多晶硅：光伏上游重要原料

1、2020年下半年以來(lái)，國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)格迎來(lái)漲價(jià)潮。其中，多晶硅料價(jià)格一路走高，讓下游光伏制造企業(yè)看到了原材料保供的重要性。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)效率高、成本低，全球多晶硅產(chǎn)業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)明顯。多晶硅行業(yè)也歷經(jīng)狂熱投資、產(chǎn)能過(guò)剩、淘汰兼并的過(guò)程，硅料價(jià)格從十多年前至今總體趨勢(shì)向下，具備成本優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)慢慢跑出，行業(yè)集中度提升。德國(guó)分析機(jī)構(gòu)Bernreuter最新報(bào)告指出，“隨著太陽(yáng)能成為最便宜的能源，未來(lái)幾年全球光伏裝機(jī)量的增長(zhǎng)將超出許多的想象，這將推動(dòng)多晶硅的需求增長(zhǎng)?！惫夥a(chǎn)業(yè)鏈大致可分為多晶硅、硅片，中游電池片、組件，以及下游光伏發(fā)電系統(tǒng)三大環(huán)節(jié)。光伏發(fā)電的技術(shù)路線主要包括晶體硅光伏發(fā)電和薄

2、膜光伏發(fā)電，其中晶體硅光伏發(fā)電包括單晶硅片發(fā)電和多晶硅片發(fā)電。兩者在成本和光能轉(zhuǎn)換效率上各有優(yōu)劣。單晶硅轉(zhuǎn)換效率比多晶硅要高，但是制作成本也要比多晶硅高。從單、多晶用料構(gòu)成來(lái)看，全球單晶用料供應(yīng)量約33萬(wàn)噸，單晶硅片消耗多晶硅約32.4萬(wàn)噸，供需基本平衡；而全球多晶鑄錠用料供應(yīng)量為15.9萬(wàn)噸，多晶硅片消耗多晶硅約13萬(wàn)噸，略有過(guò)剩。圖表來(lái)源：浙商證券多晶硅按照產(chǎn)品純度的不同，可分為工業(yè)硅、冶金級(jí)多晶硅、太陽(yáng)能級(jí)別多晶硅、及電子級(jí)別多晶硅。太陽(yáng)能級(jí)多晶硅作為光伏產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)原材料，處于晶硅光伏產(chǎn)業(yè)的上游環(huán)節(jié)，具有產(chǎn)能投資金額大、技術(shù)工藝復(fù)雜、投產(chǎn)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，且具備較高的進(jìn)入壁壘，行業(yè)附加值

3、較高。在光伏電站爆發(fā)初期，廠家為了迅速擴(kuò)大規(guī)模，滿足電站的建設(shè)的需求，多晶硅占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)份額。目前光伏產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)端主要集中在中國(guó)大陸，且多晶硅和硅片環(huán)節(jié)產(chǎn)能向中國(guó)西北和西南地區(qū)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)明顯。多晶硅制備主要是將工業(yè)硅粉通過(guò)一系列的化學(xué)手段進(jìn)行提純從而得到可以用于太陽(yáng)能行業(yè)和電子行業(yè)的多晶硅料。用于光伏生產(chǎn)的是太陽(yáng)能級(jí)多晶硅，一般純度在6N9 N之間，國(guó)標(biāo)根據(jù)具體的參數(shù)差異將太陽(yáng)能級(jí)多晶硅分為太陽(yáng)能一級(jí)、太陽(yáng)能二級(jí)、太陽(yáng)能三級(jí)。多晶硅料經(jīng)過(guò)融化鑄錠或者拉晶切片后，可分別做成多晶硅片和單晶硅片，進(jìn)而用于制造晶硅電池。據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1千克多晶硅將產(chǎn)生1015千克四氯化硅，隨著多晶硅

4、下游光伏行業(yè)的快速發(fā)展，2015-2019年中國(guó)多晶硅年產(chǎn)量從16.5萬(wàn)噸增長(zhǎng)至34.2萬(wàn)噸，復(fù)合增速20%。預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)多晶硅年產(chǎn)量將達(dá)到102.2萬(wàn)噸，副產(chǎn)的四氯化硅就將達(dá)1022萬(wàn)1533萬(wàn)噸。原材料充足以及產(chǎn)業(yè)鏈一體化的形成將有效降低氣凝膠材料成本中樞，在市場(chǎng)上的替代效應(yīng)更為明顯。我國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)相對(duì)國(guó)外起步較晚，2007年國(guó)內(nèi)在建項(xiàng)目達(dá)到2萬(wàn)噸，是國(guó)內(nèi)多晶硅規(guī)?；a(chǎn)的元年，2008年受金融危機(jī)的影響，美國(guó)歐盟限制打壓中國(guó)光伏產(chǎn)品的出口，多晶硅價(jià)格一路暴跌。2009年國(guó)發(fā)38號(hào)文將多晶硅列為產(chǎn)能過(guò)剩行業(yè)，限制國(guó)內(nèi)多晶硅項(xiàng)目的擴(kuò)產(chǎn)，此后隨著全球經(jīng)濟(jì)的回暖，歐洲部分國(guó)家如意大利加大

5、了對(duì)于光伏的支持，市場(chǎng)對(duì)于多晶硅的需求回升。2013年至今為領(lǐng)先全球期，這一階段我國(guó)光伏裝機(jī)持續(xù)擴(kuò)大，需求增長(zhǎng)，多晶硅企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量穩(wěn)居全球第一。2018年，國(guó)內(nèi)新建產(chǎn)能達(dá)15萬(wàn)噸，進(jìn)口量首次減少，多晶硅生產(chǎn)布局更加優(yōu)化，逐步往能源價(jià)格洼地如西北等地區(qū)轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)設(shè)備也更為先進(jìn)。實(shí)際上該年可以認(rèn)為是多晶硅進(jìn)口替代的元年。從多晶硅生產(chǎn)技術(shù)路線來(lái)看，根據(jù)光伏協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，全球前十大多晶硅生產(chǎn)企業(yè)均采用三氯氫硅改良西門子法進(jìn)行多晶硅生產(chǎn)。1955年，德國(guó)西門子公司成功開發(fā)出三氯硅烷在氫氣氛圍下，在炙熱的硅芯/硅棒表面上沉積硅的工藝技術(shù)，并于1957年開始工業(yè)化生產(chǎn)，即“西門子法”多晶硅生產(chǎn)

6、工藝。但西門子法多晶硅轉(zhuǎn)化率低，四氯化硅等副產(chǎn)品污染嚴(yán)重，因而增加了尾氣回收和四氯化硅氫化工藝的改良西門子法得以提出。原料方面，由于目前多晶硅生產(chǎn)主要采用氫氣還原三氯氫硅的改良西門子法生產(chǎn)，因而三氯氫硅和氫氣的純度和質(zhì)量直接影響多晶硅質(zhì)量。生產(chǎn)設(shè)備中的油污、氧化物或粉塵的摻入也將嚴(yán)重影響多晶硅的晶型，生產(chǎn)工藝中反應(yīng)物的配比、溫度的控制也將對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生較大影響。制備的流程和機(jī)理使得多晶硅料環(huán)節(jié)的制造偏向精細(xì)化工屬性，技術(shù)的Know-How與中下游偏向物理屬性的硅片、電池片和組件環(huán)節(jié)差異性很大。由于下游電池正在儲(chǔ)備下一代N型和HJT技術(shù)，對(duì)于多晶硅純度的要求也越來(lái)越高，這使得整個(gè)行業(yè)的技術(shù)壁壘對(duì)

7、于新進(jìn)入者來(lái)說(shuō)也越來(lái)越高。整個(gè)多晶硅生產(chǎn)流程相對(duì)封閉，決定了其生產(chǎn)成本主要受生產(chǎn)過(guò)程中的能源、原材料消耗以及初始建設(shè)投資影響。在當(dāng)前主流多晶硅生產(chǎn)法-改良西門子法的生產(chǎn)成本中，電力成本、原料成本和折舊成本是主要部分，三者合計(jì)占到總成本的80%左右，其中電力成本占比最大，占比35%；硅粉成本占比30%；折舊成本占比達(dá)15%。因而，電力、原材料、折舊成為降低多晶硅生產(chǎn)成本的主要領(lǐng)域。2019年，全國(guó)多晶硅平均綜合電耗已降至70kWh/kgSi。未來(lái)隨著生產(chǎn)裝備技術(shù)提升、系統(tǒng)優(yōu)化能力提高、生產(chǎn)規(guī)模增大等，預(yù)計(jì)至2025年還有5%以上的下降空間。數(shù)據(jù)來(lái)源：硅業(yè)分會(huì)從下游市場(chǎng)端來(lái)看，隨光伏工藝技術(shù)的不斷

8、進(jìn)步和成本改善，光伏發(fā)電在很多國(guó)家已成為清潔、低碳、同時(shí)具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)的能源形式，光伏開始進(jìn)入全面平價(jià)期，全球市場(chǎng)增量巨大，同時(shí)將帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上游多晶硅加速發(fā)展。全球光伏歷年新增裝機(jī)量及增速：圖表來(lái)源：SolarPower Europe，財(cái)通證券隨著新產(chǎn)能持續(xù)爬坡優(yōu)化，具有成本優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)，有望迎來(lái)量利齊升的高增長(zhǎng)。根據(jù)硅料分會(huì)和國(guó)盛證券數(shù)據(jù)顯示，全球現(xiàn)有硅料龍頭企業(yè)主要有：保利協(xié)鑫、通威股份、新特能源、大全新能源、東方希望、亞洲硅業(yè)韓國(guó)OCI、德國(guó)Wacker和內(nèi)蒙古盾安等，2019年全球硅料CR5約為61.3%。全球生產(chǎn)規(guī)模最大的五家公司有四家在國(guó)內(nèi)，分別是保利協(xié)鑫（18.1%市占率）、通威

9、永祥（12.3%市占率）、新特能源（11%市占率）、大全新能源（10.7%市占率）。保利協(xié)鑫共有11.8萬(wàn)噸產(chǎn)能，其中徐州基地年產(chǎn)能7萬(wàn)噸，新疆產(chǎn)能已經(jīng)爬坡至4.8萬(wàn)噸，另外到2020年底已經(jīng)有1萬(wàn)噸顆粒硅產(chǎn)能。國(guó)內(nèi)硅料產(chǎn)能第二名是通威集團(tuán)，擁有永祥工廠2萬(wàn)噸產(chǎn)能，樂(lè)山一期、包頭一期共6萬(wàn)噸，計(jì)劃中還有樂(lè)山二期、云南保山一期各4萬(wàn)噸產(chǎn)能，預(yù)計(jì)2021年底建成并分階段投入使用。特變電工旗下的新特能源排名第三，2020年4月份新投產(chǎn)3.6萬(wàn)噸產(chǎn)能，預(yù)計(jì)公司2020年底實(shí)際產(chǎn)能約8萬(wàn)噸。大全新能源硅料排名國(guó)內(nèi)第四，2019年9月最新新疆石子河4A硅料項(xiàng)目建成投產(chǎn)后產(chǎn)能達(dá)到7萬(wàn)噸。從供應(yīng)端來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)多晶硅廠家開工率保持高開工率，截止目前，國(guó)內(nèi)大約11家多晶硅生產(chǎn)企業(yè)全部正常運(yùn)轉(zhuǎn)，市場(chǎng)供應(yīng)較為穩(wěn)定，但目前的高開工率并沒(méi)有導(dǎo)致累庫(kù)行為，企業(yè)訂單普遍簽訂良好，1月訂單已經(jīng)簽訂完畢，大多數(shù)廠家陸續(xù)簽訂2月訂單。多晶硅料產(chǎn)能情況：圖表來(lái)源：2020年中國(guó)硅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)盛證券研究所隨著各項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，光伏發(fā)電度電成本正在快速下滑，光伏協(xié)會(huì)樂(lè)觀預(yù)期