商业航天与太空光伏系列深度(一)
商业航天发展现状
商业航天应用场景丰富,中美为商业发射主力。2025年全球航天发射次数显著增加,美国以SpaceX为主成功发射167次,同比增长约24%;中国航天发射次数92次,同比增长35%,其中商业发射次数占本国总发射次数一半以上。商业火箭作为关键环节,通过可重复使用、大规模发射和高度工程化设计,显著降低单次发射成本,提升发射频率,为卫星星座快速部署提供基础支撑。
卫星互联网与太空算力
卫星互联网应用场景向规模化发展,自动驾驶、低空经济等新兴场景对高可靠通信、连续定位与广域感知提出更高要求,拉动关键基础设施通信、导航与遥感卫星的需求。低轨卫星具备时延低、组网能力高、部署灵活的优势,更好地支撑高速通信、实时遥感、全球物联网等新一代空间应用的实时性和规模化需求。美国已率先发射大量卫星占位,全球正加速部署卫星,2025年全球航天器共发射超300次,发射总数超4000个。太空算力成为卫星新的应用场景,全球算力需求高涨,单纯依赖地面数据中心逐步显现瓶颈,太空算力将计算、存储与智能处理能力直接部署在空间平台上,实现数据的在轨处理、存储与传输。太空算力部署将显著提升单星功率与卫星数量,加速放大卫星需求空间。
太空光伏市场空间
太空光伏是卫星能源供应唯一供给方案,受益于卫星数量和单星功率提升。卫星发射数量、功率持续增加,对稳定电力供应需求显著提升。太空环境中,太阳能是目前唯一可持续、可工程化利用的能源来源,太空太阳辐射能量密度约为每平方米1360瓦,显著高于地面光照强度,且日照时间长,能够为航天器提供稳定的高功率密度能量输入。太阳电池是航天器电源系统的核心组成部分,目前主要应用于卫星自用供能。卫星功率要求提升,太阳翼面积持续增大,太阳翼由刚性/半刚性向柔性过渡,柔性太阳翼质量比、体积比功率大幅提升,为未来高功率、高密度发射需求的关键方向。
太阳翼技术路线
目前有三种主流技术路线实现柔性太阳翼:
- 砷化镓(GaAs):性能适宜太空但成本较高,抗辐射能力与光电转换效率较晶硅更高,但原材料昂贵、制备流程复杂,成本高昂。
- p-HJT:依托于成熟的晶硅产业,较砷化镓方案大幅降本,且异质结作为向钙钛矿叠层方案发展的基础,预计在短中期有较大发展空间。p-HJT具有双面对称结构,能满足柔性结构需求,较砷化镓大幅降本,且与下一代结构(钙钛矿叠层)具有兼容性。
- 钙钛矿叠层:为长期发展方向,理论效率高+降本空间大,材料高光吸收系数,叠层结构理论效率高,降本潜力大,但目前仍处于起步研究阶段,存在光照或高温环境下稳定性不足、寿命短等问题亟待突破。
太空光伏应用空间预测
在技术路线的迭代演进支撑与需求放大的背景下,卫星呈现出“数量”与“单星功率”双重提升趋势,太空光伏的应用空间有望随之加速打开。现阶段太空光伏主要的目标应用场景在低轨卫星(组网),主要驱动因素是组网数量迅速扩张;未来随着卫星承载更复杂的通信载荷、激光链路以及在轨计算功能,单星功率也要求提升。预计短期/中期/长期,每年卫星发射数量分别为0.8/3/50万颗,发射单星功率分别为6/20/60kW,太空光伏总需求功率为0.05/0.6/30GW。
太空光伏电池片价值量测算
太空光伏市场规模将伴随低轨星座建设加速而迅速扩张。预计短期砷化镓/p-HJT/钙钛矿叠层电池渗透率分别为81%/13%/6%,中期分别为20%/60%/20%,长期分别为1%/45%/54%;短/中/长期卫星光伏电池片每年总市场空间分别为203/804/3147亿元。基于太空算力情景,假设太空算力发展长期带来100GW增量,单位功率成本12.6元/W,预计将在长期带来10490亿元市场空间增量。
投资建议
太空光伏“星辰大海”,目前处于从技术验证到大规模的产业化阶段。我们认为太空光伏首先在于可靠性与降本。海外方面,SpaceX发展较为领先,已发展出多类航天产品。国内方面,建议关注技术领先企业,迈为股份、东方日升、钧达股份等。
- 迈为股份:HJT整线供应龙头,获业内首条钙钛矿/HJT叠层电池整线订单,产线的异质结、钙钛矿叠层电池效率行业领先。
- 东方日升:HJT组件供应商,转换效率全球领先,降低低温银浆单位用量,公司HJT组件有效降本。
- 钧达股份:TOPCon电池龙头,战略投资钙钛矿应用+布局整星,股权投资尚翼光电,开展钙钛矿研究战略合作,收购卫星整星企业巡天千河,早年启动钙钛矿电池研究,钙钛矿叠层技术领先。
风险因素
- 商业火箭发射降本、卫星发射频次不及预期。
- 技术迭代、产业落地不及预期。
- 国际技术标准与规则竞争风险。
- 太空算力发展的不确定性。