中金 | 太空光伏:冉冉升起的卫星能源市场
中金点睛·2026-02-03 07:55

核心观点 商业航天蓬勃发展,卫星星座进入密集部署期,单星功率持续上行叠加太空算力等新应用场景探索,共同推动卫星电源系统(太阳翼)的升级需求,太空光伏作为核心能源方案正迈向技术路线升级与产业化交付新阶段,为全产业链带来变革机遇 [1][2][3] 商业航天产业概览 - 商业航天是以市场为主导的航天活动,覆盖火箭与卫星的研发制造、发射服务、测控运营及下游应用服务全产业链,核心价值在于通过技术创新与商业竞争实现降本增效 [4] - 产业链上游为火箭、卫星总体及配套制造,正处于从技术验证向工业化量产转型的关键期 [5] - 产业链中游为发射与运营,是连接天地、释放上游产能并支撑下游应用的关键枢纽 [5] - 产业链下游为基于卫星系统提供的通信、遥感、导航及算力等商业化场景,是价值最终落地出口 [5] - 商业航天的商业化闭环最终取决于卫星体系的规模化部署与持续运营,增长主线将由卫星应用牵引 [7] 下游应用场景演进 - 卫星下游传统应用领域主要包括通信、导航与遥感 [7] - AI大模型增长引发全球算力与电力需求激增,地面算力基础设施面临电力、散热、土地等多重约束,促使算力需求转向太空领域 [7] - 太空算力将商业航天下游应用从传统领域扩展至在轨计算与能源服务,能够较大幅度提高单星价值量与商业上限,直接催生对重型运力及高性能能源系统的需求 [10] 卫星制造与资源竞争 - 全球卫星制造与发射进入高速发展阶段,2025年全球卫星发射数量已达到4,524颗,到2030年全球在轨卫星数量有望突破10万颗 [10] - 近地轨道(LEO)与频谱资源具备天然稀缺性,国际电信联盟(ITU)确立了“先申报,先发射,先占有”的分配原则 [13] - 低地球轨道(LEO)中500-600km的高度区间被视为最为拥挤且价值最高的黄金地段,随着在轨卫星密度增加,碰撞风险呈指数级上升 [13] 海外市场进展 - 海外商业航天正由政策驱动向市场驱动转型,美国凭借先发优势占据主导地位,头部商业公司已成为行业创新核心引擎 [16] - SpaceX通过一箭多星的高频部署能力,快速完成了对黄金频轨资源的布局 [16] - 2026-2027年SpaceX计划启动第三代星链卫星(Starlink V3)发射,并推进星舰(Starship V3)执行轨道运输任务,其卫星传输性能与部署能力有望快速提升 [18] 国内市场进展 - 国内商业航天正处于从试点探索向工业化、规模化建设加速转型的关键时期,起步相对较晚但市场潜力大 [19] - 政策端,《推进商业航天高质量安全发展行动计划(2025—2027年)》明确了行业路径,国家航天局设立商业航天司,中国卫星网络集团(星网)成立整合星座计划 [19] - 产业端,火箭技术正从固体小运力向液体可复用跨越,卫星制造产业化加速,例如格思航天G60卫星数字工厂已实现最快1天1星、年产约300颗的能力,预计2026年产量可达每年500-600颗 [20][21] - 2025年我国商业航天完成发射50次,占全年宇航发射总数的54%,卫星总入轨371颗,相较于2024年的265颗大幅提升,未来已规划总计超过5.13万颗低轨卫星 [21] 太空光伏核心地位与价值 - 太阳能是太空环境中高效、长期的能源供给方式,光伏是空间环境首选能源 [2][21] - 电源分系统(以太阳翼为核心)的重量占到整星的20%-30%,成本占比同样达到20%-30% [22] - 太阳翼作为核心发电单元,价值量占比高达卫星能源系统的60-80%,其高价值量主要由电池片成本驱动,电池片单瓦成本约占太阳翼整体的50% [22] 太阳翼技术发展趋势 - 随着单星功耗提升,太阳翼面积与形态不断迭代,从传统刚性方案转向更高比功率与收纳效率的柔性方案 [25] - 以Starlink迭代为例,其太阳翼面积从V0.9版本的22.68㎡提升至V2.0版本的256.94㎡,未来V3.0版本有望突破400㎡ [25] 太空光伏技术路线迭代 - 太空光伏技术正从早期的晶硅、主流的砷化镓,向高效HJT等晶硅方案和钙钛矿或晶硅-钙钛矿叠层方案演进,多种技术百花齐放 [2][26] - 砷化镓路线:三结砷化镓是目前我国空间太阳电池主流方案,具备高效率(地面实验室效率纪录小面积达39.46%)、耐辐射、轻质(比功率超0.35W/g,为晶硅的3倍以上)等优势,但制造工艺复杂、原材料(锗、镓)稀缺制约其成本 [28][29][30] - 高效晶硅路线:由早期的PERC转向更适配薄片化与柔性阵列的异质结(HJT)路线,HJT在太空场景下比TOPCon更具适用性,其低温工艺利于控制薄片应力与翘曲 [30][31][32] - 钙钛矿路线:具备更高的光电转换效率潜力、极优的能质比(达30 W/g)、可柔性变形以及通过溶液工艺实现低成本制造的潜力,但需进一步解决太空环境适应性难题 [27][34][35][36] - 短期内钙钛矿与现有电池联合供电是主流发展方向,长期有望向独立太空供电场景转化 [36] 市场需求测算 - 2025-2030年,太空光伏需求重心为服务传统应用的低轨卫星,市场规模或达千亿元级别;2030年后,若太空算力进入乐观部署阶段,需求有望迎来台阶式放大 [2][38] - 根据中性情景测算,全球年发射5万颗卫星、单星功率20KW时,对应太空光伏总市场规模约2,738亿元 [38] - 技术渗透率预期将变化,当前以砷化镓为主,长期其占比或有下降,HJT为代表的晶硅与钙钛矿(含叠层)等新兴技术路线占比有望提升,预期钙钛矿将获得超过50%的市场渗透率 [38] 产业链与竞争格局 - 太空光伏产业链参与者分为国家院所体系、光伏龙头、专精特新材料装备三大主要竞争群体 [39] - 行业竞争重点在于具备在轨验证能力、系统总包能力以及产线和验证投入先行模式的能力 [40] - 产业链增量可从材料、制造与设备三端梳理 [41] - 材料端:柔性化与空间环境适配是主线,关键包括UTG玻璃、PI/CPI薄膜与浆料 [42] - 制造端:砷化镓/高效晶硅/钙钛矿(含叠层)多种路线迭代下的电池制造端革新 [42] - 设备端:多种电池技术发展带来设备需求增量 [42] - 报告梳理了相关上市公司及未上市企业标的,覆盖砷化镓、晶硅(含HJT)、钙钛矿各技术路线的电池、材料及设备环节 [41]

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