2020年下半年以來,國內光伏產業鏈價格迎來漲價潮。其中,多晶硅料價格一路走高,讓下游光伏制造企業看到了原材料保供的重要性。
在太陽能發電平價上網前,光伏發電行業一直在各國政策補貼扶持下發展,政策周期導致光伏新增裝機也有較強的周期性。
由于國內生產效率高、成本低,全球多晶硅產業向中國轉移的趨勢明顯。多晶硅行業也歷經狂熱投資、產能過剩、淘汰兼并的過程,硅料價格從十多年前至今總體趨勢向下,具備成本優勢的龍頭企業慢慢跑出,行業集中度提升。
德國分析機構Bernreuter最新報告指出,“隨著太陽能成為最便宜的能源,未來幾年全球光伏裝機量的增長將超出許多的想象,這將推動多晶硅的需求增長。”
光伏產業鏈大致可分為多晶硅、硅片,中游電池片、組件,以及下游光伏發電系統三大環節。
光伏發電的技術路線主要包括晶體硅光伏發電和薄膜光伏發電,其中晶體硅光伏發電包括單晶硅片發電和多晶硅片發電。兩者在成本和光能轉換效率上各有優劣。單晶硅轉換效率比多晶硅要高,但是制作成本也要比多晶硅高。
從單、多晶用料構成來看,全球單晶用料供應量約33萬噸,單晶硅片消耗多晶硅約32.4萬噸,供需基本平衡;而全球多晶鑄錠用料供應量為15.9萬噸,多晶硅片消耗多晶硅約13萬噸,略有過剩。
多晶硅按照產品純度的不同,可分為工業硅、冶金級多晶硅、太陽能級別多晶硅、及電子級別多晶硅。
太陽能級多晶硅作為光伏產品制造的基礎原材料,處于晶硅光伏產業的上游環節,具有產能投資金額大、技術工藝復雜、投產周期長等特點,且具備較高的進入壁壘,行業附加值較高。在光伏電站爆發初期,廠家為了迅速擴大規模,滿足電站的建設的需求,多晶硅占領了大部分市場份額。
目前光伏產業鏈供應端主要集中在中國大陸,且多晶硅和硅片環節產能向中國西北和西南地區轉移趨勢明顯。
多晶硅制備主要是將工業硅粉通過一系列的化學手段進行提純從而得到可以用于太陽能行業和電子行業的多晶硅料。
用于光伏生產的是太陽能級多晶硅,一般純度在6N~9 N之間,國標根據具體的參數差異將太陽能級多晶硅分為太陽能一級、太陽能二級、太陽能三級。
多晶硅料經過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,進而用于制造晶硅電池。
據中國光伏行業協會統計,每生產1千克多晶硅將產生10~15千克四氯化硅,隨著多晶硅下游光伏行業的快速發展,2015-2019年中國多晶硅年產量從16.5萬噸增長至34.2萬噸,復合增速20%。
預計到2025年我國多晶硅年產量將達到102.2萬噸,副產的四氯化硅就將達1022萬~1533萬噸。原材料充足以及產業鏈一體化的形成將有效降低氣凝膠材料成本中樞,在市場上的替代效應更為明顯。
我國多晶硅產業相對國外起步較晚,2007年國內在建項目達到2萬噸,是國內多晶硅規模化生產的元年,2008年受金融危機的影響,美國歐盟限制打壓中國光伏產品的出口,多晶硅價格一路暴跌。
2009年國發38號文將多晶硅列為產能過剩行業,限制國內多晶硅項目的擴產,此后隨著全球經濟的回暖,歐洲部分國家如意大利加大了對于光伏的支持,市場對于多晶硅的需求回升。
2013年至今為領先全球期,這一階段我國光伏裝機持續擴大,需求增長,多晶硅企業競爭力增強,我國多晶硅產量穩居全球第一。
2018年,國內新建產能達15萬噸,進口量首次減少,多晶硅生產布局更加優化,逐步往能源價格洼地如西北等地區轉移,生產設備也更為先進。實際上該年可以認為是多晶硅進口替代的元年。
從多晶硅生產技術路線來看,根據光伏協會統計,全球前十大多晶硅生產企業均采用三氯氫硅改良西門子法進行多晶硅生產。
1955年,德國西門子公司成功開發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,并于1957年開始工業化生產,即“西門子法”多晶硅生產工藝。
但西門子法多晶硅轉化率低,四氯化硅等副產品污染嚴重,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主要采用氫氣還原三氯氫硅的改良西門子法生產,因而三氯氫硅和氫氣的純度和質量直接影響多晶硅質量。生產設備中的油污、氧化物或粉塵的摻入也將嚴重影響多晶硅的晶型,生產工藝中反應物的配比、溫度的控制也將對產品品質產生較大影響。
制備的流程和機理使得多晶硅料環節的制造偏向精細化工屬性,技術的Know-How與中下游偏向物理屬性的硅片、電池片和組件環節差異性很大。
由于下游電池正在儲備下一代N型和HJT技術,對于多晶硅純度的要求也越來越高,這使得整個行業的技術壁壘對于新進入者來說也越來越高。
整個多晶硅生產流程相對封閉,決定了其生產成本主要受生產過程中的能源、原材料消耗以及初始建設投資影響。
在當前主流多晶硅生產法-改良西門子法的生產成本中,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15%。因而,電力、原材料、折舊成為降低多晶硅生產成本的主要領域。
2019年,全國多晶硅平均綜合電耗已降至70kWh/kgSi。未來隨著生產裝備技術提升、系統優化能力提高、生產規模增大等,預計至2025年還有5%以上的下降空間。
從下游市場端來看,隨光伏工藝技術的不斷進步和成本改善,光伏發電在很多國家已成為清潔、低碳、同時具備價格優勢的能源形式,光伏開始進入全面平價期,全球市場增量巨大,同時將帶動產業鏈上游多晶硅加速發展。
全球光伏歷年新增裝機量及增速:
隨著新產能持續爬坡優化,具有成本優勢的龍頭企業,有望迎來量利齊升的高增長。
全球現有硅料龍頭企業主要有:保利協鑫、通威股份、新特能源、大全新能源、東方希望、亞洲硅業韓國OCI、德國Wacker和內蒙古盾安等,2019年全球硅料CR5約為61.3%。
全球生產規模最大的五家公司有四家在國內,分別是保利協鑫(18.1%市占率)、通威永祥(12.3%市占率)、新特能源(11%市占率)、大全新能源(10.7%市占率)。保利協鑫共有11.8萬噸產能,其中徐州基地年產能7萬噸,新疆產能已經爬坡至4.8萬噸,另外到2020年底已經有1萬噸顆粒硅產能。
國內硅料產能第二名是通威集團,擁有永祥工廠2萬噸產能,樂山一期、包頭一期共6萬噸,計劃中還有樂山二期、云南保山一期各4萬噸產能,預計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3.6萬噸產能,預計公司2020年底實際產能約8萬噸。大全新能源硅料排名國內第四,2019年9月最新新疆石子河4A硅料項目建成投產后產能達到7萬噸。
從供應端來看,目前國內多晶硅廠家開工率保持高開工率,截止目前,國內大約11家多晶硅生產企業全部正常運轉,市場供應較為穩定,但目前的高開工率并沒有導致累庫行為,企業訂單普遍簽訂良好,1月訂單已經簽訂完畢,大多數廠家陸續簽訂2月訂單。
隨著各項創新技術的應用,光伏發電度電成本正在快速下滑,光伏協會樂觀預期2025年全球光伏年裝機量將超過300GW,對多晶硅的年均需求量將提升至70萬噸以上(對應工業硅90萬噸)。
當前階段,隨著疫情影響逐步消退,2020年下半年需求逐步釋放,且全球單晶占比逐步上升,高品質硅料需求提升,多晶硅有望迎來供需反轉,市場價格迎向上拐點。
隨著下游硅片產能擴產較快及光伏終端需求邊際向好,多晶硅價格上漲具備一定延續性。且隨著國內政策修復,海外市場回暖,需求逐步釋放,高品質硅料需求提升,多晶硅有望在光伏持續高增長的背景下迎來向上拐點。
在太陽能發電平價上網前,光伏發電行業一直在各國政策補貼扶持下發展,政策周期導致光伏新增裝機也有較強的周期性。
由于國內生產效率高、成本低,全球多晶硅產業向中國轉移的趨勢明顯。多晶硅行業也歷經狂熱投資、產能過剩、淘汰兼并的過程,硅料價格從十多年前至今總體趨勢向下,具備成本優勢的龍頭企業慢慢跑出,行業集中度提升。
德國分析機構Bernreuter最新報告指出,“隨著太陽能成為最便宜的能源,未來幾年全球光伏裝機量的增長將超出許多的想象,這將推動多晶硅的需求增長。”
光伏產業鏈大致可分為多晶硅、硅片,中游電池片、組件,以及下游光伏發電系統三大環節。
光伏發電的技術路線主要包括晶體硅光伏發電和薄膜光伏發電,其中晶體硅光伏發電包括單晶硅片發電和多晶硅片發電。兩者在成本和光能轉換效率上各有優劣。單晶硅轉換效率比多晶硅要高,但是制作成本也要比多晶硅高。
從單、多晶用料構成來看,全球單晶用料供應量約33萬噸,單晶硅片消耗多晶硅約32.4萬噸,供需基本平衡;而全球多晶鑄錠用料供應量為15.9萬噸,多晶硅片消耗多晶硅約13萬噸,略有過剩。
多晶硅按照產品純度的不同,可分為工業硅、冶金級多晶硅、太陽能級別多晶硅、及電子級別多晶硅。
太陽能級多晶硅作為光伏產品制造的基礎原材料,處于晶硅光伏產業的上游環節,具有產能投資金額大、技術工藝復雜、投產周期長等特點,且具備較高的進入壁壘,行業附加值較高。在光伏電站爆發初期,廠家為了迅速擴大規模,滿足電站的建設的需求,多晶硅占領了大部分市場份額。
目前光伏產業鏈供應端主要集中在中國大陸,且多晶硅和硅片環節產能向中國西北和西南地區轉移趨勢明顯。
多晶硅制備主要是將工業硅粉通過一系列的化學手段進行提純從而得到可以用于太陽能行業和電子行業的多晶硅料。
用于光伏生產的是太陽能級多晶硅,一般純度在6N~9 N之間,國標根據具體的參數差異將太陽能級多晶硅分為太陽能一級、太陽能二級、太陽能三級。
多晶硅料經過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,進而用于制造晶硅電池。
據中國光伏行業協會統計,每生產1千克多晶硅將產生10~15千克四氯化硅,隨著多晶硅下游光伏行業的快速發展,2015-2019年中國多晶硅年產量從16.5萬噸增長至34.2萬噸,復合增速20%。
預計到2025年我國多晶硅年產量將達到102.2萬噸,副產的四氯化硅就將達1022萬~1533萬噸。原材料充足以及產業鏈一體化的形成將有效降低氣凝膠材料成本中樞,在市場上的替代效應更為明顯。
我國多晶硅產業相對國外起步較晚,2007年國內在建項目達到2萬噸,是國內多晶硅規模化生產的元年,2008年受金融危機的影響,美國歐盟限制打壓中國光伏產品的出口,多晶硅價格一路暴跌。
2009年國發38號文將多晶硅列為產能過剩行業,限制國內多晶硅項目的擴產,此后隨著全球經濟的回暖,歐洲部分國家如意大利加大了對于光伏的支持,市場對于多晶硅的需求回升。
2013年至今為領先全球期,這一階段我國光伏裝機持續擴大,需求增長,多晶硅企業競爭力增強,我國多晶硅產量穩居全球第一。
2018年,國內新建產能達15萬噸,進口量首次減少,多晶硅生產布局更加優化,逐步往能源價格洼地如西北等地區轉移,生產設備也更為先進。實際上該年可以認為是多晶硅進口替代的元年。
從多晶硅生產技術路線來看,根據光伏協會統計,全球前十大多晶硅生產企業均采用三氯氫硅改良西門子法進行多晶硅生產。
1955年,德國西門子公司成功開發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,并于1957年開始工業化生產,即“西門子法”多晶硅生產工藝。
但西門子法多晶硅轉化率低,四氯化硅等副產品污染嚴重,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主要采用氫氣還原三氯氫硅的改良西門子法生產,因而三氯氫硅和氫氣的純度和質量直接影響多晶硅質量。生產設備中的油污、氧化物或粉塵的摻入也將嚴重影響多晶硅的晶型,生產工藝中反應物的配比、溫度的控制也將對產品品質產生較大影響。
制備的流程和機理使得多晶硅料環節的制造偏向精細化工屬性,技術的Know-How與中下游偏向物理屬性的硅片、電池片和組件環節差異性很大。
由于下游電池正在儲備下一代N型和HJT技術,對于多晶硅純度的要求也越來越高,這使得整個行業的技術壁壘對于新進入者來說也越來越高。
整個多晶硅生產流程相對封閉,決定了其生產成本主要受生產過程中的能源、原材料消耗以及初始建設投資影響。
在當前主流多晶硅生產法-改良西門子法的生產成本中,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15%。因而,電力、原材料、折舊成為降低多晶硅生產成本的主要領域。
2019年,全國多晶硅平均綜合電耗已降至70kWh/kgSi。未來隨著生產裝備技術提升、系統優化能力提高、生產規模增大等,預計至2025年還有5%以上的下降空間。
從下游市場端來看,隨光伏工藝技術的不斷進步和成本改善,光伏發電在很多國家已成為清潔、低碳、同時具備價格優勢的能源形式,光伏開始進入全面平價期,全球市場增量巨大,同時將帶動產業鏈上游多晶硅加速發展。
全球光伏歷年新增裝機量及增速:
隨著新產能持續爬坡優化,具有成本優勢的龍頭企業,有望迎來量利齊升的高增長。
全球現有硅料龍頭企業主要有:保利協鑫、通威股份、新特能源、大全新能源、東方希望、亞洲硅業韓國OCI、德國Wacker和內蒙古盾安等,2019年全球硅料CR5約為61.3%。
全球生產規模最大的五家公司有四家在國內,分別是保利協鑫(18.1%市占率)、通威永祥(12.3%市占率)、新特能源(11%市占率)、大全新能源(10.7%市占率)。保利協鑫共有11.8萬噸產能,其中徐州基地年產能7萬噸,新疆產能已經爬坡至4.8萬噸,另外到2020年底已經有1萬噸顆粒硅產能。
國內硅料產能第二名是通威集團,擁有永祥工廠2萬噸產能,樂山一期、包頭一期共6萬噸,計劃中還有樂山二期、云南保山一期各4萬噸產能,預計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3.6萬噸產能,預計公司2020年底實際產能約8萬噸。大全新能源硅料排名國內第四,2019年9月最新新疆石子河4A硅料項目建成投產后產能達到7萬噸。
從供應端來看,目前國內多晶硅廠家開工率保持高開工率,截止目前,國內大約11家多晶硅生產企業全部正常運轉,市場供應較為穩定,但目前的高開工率并沒有導致累庫行為,企業訂單普遍簽訂良好,1月訂單已經簽訂完畢,大多數廠家陸續簽訂2月訂單。
隨著各項創新技術的應用,光伏發電度電成本正在快速下滑,光伏協會樂觀預期2025年全球光伏年裝機量將超過300GW,對多晶硅的年均需求量將提升至70萬噸以上(對應工業硅90萬噸)。
當前階段,隨著疫情影響逐步消退,2020年下半年需求逐步釋放,且全球單晶占比逐步上升,高品質硅料需求提升,多晶硅有望迎來供需反轉,市場價格迎向上拐點。
隨著下游硅片產能擴產較快及光伏終端需求邊際向好,多晶硅價格上漲具備一定延續性。且隨著國內政策修復,海外市場回暖,需求逐步釋放,高品質硅料需求提升,多晶硅有望在光伏持續高增長的背景下迎來向上拐點。