2023年中国光伏硅料行业词条报告

2023年中国光伏硅料行业词条报告 作者：罗浩峰 行业：头豹分类/电力、热力、燃气及水生产和供应业/电力、热力生产和供应业/电力生产/光伏港股分类法/原材料业/原材料 摘要：光伏硅料作为光伏产业链上游最重要的部分，是整个发电系统最为核心的原材料，是光伏电池片产生光生伏特效应的关键材料。由于海外多晶硅厂商在人工成本和电力成本等多个方面处于绝对弱势，而多晶硅价格以往又长期低迷，导致大部分海外多晶硅厂商陆续退出，中国厂商逐渐主导全球多晶硅市场。2020年，受到光伏硅料供给瓶颈和下游需求旺盛的双重影响，光伏硅料价格不断上涨并屡次刷新历史记录。随着上游硅料价格飙涨，光伏产业链下游电池片、组件、硅片等厂商不断承压，各环节盈利能力都大幅下滑。 光伏硅料行业定义 1. 光伏硅料即太阳能级多晶硅（SoG-Si），是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅通常带有金属光泽，具有熔点高、硬度大、有脆性、常温下化学性质不活泼等特性。太阳能电池发电原理在于半导体PN结产生的光生伏特效应，而最常见的半导体材料就是硅元素。在正常环境下，晶体硅带隙为1.12eV，以此为基础可得出硅基太阳能电池的理论转换效率极限为29%。 光伏硅料行业分类 2. 多晶硅根据纯度的不同可分为冶金级、太阳能级以及电子级多晶硅 类型名称 类型说明 冶金级多晶硅 冶金级多晶硅(MG-SI)一般含硅量在99.999%～99.9999%（5-6N）之间。该级别多晶硅主要用于航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料以及建筑、纺织、汽车、机械等新兴应用领域，对硅含量最为宽松，但是整体用量不大。 太阳能级多晶硅 太阳能级多晶硅(SG-SI)纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，一般含硅量在99.9999%～99.9999999%（6N-9N）之间。该级别多晶硅工艺成熟，主要用于光伏晶硅电池，是用量最大的多晶硅级别。 电子级多晶硅 电子级多晶硅(EG-SI)一般含硅量在99.9999999%以上（9N以上）。该级别多晶硅对纯度要求较高，比光伏级多晶硅纯度至少提高2-3个数量级，主要应用于半导体硅片生产。在生产过程中不仅需要高品质的硅石作原料，还需要先进的提纯工艺。以往电子级多晶硅制备技术主要被西方国家封锁，中国电子级多晶硅几乎完全依赖进口。近年来，以上游水电、江苏鑫华等为代表的企业在电子级多晶硅上不断突破技术封锁，国产替代正在逐步实现。 光伏硅料行业特征 3. 电费支出是多晶硅生产过程中仅次于工业硅的第二大支出，占比约为30%左右。相较于中国西部多晶硅企业，海外多晶硅企业工业用电价格具有相当大的竞争劣势，叠加人工成本以及早期多晶硅市场低迷等多种因素，海外厂商纷纷选择退出或减产，中国厂商开始逐步主导全球市场。纵观中国多晶硅市场，行业集中度不断提升，2021年CR4占比超过63.44%，呈现寡头格局。然而，由于行业龙头的不断扩产，未来供给大于需求几乎已成定局，行业即将迎来产能过剩时代。 全球硅料市场主要由中国厂商主导 根据中国光伏协会的统计，2021年，中国多晶硅产能达到62.3万吨，同比增加36.3%，占全球总产能的80%以上。产量约50.6万吨。同年，中国多晶硅产量为50.6万吨，同比增加27.8%，占当年全球多晶硅产量的78.8%。2021年，全球多晶硅新增产能约16.6万吨，包括扩产或新建项目的投产，其中大部分集中在中国地区。 行业呈现寡头格局 2021年，通威股份以多晶硅产量10.8万吨排在第一位。其次为大全能源、新特能源以及协鑫科技，多晶硅产量分别为8.7万吨、7.8万吨以及4.8万吨。根据中国光伏协会统计，CR4占比为63.44%。未来随着行业龙头新增产能不断释放，CR4占比还将进一步提升。 行业即将迎来产能过剩 近年来，硅料持续创下历史新高，硅料企业在产能维持满开的基础上，投入百亿元扩充产能。根据全球光伏网统计，从2023年开始，全球硅料产能将会大幅度释放。根据头豹研究院预测，2022-2024年全球硅料需求分别为128.6万吨/321.1万吨/380.1万吨，产能过剩时代即将来临。虽然目前硅料价格仍处在历史高位，头豹研究院预计，随着2023年产能的逐步释放，硅料价格将会快速回落，产业链下游将有望迎来盈利修复。 光伏硅料发展历程 4. 1955年，北京有色金属研究总院在海外国家技术封锁的艰难环境下开启了中国硅料的探索道路。2005年，中国首条300吨多晶硅产业化项目投产标志着中国开始逐步打破海外厂商的垄断地位，积累大规模量产经验。同年，受到海外政策刺激，全球多晶硅需求快速上升，带动多晶硅价格不断上涨。中国资本看准机会大举进入多晶硅行业，产能迅速扩张。然而，2008金融危机爆发，叠加前几年产能疯狂扩张，产能过剩和多晶硅价格暴跌重创中国多晶硅行业。2013年，为应对海外“双反”制裁，中国政府开始陆续出台政策支持光伏产业，中国多晶硅产业进入高速发展时期，产量连续多年保持全球第一。 开始时间：1957结束时间：2001阶段：萌芽期 行业动态：1955年北京有色金属研究总院开始自主研究锌还原四氯化硅工艺（杜邦法）和氢还原四氯化硅工艺（贝尔法）；1996年，峨眉半导体厂开始100吨/年多晶硅产业化关键技术研究；2002年，四川新光开工建设中国首条千吨级多晶硅生产示范线；2005年，中国首条300吨多晶硅产业化项目投产； 行业影响/ 阶段特征：1955年，北京有色金属研究总院在国外技术封锁，缺少技术和资料的艰难环境下开启了中国探索多晶硅生产的漫长历程。随着2005年300吨多晶硅产业化项目投产，中国开始逐步打破海外技术封锁，积累多晶硅规模化生产经验。 开始时间：2002结束时间：2007阶段：启动期 行业动态：2006年开始，亚洲硅业、青海新能源集团等硅料企业纷纷开始扩产；截至2008年，全国多晶硅产能约为2万吨，在建产能达8万吨； 行业影响/ 阶段特征：2005年以后受到多晶硅生产线示范项目以及欧美国家太阳能电池补贴政策的刺激，多晶硅产能有限，使得多晶硅价格出现暴涨。中国资本开始大举进入多晶硅市场，年产量从早期的不足百吨发展至两万吨，使得中国光伏硅料自给率从几乎为零提升至50%左右。 开始时间：2008结束时间：2013阶段：震荡期 行业动态：2008年金融危机爆发，欧洲国家纷纷取消太阳能补贴，多晶硅价格大跌；2009年，发改委、工信部等10部委正式发布通知[国发(2009)38号]，将多晶硅列入产能过剩和重复建设行业，并将多晶硅定位为高耗能和高污染产品；2013年，海外市场针对中国光伏产业发起“双反”制裁 行业影响/ 阶段特征：在这期间，受到海外金融危机、“双反”制裁以及国内政策压制多重影响，多晶硅需求大幅下滑，带动多晶硅价格出现断崖式下杀。受此影响，多家中国多晶硅厂商倒闭。截至2013年上半年，中国在产的多晶硅企业仅剩7家。 开始时间：2013阶段：高速发展期 行业动态：2013年8月，国家发布《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》，明确光伏补贴从金太阳事前补贴正式转为度电补贴；同年，国发892号文将多晶硅从产能过剩行业中摘除；2016年底，国家发布《太阳能发展“十三五”规划》，到2020年底太阳能发电装机将要达到110GW以上；2018年5月31日，国家发布《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，补贴大幅滑坡，光伏产业行情急转直下； 行业影响/ 阶段特征：中国政府出台了一系列政策促进光伏政策的发展尤其是度电补贴的提出促使国内应用市场快速发展，多晶硅产业迎来黄金发展期。2021年，中国多晶硅实现年产量50.5万吨，连续11年居全球首位； 光伏硅料产业链分析 5. 光伏硅料产业链主要包括上游工业硅厂商、中游多晶硅厂商以及下游光伏硅片厂商。多晶硅由工业硅提纯制成，因而多晶硅产业的发展离不开上游原材料供给。根据数据统计，2021年，多晶硅行业工业硅消耗量占中国消费总量的31.61%，仅次于有机硅行业消费量。中游中国多晶硅厂商目前主要采取的制备技术有改良西门子法（棒状硅技术）和流化床法（颗粒硅技术）两种。流化床法与改良西门子法的前半段工艺相同，但流化床法采用的是硅烷或TCS还原。对比两种工艺方法，最大的差异在于流化床法降本空间更大，但是技术尚不成熟。光伏硅料产业链下游为光伏硅片环节。全球光伏硅片市场主要受中国厂商主导，其中隆基绿能和TCL中环市场份额占比约为50%左右，处于双寡头地位。 上游环节 上游说明 上游参与方 工业硅厂商 光伏硅料产业链上游是多晶硅制备的核心原材料工业硅。根据中国有色金属工业协会数 新疆东部合盛硅业有限公司、浙江新安化 据统计，2021年全球工业硅生产量为337万吨，消费量339万吨，呈现供不应求态势。 工集团股份有限公司、东方希望集团有限 中国工业硅消费量186万吨，占全球消费量的54.87%。其中，多晶硅行业全年消费工业 公司、哈密广开元硅业有限公司、协鑫集 硅58.8万吨，同比增长20％，占国内消费总量的31.61％，仅次于有机硅行业消费量。 成科技股份有限公司、云南永昌硅业股份有限公司、云南合盛硅业有限公司、黑河合盛硅业有限公司、新疆晶和源新材料有限公司、新疆鑫涛硅业有限公司 中游环节 中游说明 中游参与方 多晶硅厂商 光伏硅料产业链中游是多晶硅厂商。与光伏产业链其他环节相比，多晶硅环节主要呈现 通威股份有限公司、新疆大全新能源股份 重资产、低周转以及高ROE的特点。从生产工艺来看，目前行业主要的制备技术有改良 有限公司、新特能源股份有限公司、苏州 西门子法（棒状硅技术）和流化床法（颗粒硅技术）两种。其中改良西门子法技术成 协鑫科技发展有限公司、新特能源股份有 熟，是目前行业主流的制备方法。流化床法降本空间更大，但是技术还不够成熟，因此 限公司、亚洲硅业（青海）股份有限公司 产品质量还存在一定问题。 、新疆协鑫新能源材料科技有限公司、新疆东方希望新能源有限公司、陕西有色天宏瑞科硅材料有限责任公司、内蒙古东立光伏电子有限公司、内蒙古鄂尔多斯资源股份有限公司、洛阳中硅高科技有限公司、中国南玻集团股份有限公司、合盛硅业股份有限公司、江苏润阳新能源科技股份有限公司、TCL中环新能源科技股份有限公司 下游环节 下游说明 下游参与方 硅片厂商 光伏硅料产业链下游是光伏硅片厂商。光伏硅片是指用于光伏领域的硅片，对比半导体 隆基绿能科技股份有限公司、TCL中环新 硅片，光伏硅片对硅料纯度要求较低，仅需达到99.9999%以上即可。根据中国光伏协 能源科技股份有限公司、协鑫集成科技股 会数据，2021年，全球硅片总产能约为415.1GW，同比增长67.8%，产量约为232.9G 份有限公司、晶科能源股份有限公司、晶 W，同比增长38.9%。其中，中国硅片产能约为407.2GW，占全球的98.1%，起绝对主 澳太阳能科技股份有限公司、北京京运通 导作用。全球前十硅片企业总产量达到223.2GW，产量合计占比全球95.8%，其中隆基 科技股份有限公司、阿特斯阳光电力集团 绿能和TCL中环合计占比约为50%左右，行业呈现“双寡头”格局。 股份有限公司、锦州阳光能源有限公司、青海高景太阳能科技有限公司 光伏硅料行业规模 6. 根据CPIA乐观预测，2022/2023/2024/2025年中国全球光伏新增装机容量分别为100GW/95GW/100GW/110GW，呈现不断上升态势。从技术层面上讲，因为光照条件、安装角度等各种因素，组件效率无法100%输出，光伏电站通常会通过提高容配比，降低LCOE，从而实现整体效益的最大化。根据行业常规的1.2:1配置，对应的组件需求则分别为120GW/114GW/120GW/132GW。随着硅片薄片化、金刚线线径下降、以及N型电池普及化带来的电池组件效率的提升，未来几年耗硅量有望逐渐下降。根据头豹研究院测算结果，2021-2025年，中国光伏硅料