工业硅系列专题一：工业硅全球供应概况

期货研究报告|商品研究 工业硅系列专题一：工业硅全球供应概况 •研究员-徐世伟 •联系电话：021-61659372 •联系人-马芸 •联系电话：18565665428 •xueshiwei@cmschina.com.cn•执业资格号：Z0001836 •mayun@cmschina.com.cn 2022年11月29日 目录 contents 01硅产业链概况 02工业硅生产概况 03海外工业硅供应概况 04工业硅成本概况 01硅产业链概况 资料来源：公开资料、招商期货 硅石工业硅 资料来源：招商期货、公开资料 •工业硅又称金属硅，是由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶发生氧化还原反应炼成的产品。主成分硅的含量在98%左右， 其余杂质为铁、铝、钙等。工业硅的冶炼原材料主要包括硅石（主要成分为S𝑖𝑂2)、电极（碳电极为主）、碳质还原剂 （精煤、木炭、木块等）。将硅石和还原剂在矿热炉中进行冶炼，硅液形成之后通入空气增加透气性进一步除杂，一部分硅液冷却后直接成为产品，也有一部分硅液通过通氧进行精炼，精炼后的硅液送入精炼炉进一步精炼、加氧增压分离除杂，从而产出高纯工业硅产品。 •工业硅用途广泛，是十分具有前景的化工商品。目前主要用于生产有机硅、多晶硅、铝合金等下游产品。其中有机硅包含了硅油、硅橡胶、硅树脂等多种产品，分别运用于电器、军工、医疗等各个行业，有机硅对工业硅的需求占总需求约29.1%；多晶硅是重要的光伏、半导体原材料，目前消费占比达到22.3%，由于光伏和半导体近年来发展迅速，因此可以预计其对多晶硅的需求将持续上升；工业硅另一重要的用途是制造铝合金，大约占总消费的16.7%，铝合金广泛运用于汽车、基建、房地产等制造业，是最重要的合金产品之一。 工业硅消费占比 铝合金有机硅多晶硅耐火材料和其他出口海外 17% 29% 3% 29% 22% 数据来源：中国有色金属工业协会、招商期货 各牌号元素含量表（Si:含量不小于该值，Fe、Al、Ca含量不大于该值） 牌号 Si Fe Al Ca 工业硅不同规格产量占比（2021年） 24% 48% 28% Si1101 99.79% 0.10% 0.10% 0.01% Si2202 99.58% 0.20% 0.20% 0.02% Si3303 99.37% 0.30% 0.30% 0.03% Si4110 99.40% 0.40% 0.10% 0.10% Si4210 99.30% 0.40% 0.20% 0.10% Si4410 99.10% 0.40% 0.40% 0.10% Si5210 99.20% 0.50% 0.20% 0.10% Si5530 98.70% 0.50% 0.50% 0.30% 中国金属硅分规格产量:553#中国金属硅分规格产量:421#中国金属硅分规格产量:其他规格 数据来源：SMM、招商期货 •工业硅按照硅以及其他不同杂质的含量占比，可分为不同的工业硅牌号。市场上比较常见的是Si5530、Si4410、Si4110、Si4210这四种牌号类型，通常如果最后一位数字为0时可表示为Si553#，这四个数字分别代表铁、铝、钙的含量，以Si553为例，“5”代表工业硅中铁的含量低于0.5%，另一个“5”则代表工业硅中的铝含量不高于0.5%，同理“3”代表钙的含量低于0.3%，通常来说杂质含量越低的品种，价格越高。产量上，国内421#、553#产量最高，分别生产约81万吨、71万吨，两个规格合计占总产量的52%。 •2021年全年生产同时市场上还有一些等外硅，如97硅、再生硅。97硅的硅含量在98％左右，用途类似于Si553#；再生硅在99%左右，可替Si4410、Si3303等规格，两者仅占我国工业硅总产量的9.35%。 •各类牌号中Si553#、Si441#、Si553#主要用于生产铝合金，Si421#、Si411#、Si521#用于生产有机硅，多晶硅使用Si421#、Si521#。 02工业硅生产概况 2021年前十大企业产量 企业 含量（万吨） 合盛硅业 78.9 东方希望 18.5 永昌硅业 7.9 蓝星硅材料 4.1 芒市永隆 6 新疆晶鑫 2.7 潘达尔硅业 2.7 新疆晶维克 3 四川鑫河 3.4 三新硅业 3.1 合计 130.3 数据来源：期货有色金属工业协会、SMM、招商期货 主要企业2021年产量占比 27% 62% 6% 2% 合盛硅业东方希望永昌硅业芒市永隆其他企业 3% •根据2021年产量数据，中国全年工业硅产量为291.3万吨，其中前十大企业合计生产130.3万吨，占总产量的45%，2017年前十大企业产量为78.74万吨，占总产量约32.6%，五年间，由于能源依赖以及规模效应，生产集中度进一步提高，厂商结构上形成了“一超多强”的局面，合盛硅业2021年产量达到78.9万吨，占全部生产量的27%。 800 700 600 500 400 300 200 100 0 全球产能情况 中国全球占比 2013年2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年 0.82 0.8 0.78 0.76 0.74 0.72 0.7 2021年全球工业硅产能 中国巴西美国挪威其他 3% 10% % 78% 4% 5 数据来源：SMM、百川盈孚、招商期货 •全球工业硅产能从2013年的465万吨增长至2018年的696万吨，2019年由于环境保护等原因，国内产能有所下降，导致全球工业硅产能下滑，2020年疫情爆发，全球经济下行导致产能扩张放缓，近三年，全球金属硅的产能基本保持在650万吨左右。 •国内方面，产能占比不断提高，从2013年的74%上升至2018年的接近80%，之后由于疫情、能源限制等原因，产能增长速度放缓， 但随着经济环境改善以及相关政策支持，预计2023年，国内产能增量达到200万吨。 •分国家来看，根据2021年数据中国产能占全球产能的78%，巴西5%，美国4%，国内产能远高于其他国家产能之和。 企业2021年产能（万吨） 合盛硅业73 昌吉吉盛18.7 宏盛锦盟 11.3 永昌硅业 10 鑫河电力 10 晶鑫硅业 10 三新硅业 6.5 蓝星硅材料 6.5 中硅科技 6.4 嘉格森硅业 6.3 合计 158.7 合盛硅业生产基地 产能（万吨/每年） 投产情况 新疆石河子 30 已建成 新疆鄯善 40 已建成 新疆奎屯 3 已建成 云南昭通一期 40 已建成 云南昭通二期 40 规划 数据来源：SMM、有色金属工业协会、招商期货、公司公告 2021年工业硅企业产能占比 14% 4% 2% 2% 2% 69% 2% 1% 1% 1% 合盛硅业昌吉吉盛宏盛锦盟永昌硅业鑫河电力晶鑫硅业三新硅业蓝星硅材料中硅科技嘉格森硅业其他 2% •2021年国内产能接近500万吨，其中前十大企业的产能合计达到155.7万吨，占全部产能的约31%，合盛硅业2021年产能为70万吨，是目前全球工业硅生产规模最大的企业之一。 公司 地点 投产日期 项目 河西硅业 甘肃 2023年3月 20万吨工业硅项目 东方希望 宁夏 2023年7月 20万吨工业硅项目 协鑫集团 新疆 2023年12月 20万吨工业硅项目 天合光能 青海 2023年12月 30万吨工业硅 新安股份 云南盐津 2023年7月 10万吨工业硅项目 中剑实业 陕西 2023年7月 10万吨工业硅项目 东岳硅材 贵州罗甸 2023年12月 10万吨工业硅项目 其亚铝业 新疆 2023年8月 40万吨工业硅项目 清电能源2023年合计通威股份 新疆内蒙 2023年4月2024年7月 40万吨工业硅项目200万吨50万吨工业硅项目 永昌硅业 云南 2024年3月 10万吨工业硅项目 晶和源 新疆哈密 2024年8月 20万吨工业硅项目 大全能源 内蒙 2024年12月 30万吨工业硅 特变电工 内蒙 2024年12月 20万吨工业硅项目 上机数控 新疆哈密 2024年12月 15万吨工业硅项目 宝丰能源 宁夏 2024年12月 35万吨工业硅项目 合盛硅业 云南 2025年11月 80万吨工业硅项目 中来股份 山西 投产待定 10万吨工业硅项目 2024年合计 170万吨 数据来源：百川资讯、期货有色金属工业协会、招商期货 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 主要省份工业硅产量 新疆(单位：吨)云南（单位：吨）内蒙古（单位：吨）四川（单位：吨） 工业硅2021年产量分布图（单位：吨） 2021年产量分布 18% 44% 17% 18% 新疆云南四川内蒙古其他 3% 数据来源：SMM、招商期货 •国内工业硅生产主要集中在新疆、云南、四川和内蒙古等省份，其中新疆2021年年产量达到127万吨，占全国产量的约43%，新疆具有丰富的煤炭资源，因此其发电成本相较其他省份更低且发电量稳定，没有明显季节性。云南和四川主要以水电为主，由于其低廉的发电成本，吸引越来越多的企业在云南、四川建厂，但水力发电具有明显的季节性，不稳定，且用电高峰季节经常面临限电等情况，对供给造成较大的扰动。 03海外工业硅供应概况 工业硅海外供给：产能增长放缓，生产集中度较高 期货研究报告 135 130 125 120 115 110 海外工业硅产能（万吨） 企业国家2020年产能（万吨）2020年产量（万吨） Ferroglobe 美国 29 21 埃肯 挪威 21 14 陶氏 美国 21 10 Rima 巴西 8 7 瓦克 挪威 5 4 liasa 巴西 6 3 Rusal 俄罗斯 3 2.7 海外产能同比增长 5% 4% 4% 3% 3% 2% 2% 1% 1% 0% 2014年2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年 数据来源：SMM、公司公开资料、招商期货 •海外工业硅企业产能2014年至2018年呈上涨趋势，2018年之后产能扩张放缓，近四年一直保持在133万吨左右。从供应企业布局来看，Ferroglobe和埃肯、陶氏2020年产能分别为29、21、21万吨，位列海外工业硅企业的前三，从占比来看2020年这三家企业产能占海外总产能的53%，产能集中度较高。 04工业硅成本概况 2021年工业硅成本构成 1% 6%11% % 35% 11% 20% 12% 电耗硅石硅煤石油焦木块电极维修其他 4 数据来源：期货有色金属工业协会、招商期货 •工业硅成本构成稳定，主要包括电力、电极和原材料。电力是工业硅生产最重要成本之一，2021年，国内工业硅企业平均电力成本约占总成本的35%；电极材料主要是石墨和碳素电极，国内主要使用石墨电极，成本约占总成本的6%，；原材料包括硅石、木块、石油焦、硅煤等，硅石作为最重要的原材料，将与木块、石油焦等还原剂一起按照一定比例放入电炉中进行冶炼，硅石的成本大约占总成本的12%，精煤占20%，石油焦占11%。 工业硅工艺流程 数据来源：公开资料、招商期货 •电力是工业硅成本中最受关注的一部分，生产一吨工业硅大约需要12000-14000度电，因此电力价格的高低对于生产工业硅的总成本有重要影响，不同地区往往因为电力来源不同而造成电价不同，企业往往会选择在电力成本更低的地区建厂，比如新疆、云南、四川、青海等地，新疆有大量丰富的煤炭资源，西南地区主要以水利发电为主，发电成本明显低于其他省份。 •具体来看，云南2021年全年水力发电占比达到79%,根据昆明电力市场交易电价可明显看出云南省的电价具有周期季节性波动，2021年丰水期（5-9月），水力发电占比达到88%，枯水期水力发电则仅占69%。春冬枯水季节以及气候异常时段，往往电力较为紧张，外加云南是高耗能厂商的重要聚集地，拥有大量的电解铝、工业硅企业，进一步加剧了云南的用电