空数据中心,Starcloud和谷歌(Project Suncatcher)已发射试验卫星,国内北京支持研发的首个算力星座“辰光一号”已完成产品研制 [78][82][83] 能源方案:晶硅/钙钛矿的应用是重要前提 - 晶硅组件供应稳定,成本具备明显优势,地面晶硅组件成本低于1元/W,太空晶硅组件约几十元/W,而砷化镓售价达1000元/W [87] - 钙钛矿质量轻,能显著降低发射成本,假设发射费用为2万元/kg,钙钛矿的发射成本仅1.3元/W,处于绝对领先地位 [88] - 随着卫星迭代,太阳翼面积大型化趋势明显,Starlink V1卫星单翼面积超20平米,V2 Mini双翼总面积超100平米,预计V3双翼面积将超250平米 [90] - 火箭回收技术大幅降低发射成本,SpaceX猎鹰火箭一级复用超过10次后,平均发射成本从5000万美元降至1700万美元以下,降幅近70%,平均每公斤发射费用从6–15万元降至约2万元 [93] - 报告对市场空间进行测算,第一阶段(通信卫星为主)市场空间可达数百亿元,第二阶段(太空数据中心起量)市场空间可达2799亿元 [100][102] 相关标的梳理 - 钧达股份:与尚翼光电签署战略合作协议,围绕钙钛矿电池技术在太空能源的应用展开合作,并以现金3000万元投资其项目公司星翼芯能 [103][105] - 晶科能源:与晶泰科技签署战略合作协议,共同成立合资公司推进基于AI技术的高通量钙钛矿叠层太阳能电池研发,其N型TOPCon钙钛矿叠层电池转化效率突破34.76% [106][109] - 天合光能:实验室刷新3.1㎡大面积钙钛矿/晶体硅叠层组件功率世界纪录(886W),并获得牛津光伏钙钛矿核心专利技术中国区独家授权,其高效砷化镓产品已在中国星网卫星上应用 [111][112] - 东方日升:具备批量交付p型超薄HJT产品的能力,在海外已有小批量交付经验,累计出货达数万片,其研发的钙钛矿/晶硅异质结叠层太阳能电池转化效率达30.99% [116] - 协鑫光电:其自主研发的2㎡级钙钛矿—晶硅叠层组件光电转换效率突破至27.06%,并获TÜV南德认证 [119]

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