工业革命以来的一百多年里，人类活动让大气中的二氧化碳浓度相对于工业革命之前的水平提高了47%，比自然环境下2万年时间能增加的浓度还多，全球平均气温也升高超过1.2℃。
因此带来了冰川融化、洪水和干旱频繁、蚊虫疾病加剧、呼吸道疾病增加等问题，气温升高还显著降低了农作物生长速度，气温每上升1℃，农作物产量就将降低10%。所以，由二氧化碳等温室气体排放引起的全球气候变化已经成为本世纪人类面临的最大挑战之一。
紧迫局势下，《巴黎协定》应运而生，协定的长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。
在《巴黎协定》的框架下，到本世纪中叶实现碳中和就成为了全球应对气候变化的最根本的举措。
截至年底，全球共有44个国家和经济体正式宣布碳中和目标，美国新任总统拜登在上任第一天就签署行政令让美国重返《巴黎协定》，并计划设定年之前实现碳中和。
中国则在年9月22日的第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于年前达到峰值，努力争取年前实现碳中和。
根据世界资源研究所（WRI）数据，年能源活动排放量占全球温室气体总排放量的73%，是全球气候变化的罪魁祸首。而能源排放活动中，发电和供热行业排放占全球温室气体排放比重最高，达到30.4%，在中国，这一数字甚至高达41.6%。
因此，要实现碳中和，能源活动领域的零碳燃料替代是主要内容。
所谓零碳燃料，即在能源生产、使用过程中不增加二氧化碳的排放，常见的有太阳能、风能、潮汐能、核能、沼气等。
如今，煤炭、石油、天然气仍然是全球主要的能源消费，占比85%，零碳清洁能源占比小，太阳能和风能加起来不到5%。
根据《BP世界能源展望》对全球碳排放做出三种场景下的假设，包括一切如常场景、快速转型场景、净零场景，每种假设都对应着不同的碳排放变化结果和能源构成变化。
不管是哪种场景，近几年碳排放将会达到顶峰都几乎是确定的，在年，上图中橙色的可再生能源占比都呈现巨幅增长。并且在可预见时期内，碳中和发展越快，力度越大，时间越长，可再生能源占比越高。
从能源的使用上看，电能、热能、液体燃料是三种最重要的能源终端形式。想要合理使用零碳能源，最佳方法就是转化为电力。
因为电力容易做到“标准化”和“可控化”，有着节能、清洁、高利用效率等优点，同时也是目前实现碳中和成本最低、最为成熟的技术路径。所以电力的应用必然是越来越广泛，根据世界能源署（IEA）测算，到年，全球电力消费量将是目前的2.5倍，届时，电力将占全球终端用能的一半。
那么，使用太阳能、风能、核能等零碳燃料发电，促进电力的绿色转型便成为实现碳中和的核心所在。
在碳中和的条件下，若要满足未来新增的电力需求，国际可再生能源署（IRENA）预计年全球电力消费中约有86%的电力来自非化石能源（可再生能源和核能），意味着未来30年全球可再生能源平均年度新增装机规模需达到GW，是年新增装机容量的4倍。
哪种零碳能源可以担此大任呢？
我们首先在优先级上将水电和核能放在劣后位置。
水力发电初看很清洁，实际上会产生诸多问题。首先是水库运行引起的径流、水温、泥沙的大规模变化对于部分鱼类生存是不利的；其次是修建大坝将产生地质灾害、安全性、移民等问题；
最后从碳排放的角度来看，水库蓄水时水中好氧微生物的分解会产生CO2，水中产甲烷菌活动、消落带植被腐烂会产生CH4，这些都是不可忽视的温室气体来源，华盛顿州的研究者通过调研全球个水坝和水库的份有关气体排放的研究，结论是每年从水坝和水库排放的甲烷大约相当于十亿吨二氧化碳排放，占总人为产生温室气体的1.3%。
核能，极有可能在更久远的未来，成为人类的最佳能源。但是目前核电存在着核安全和核废料的担忧，核废料具有极强烈的放射性，处置成本大、技术要求高。我们距离“可控核聚变”技术的成熟，国际科学界主流观点是可能还需要半个世纪之久，因而不能作为实现碳中和的能源。
所以，太阳能和风能发电成为碳中和目标的唯二候选人，被寄予厚望。
我们先来看看太阳能和风能是如何发电的。
太阳能的发电原理是半导体PN结的“光生伏特效应”，即我们口中的光伏发电。
半导体介于易导电金属与绝缘体之间，其中“硅”具有地壳含量大、性质稳定、提纯技术成熟的优点，所以高纯度硅材料成为光伏发电的主流产品。P型硅与N型硅就不过多介绍，只需要知道在硅晶体中，当N型硅和P型硅紧接在一起时，将它们的交界处称为PN结。
当光照射在PN结上时，产生“电子——空穴对”，受内建电场的吸引，电子流入N区，空穴流入P区，结果使得N区储存了过剩的电子，P区有过剩的空穴，它们在PN结附近形成与势垒方向相反的光生电场。光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使P区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，即光生伏特效应。此时，若在电池外接一根导线，电子就会从N型硅沿着外部导线向P型硅跑去，从而就产生了电流。
风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。即把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电能。
可以看出，光伏与风电共同点在于取之不尽、清洁安全，完美符合人类当前对于能源的需求。还有个极其关键的一点，那就是成本低，这才是他们实现规模化的核心，我们后文会重点探究。
问题又来了，光伏和风电谁更有前景呢？这要通过分析他们的差异来思考。
通过前面介绍的发电原理，光伏是半导体电子技术，风电偏向机械制造，所以光伏技术迭代更快，降本能力也就更强。据IRENA测算，全球光伏发电成本在过去十年间累计下降了82%，远高于全球陆上和海上风电过去十年下降的39%和24%，且随着硅片、电池片等技术的提升，未来太阳能光伏的发电成本有望继续大幅降低。
另外，光伏需要在光照强度达到一定程度才能发电，风电需要看当地风力强度发电，相比而言，风电更不稳定，应用场景略显单一，“toB”属性强。光伏则更容易深入千家万户，从发电侧到用电侧，从城市到农村，从工厂到家庭。
光能的储量不用担心天花板问题，若地球表面0.1%的面积覆盖光伏系统，按照5%的光电转化率，发电量高达（5.6×10的12次方）kW·h/年，为世界年消耗能源的40倍。
最后，从我国实际的股票投资机会来说，在风电市场份额和核心技术方面，维斯塔斯、西门子、GE等国外巨头仍然举足轻重。反观光伏，中国光伏新增装机连续7年位居全球首位，累计装机连续5年位居全球首位，在产业链不同环节TOP10中，中国光伏企业都占据了绝大多数。后文会再聊中国产业链公司。
从侧面看，越来越多的顶级投资机构和投资人正加速进入光伏，如高瓴资本以亿取得隆基股份6%股份，易方达、睿远、高瓴等获配通威股份定增项目等等。风电则鲜有所闻。
近十年，光伏与风电装机都实现了稳定增长，但是光伏的增长趋势显然更快。
通过一层层的探究，我们得出结论：光伏发电优势显著，在可控核聚变技术成熟之前是所有能源品种中最理想的，是促进电力绿色转型的最佳选择，是未来三十年世界实现碳中和目标的希望之光。
下面我们来讨论遗留的两个问题。即光伏为什么可以实现规模化？中国有哪些光伏产业链的公司值得
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