港变革将至，颗粒硅先行者抓住成长窗口

协鑫科技（03800） 证变革将至，颗粒硅先行者抓住成长窗口 券 研 报 究买入（首次）投资摘要 告我们为什么看好颗粒硅？ 行业:农林牧渔 （1）严格碳排放要求是必然趋势 日期: 2022年11月20日 韩国、法国等国家均对进口光伏组件碳足迹提出要求，碳足迹数值被纳入招标要求。2025年欧盟开始征收碳关税。协鑫颗粒硅作为全球最 分析师:开文明 Tel:021-53686172 E-mail:kaiwenming@shzq.comSAC编号:S0870521090002 分析师:丁亚 Tel:021-53686149 E-mail:dingya@shzq.comSAC编号:S0870521110002 联系人:刘清馨 Tel:021-53686152 E-mail:liuqingxin@shzq.comSAC编号:S0870121080027 港基本数据 股最新收盘价（港元）2.33 研 低碳排放硅料，在未来碳定价市场中将拥有较强全球竞争力。 （2）硅烷流化床法将引领新一轮技术变革。 低能耗和低成本是颗粒硅核心技术优势。低能耗：由于硅烷转化效率高达95%、反应温度较低在650℃~880℃之间以及尾气回收流程缩短等原因相比西门子法节约大量能耗。低成本：颗粒硅生产成本目前比棒状硅低20%左右，主要差距为电力和人工成本。 我们预计颗粒硅渗透率将从不到5%提升至约24%。主要受产能限制，颗粒硅21年市占率不到5%，随着协鑫、天宏瑞科产能落地，我们预计24年颗粒硅市占率将提升至约24%。目前下游掺杂比例约20%，随着氢跳和硅粉等问题的解决以及产能提升，掺杂比例将会逐步提高。 协鑫的核心竞争力：专利+自建工业硅+成本优势。 专利/技术：在设备、工艺积累、技术和人才储备等方面拥有高壁垒。公司通过吸收SunEdison专利+自研，全球拥有技术专利700余项，是全世界唯一拥有成熟FBR法和长周期管理经验团队的公司。 12mth港股价格区间（港 究元） （ 1.99-3.92 自建工业硅：配套工业硅可以保障产业链安全、原材料质量与可靠供应，有助控制多晶硅产品质量。 总股本（百万股）27,108.50 公流通股/总股本0.00% 司流通市值（亿港元）631.63 最近一年股票与恒生指数比较 协鑫科技 恒生指数 16% 9% 1% -611/21 % 01/2204/2206/2209/2211/22 -13% -20% -28% -35% -42% 深度 ） 相关报告： 成本优势：低电耗+低人工成本+低折旧+低工业硅成本。我们预计颗粒硅和棒状硅未来理想生产成本分别可以达到32元/kg、49元/kg，颗粒硅成本预计未来低于棒状硅约36%。 盈利预测 预计公司2022-2024年营业总收入分别为415.22、405.37、558.20亿元，同比分别+106%、-2%、+38%；归母净利润分别为148.96、85.69、128.59亿元，同比分别+193%、-42%、+50%。当前股价对应 2022-2024年PE分别为4、7、5倍。首次覆盖，给予“买入”评级。 风险提示 光伏行业政策波动风险；产能扩产不及预期风险；市场竞争加剧风险。 数据预测与估值 单位：百万元人民币 2021A 2022E 2023E 2024E 营业总收入 20165 41522 40537 55820 年增长率 35% 106% -2% 38% 归属于母公司的净利润 5084 14896 8569 12859 年增长率 190% 193% -42% 50% 每股收益（元） 0.19 0.55 0.32 0.47 市盈率（X） 15 4 7 5 资料来源：Wind，上海证券研究所（2022年11月18日收盘价） 目录 1低能耗+低成本，颗粒硅有望成为下一代主流硅料技术4 1.1改良西门子法与硅烷流化床法4 1.2低能耗：颗粒硅天然优势，顺应碳减排趋势6 1.3低成本：生产成本低+流动性好、填料密度高8 1.4市场主要的担忧：氢跳、硅粉和杂质9 2适应N型技术路线，颗粒硅渗透率提升在即10 2.1N型趋势确定，颗粒硅满足N型用料需求10 2.2CCZ+颗粒硅或引领下一代多晶硅技术变革12 2.3颗粒硅产能释放加速，渗透率提升在即14 3产能逐步释放，多晶硅价格将恢复理性14 3.1供需错配导致硅料价格周期波动14 3.2硅料产能逐步释放，价格或将回落至约95元/kg15 4专利+自建工业硅+成本优势铸就协鑫护城河16 4.1护城河一：十年磨一剑，自研+收购筑专利壁垒16 4.2护城河二：自建工业硅保障原料质量及供应链安全18 4.3护城河三：成本优势——低电耗+低人工成本+低折旧+低成本工业硅19 5颗粒硅逐步扩产，硅片辅助颗粒硅应用，电站业务逐步收缩20 5.1规划颗粒硅70万吨产能，产品得到下游客户认可20 5.25GW拉晶示范项目助力颗粒硅+CCZ应用22 5.3光伏电站逐步卖出，公司现金流得到改善22 6盈利预测与投资建议23 6.1关键假设23 6.2盈利预测24 6.3投资建议24 7风险提示：24 图 图1改良西门子法生产工艺4 图2西门子法还原炉示意图4 图3硅烷流化床法生产工艺5 图4流化床示意图5 图5碳足迹认证证书7 图6还原电耗下降趋势放缓7 图7还原炉单炉产能与硅棒数量、反应压力的关系7 图82021-2030年蒸汽耗量变化趋势（单位：kg/kg-Si）8 图9颗粒硅生产成本低于棒状硅约20%（元/kg）9 图10协鑫相关专利解决含氢量和硅粉10 图11N型电池产能预测11 图12RCZ加料装置示意图12 图13RCZ法单晶硅生长炉12 图14CCZ技术原理13 图15多晶硅涨价历史15 图16多晶硅供需关系预计从2023年Q1逐步缓解15 图17产能与成本预测（假设工业硅价格为21元/kg（不含 税））16 图18工业硅价格历史变化19 图19工业硅成本构成19 表 表1改良西门子法与硅烷流化床法对比5 表2碳排放相关政策6 表3使用颗粒硅装填可以提高坩埚装载重量9 表4太阳能级、电子级、颗粒硅标准老版和新编制版对比.11 表5协鑫颗粒硅级别12 表6协鑫及MEMC相关专利16 表7国内其他公司颗粒硅相关专利17 表8硅石、碳和冶金级硅中的杂质18 表9多晶硅企业工业硅自建比例18 表10工业硅成本构成20 表11颗粒硅与棒状硅现有成本与理想成本对比20 表12公司产能统计21 表13公司硅料长单统计21 表14协鑫硅片产品22 表15协鑫新能源出售光伏电站统计23 表16公司分业务收入预测24 1低能耗+低成本，颗粒硅有望成为下一代主流硅料技术 我们认为，中长期光伏最大的投资机会依然来自于技术红利。度电成本下降一直是光伏需求增长核心驱动因素，成本下降刺激终端需求，从而进一步规模化降本形成良性循环。通过技术进步提效降本始终是行业前进方向。 硅烷流化床法作为新一代技术，有能耗低、成本低的天然优势。我们认为在碳减排、要求碳足迹认证的大环境下，硅烷流化床法将逐步替代传统改良西门子法成为下一代主流多晶硅生产技术。 1.1改良西门子法与硅烷流化床法 改良西门子法是目前主流的多晶硅生产方法，2021年市占率依旧超过95%。改良西门子法是用氯气和氢气合成氯化氢(或外购氯化氢)，氯化氢和工业硅粉(粗硅)在高温下合成三氯氢硅。然后对三氯氢硅进行化学精制提纯。提纯精馏后的三氯氢硅在还原炉内进行CVD(化学气相沉淀法)反应生成高纯多晶硅。通过增加还原尾气干法回收系统、SiCl4氢化工艺，使还原尾气被分离成氯硅烷液体、氢气和氯化氢气体。分别循环回装置使用，实现闭路循环。 图1改良西门子法生产工艺图2西门子法还原炉示意图 资料来源：《当代多晶硅产业发展概论》王世江，上 海证券研究所 资料来源：《太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展 望》龙桂花等，上海证券研究所 硅烷流化床的原理：根据《硅烷流化床法生产粒状多晶硅》，硅烷流化床法主要是硅烷和氢气的混合气通过反应器底部进入流化床。在反应器顶部加入平均粒径约为0.2～0.6mm的细小硅颗粒作为籽晶，在反应器外壁加热器的作用下，同时伴随载气流速 的不断增加，颗粒床层由固定床转变为流化床。在此条件下，硅烷受热立即分解为硅和氢气。硅烷分解后产生的硅沉积在籽晶表面，籽晶颗粒长到一定尺寸由于重力作用掉落到反应器底部，从反应器底的颗粒收集系统采出。这种持续加入籽晶和通入硅烷气和载气的方法，可以达到连续化生产。 我国主要是协鑫科技和陕西天宏两家公司使用硅烷流化床法生产多晶硅。（1）江苏中能通过收购美国SunEdison的专利完善了硅烷流化床法的技术布局。能采用TCS为原料，经过两步歧化反应制备硅烷气： 第一步歧化反应：SiHCL3→SiH2Cl2+SiCl4第一步歧化反应：SiH2CL2→SiH4+SiHCl3 （2）陕西天宏与美国REC合资，REC转让电子级多晶硅、电子级硅烷气以及粒装多晶硅生产技术，以TCS为原料，通过歧化制备硅烷气，硅烷气再通过REC第三代流化床技术生产颗粒硅。 图3硅烷流化床法生产工艺图4流化床示意图 资料来源：全球光伏，上海证券研究所资料来源：《太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展 望》龙桂花等，上海证券研究所 改良西门子法的优势与劣势：改良西门子法工艺成熟，产品质量高，但由于是块状料，二次加料需要破碎才可以复投，对生产效率、产能、成本都有较大影响。 硅烷流化床法的优势与劣势：硅籽晶在悬浮状态可以提供充足的反应面积，从而反应效率较高，生产速度快，能耗低；可连续、无间断生产；闭路循环生产、三废排放少。另外，颗粒硅可以增加坩埚装料量，有效填充块状硅的间隙。但是流化床法带来的氢跳、硅粉等问题会影响多晶硅纯度。 表1改良西门子法与硅烷流化床法对比 项目 改良西门子法 硅烷流化床法（颗粒硅） 原料 三氯氢硅、氢气 硅烷、氢气 产品质量 电子级、太阳能级 电子级、太阳能级 反应温度/℃能耗 高（1080-1100℃）高（耗电量约60度/kg） 低（550-700℃） 低（耗电量：约20度/kg） 多晶硅纯度 高（9-12N） 高（9-12N） 生产连续性 批次生产、需进行装、拆炉 连续性不间断生产 副产物 副产聚氯硅烷 无 初始投资 约10亿元每万吨 约7亿元每万吨 制造成本 国内：40元/kg-60元/kg 小于35元.kg 优势 工艺成熟、质量高 能耗低，生产效率高 劣势二次加料需要破碎，对生产效率、成本和质量都有影响 氢跳、硅粉等影响纯度 资料来源：协鑫包头项目环评、前瞻产业研究院，上海证券研究所 1.2低能耗：颗粒硅天然优势，顺应碳减排趋势 碳足迹认证大势所趋。韩国、法国等国家均对进口光伏组件碳足迹提出要求。法国太阳能项目CRE招标的必要条件是提供简化碳排放报告——“碳足迹”。法国招投标项目碳足迹数值要求ECS大约在250-400Kgeqco2/kWc.。欧洲组件供应商CRE碳足迹数值可达到200-250Kgeqco2/kWc，而中国组件厂商碳足迹预估数值高出平均数值50%左右，投标竞争力低。我们认为低碳排放的原材料未来将成为中下游生产商的首选。 表2碳排放相关政策 政策/措施时间内容 光伏产品进口要求 2021.2法国能源监管委员会CRE招标提出对光伏组件碳足迹的要求 2020.6韩国要求太阳能发电项目在确定新装设备的优先顺序时将碳足迹纳入考量 碳边境税2022.6要求进口或出口的高碳产品缴纳或退还相应的税费或碳配额 碳定价截至2022年4月，全球共有68个碳定价机制在运行 CEA交易2021.7全国碳排放权交易市场启动上线交易 资料来源：北极星太阳能光伏网等，上海证券研究所 颗粒硅有助将光伏全生命周期碳排放控制在较低水平。颗粒硅相比较改良西门子法主要在电耗方面大幅降低。每节约1度电， 就相应节约0.4千克标准煤，同时减少排放0.272千克碳，0.785 千克二氧化碳。协鑫颗粒硅于21