一文了解工业硅产业链及供需格局–20230321

20230321一文了解工业硅产业链及供需格局 一、工业硅产业链概述 （一）工业硅为硅单质，但质量规格较多 工业硅又称金属硅，由硅石和还原剂在矿热炉内冶炼而生成的一种硅单质（含量98.7%以上）产品。 按照铁、铝、钙含量的不同，工业硅可划分为多种规格，常见的牌号包括553、441、421、3303以及2202等。例如：工业硅553代表铁元素含量<0.5%、铝元素含量<0.5%、钙元素含量<0.3%。 图表1：中国工业硅主要牌号明细 牌号 化学成分（质量分数）/%硅含量不小于（%） Fe Al Ca 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 注：分析结果的判定采用修约值比较法，数值修约规则按GB/T8170的规定进行，修约数位与表中所列极限值数位一致 名义硅含量应不低于100%减去铁、铝、钙元素含量总和的值 数据来源：国家标准委员会广州期货研究中心 （二）战略新兴金属材料，产业链覆盖国民经济多个重要领域 工业硅属于战略新兴金属材料，其上游为生产环节，包括硅矿石的开采、精选，再到工业硅的初炼和精炼。在上游的冶炼环节中，硅煤、石油焦以及石墨电极是十分重要的还原剂耗材。与此同时，工业硅行业属于高耗能行业，生产1吨工业硅消耗大约13000度电，电力成本在总生产成本中占比较高。 工业硅中游主要用于四个方向的应用，（1）铝合金，在铝合金铸造过程中加入硅可以提高合金的高温流动性和耐磨性，同时减少收缩率和热裂倾向；（2）有机硅，即有机硅化合物，兼备无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性等优异特性；（3）多晶硅，金属 硅经过进一步提纯，可制备成为多晶硅。多晶硅是极为重要的光伏和半导体材料；（4）耐火材料等。 工业硅下游的应用领域十分广泛，产业链覆盖国民经济多个重要领域。其中，含硅铝合金可用于汽车发动机、建材、汽车轮毂等产品制造；有机硅广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业；多晶硅主要应用于光伏发电、半导体以及集成电路等领域；耐火材料普遍应用于钢铁、有色以及化工行业。 图表2：我国工业硅产业链示意图 数据来源：中国有色金属工业协会硅业分会广州期货研究中心 （三）生产为矿热炉冶炼工艺 硅石及炭质还原剂按一定的配比称量自动加到矿热炉内，将炉料加热到2000摄氏度以上，二氧化硅被炭质还原剂还原生成工业硅液体和一氧化碳(CO)气体，CO气体通过料层逸出。 在硅水包底部通入氧气、空气混合气体，以除去钙、铝等其他杂质。通过电动包车将硅水包运到浇铸间浇铸成硅锭。硅锭冷却后进行破碎、分级、称量、包装、入库得到成品硅块。烟气经炉口烟罩进入烟道，经空冷器、风机进入布袋除尘器除尘等环保设施处理后，达到国家规定排放标准排放。 图表3：工业硅的生产工艺流程 数据来源：广州期货研究中心二、工业硅供需格局分析 （一）中国产能占据全球绝对优势地位 2022年全球工业硅产能合计约为778.3万吨，同比增长15.47%，总产能同比有所上涨。 从产能分布看，中国、巴西、美国、挪威、法国、俄罗斯以及德国是全球主要的工业硅产地，2022年前10大生产国产能占全球总产能比重为96.08%。在这其中，中国的工业硅产能又占据绝对优势，2022年中国工业硅产能占全球总产能比重为81.05%。 从产能变化来看，2022年全球工业硅产能变化主要由中国贡献，由于工业硅市场行情整体较好，部分闲置产能重新投产，叠加部分新增产能投产，合计新增产能约102.8万吨。另外马来西亚因生产成本相对较低，有新增产能出现。 图表4：2020-2022年全球工业硅产能变化（万吨） 国家/地区 2022年（万 2021年（万 2020年（万 吨） 吨） 吨） 中国 630.8 528 519 巴西 30 30 30 美国 20 20 20 挪威 20 20 20 法国 10 10 10 俄罗斯联邦 10 10 10 德国 9 9 9 南非 8 8 8 加拿大 5 5 5 澳大利亚 5 5 5 哈萨克斯坦 4 4 4 西班牙 4 4 4 格鲁吉亚 2 2 2 马来西亚 3.5 2 2 老挝 1 1 1 沙特 1 1 1 其他 15 15 15 合计 778.3 674 665 数据来源：中国有色金属工业协会硅业分会广州期货研究中心 （二）国内“一体化”项目陆续投产，产能&产量双增 2022年底，我国工业硅总产能达630.8万吨，较2021年产能528万吨增加102.8万吨。由 于22年工业硅市场行情整体较好，部分闲置产能重新投产，叠加“一体化”工业硅项目产能投产，导致国内总产能有较大幅度增长。新增产能中，通氧工业硅产品产能占据了绝对比重，低品位冶金级工业硅以及421#化学级工业硅产能增速较快，但3303#、2202#等高品位冶金级工业硅对原料及生产工艺要求较为苛刻，因此几乎无新增产能。 从产能分布来看，工业硅产能分布所呈现出的地域特征未发生明显变化，新疆、云南、四川等省份由于电力价格优势，其区域内工业硅产能较大。2022年西南地区和西北地区产能合计占比达到74.24%，其中新疆的火电成本较低，区域内工业硅产能达249.6万吨，占总产能比重39.57%。云南、四川两省水电成本有优势，区域内工业硅产能达到218.7万吨，占总产能比重为34.67%。 图表5：2017-2022年我国工业硅产能（万吨） 图表6：我国工业硅产能地域分布占比 数据来源：百川盈孚广州期货研究中心 2022年，国内工业硅产量达到327万吨，较2021年的278.3万吨增长17.50%。2022年工业硅整体行情较好，厂家生产积极性较高，尤其上半年枯水期，西南地区开工率保持相对高位，尽管下半年因电力短缺以及疫情影响，全年工业硅产量依然有较大幅度增加。 图表7：2017-2022年我国工业硅产量（万吨） 图表8：2021-2022我国工业硅月度产量（万吨） 数据来源：百川盈孚广州期货研究中心 从开工率看，22年一季度工业硅整体行情较好，西南地区工厂生产积极性高，整体开工率较往年同期有明显提高，进入5月份之后，西南地区进入丰水期，开工率进一步提高。但8月份之后，因四川电力紧缺以及新疆疫情影响，开工率有所下滑。总体来看，上半年开工较21年更高，而下半年维持正常水平。 分区域来看，在2022年中国工业硅产量分布中，四大主产区产量为291.53万吨，占全国总产量比重为89.1%。其中，新疆地区企业规模较大，采用自备电，成本较低且不受季节性影响，产量达134.4万吨，同比增长10.1%；西南地区受丰枯水期影响较大，云南产量61.6万吨，同比上涨20.7%，四川产量47.0万吨，同比上涨14.4%；除四大主产区之外的工业硅生产企业整体贡献产量35.77万吨，同比增长80.9%。 图表9：2021-2022年我国工业硅开工率（%） 图表10：2020-2022年我国工业硅区域产量（万吨） 数据来源：百川盈孚广州期货研究中心 从工业硅牌号来看，2022年421#工业硅产量为117.8万吨，在国内工业硅总产量中占比约为36%，排名第一；通氧553#产量约为81.8万吨，占比25%；441#工业硅产量约为55.6万吨，占比17%；不通氧553#工业硅产量约为32.7万吨，占比10%。整体看，由于光伏装机快速发展，441#牌号工业硅消耗增加，生产比重同2021年有所提高。 分别来看，（1）通氧553#工业硅主要生产地区集中在西北地区，合盛硅业和东方希望等企业33MVA工业硅炉多以生产通氧5系，且经过技改后，工业硅产量进一步增加。而南方地区553#工业硅产能增长有限，故而南方地区偶尔出现通氧低品位冶金级工业硅价格高于西北的现状；（2）云南、新疆、四川等地是441#、421#工业硅的主要产区，特别是云南等地的低钙441#工业硅受到国外铝合金企业青睐，而低钛421长期供应国内外相关有机硅企业； （3）福建地区是2202#工业硅主要产区。由于2202#工业硅市场供需均弱，以2202#工业硅为主要产品的厂家较少，下游2202#工业硅需求多以定制为主。比2021年有所提高。 图表11：2022年中国工业硅各牌号产量比重 数据来源：百川盈孚广州期货研究中心 （三）下游消费格局正在转变，多晶硅成为消费主力 近三年来，我国工业硅表观消费量整体呈稳步增长。由于国内新冠疫情控制得力，生产恢复，同时，下游光伏和有机硅产业需求旺盛，2022年中国工业硅表观消费量为264.91万吨，同比增长31.40%。但海外主要经济体处于加息周期，整体宏观压力较大，因此2022年我国工业硅出口65.1万吨，同比减少16.30%。 图表12：2017-2022年我国工业硅表观需求（万吨） 年度 产量 进口 量 出口量 表观消费量 同比 2022 年 327.01 3 65.1 264.91 31.40% 2021 年 278.96 0.42 77.78 201.6 22.63% 2020 年 225.74 0.05 61.39 164.4 5.18% 2019 年 225.56 0.17 69.44 156.3 -14.15% 2018 年 261.8 0.23 79.97 182.06 11.72% 数据来源：百川盈孚广州期货研究中心 工业硅下游需求中，多晶硅、有机硅以及铝合金领域对工业硅消耗较大。其中，2022年，多晶硅消耗工业硅达到100.4万吨，超越有机硅成为第一消费领域，占比39%，较2021年 上升9个百分点；有机硅消耗工业硅92.4万吨，占比36%，下降2个百分点；铝合金消耗 工业硅60万吨，占比23%，下降4个百分点。图表13：2021-2022年我国工业硅消费结构变化 数据来源：百川盈孚广州期货研究中心 多晶硅方面，自2022年以来市场走势大致可划分为四个阶段，具体情况如下： （1）第一阶段为2022年1-8月，该阶段阶段光伏产业链整体表现强势，行业呈供不应求状态，多晶硅生产企业开工率持续提升。同时，受俄乌冲突导致国际能源价格大涨，带动进口硅料高位运行，叠加个别生产企业分线减产检修，多晶硅供应端新增产能不及预期，多晶硅市场价格持续上涨，其价格从年初约18万元/吨，增加到8月份30万元/吨左右，期间涨幅超过60%； （2）第二阶段为2022年9-11月，该阶段光伏行业维持高景气状态，多晶硅企业生产积极性继续增加，伴随检修企业陆续恢复生产，多晶硅供应量明显增加，在行业供需两旺状态下，多晶硅市场价格维持高位运行； （3）第三阶段为2022年12月-2023年1月，该阶段多晶硅市场价格呈大幅下行走势，其 价格从高位30万元/吨，大幅回落至15万元/吨，跌幅达到50%。该阶段价格回落的主要原 因是生产企业新增产能陆续投产，龙头企业加大生产力度，整体供应量较11月有所提升，但是需求端，受疫情全面放开，感染人数激增，且进入冬季影响，较多光伏终端需求推迟，因此下游需求整体偏弱； （4）第四阶段为2023年2月以来，价格再次从15万元/吨反弹至23万元/吨左右，涨幅超过50%，主要是22年四季度推迟项目重新启动，叠加春节后新项目开工，下游需求修复预期较强，产业链下游补库意愿强烈，再次推涨多晶硅价格。但目前多晶硅价格又开始有松动迹象，预计随着多晶硅产量陆续释放，市场价格将逐步回归理性合理区间。 从终端光伏新增装机来看，2022年国内新增装机达到87.41GW，同比去年增加32.48G