光伏硅片行业上游多晶硅料行业

光伏硅片行业上游多晶硅料行业 一、 光伏硅片行业上游多晶硅料行业 多晶硅料的生产制造环节处于光伏产业链最上游，通过化学反应从金属硅中提炼高纯度多晶硅，以备下游进一步拉晶、切片制成光伏硅片，系光伏产业链初始原材料。多晶硅料行业存在技术及资金双重高壁垒，规模效应明显。在2011年以前，多晶硅料制备技术一直掌握在美、德、日、韩等国外厂商手中，国内企业主要依赖进口采购多晶硅料，且多晶硅料市场供给极为紧缺，成为制约我国光伏产业发展的瓶颈和暴利环节。 随着国内多晶硅料厂商在技术及工艺上取得突破，国外厂商对多晶硅料的垄断局面被打破。我国一线多晶硅料生产企业已掌握冷氢化、万吨级生产线集成等技术，生产能力不断提高，综合能耗不断下降，生产管理和成本控制已达全球领先水平。随着一线硅料企业加速产能扩张，部分高成本国内外企业停产或宣布退出多晶硅业务，多晶硅料产业集中度进一步提升。2021年我国多晶硅产能约62．3万吨，产量约50．6万吨，分别占全球的80．5%和78．8%，且2021年全球产量前十的多晶硅企业中有7家是中国企业，2021年末这7家企业的产能之和占全球产能的73．9%，世界多晶硅料生产中心已移至中国，我国多晶硅料自给率大幅提升。 硅料扩产周期明显长于下游，且产能应对下游需求变化的调节灵活度相对较低，因而易形成产业链扩产进度的错配和短期供需失衡，导致硅料价格变动具有明显的周期性。硅料厂商2018年至2019年因硅料价格持续下降、盈利状况不佳扩产谨慎，2020年因下游需求增长开始扩产，但由于2020年三季度受部分多晶硅工厂发生安全事故以及水灾等因素影响，硅料出现阶段性供应紧张、价格大幅上涨，四季度虽有一定缓解，但受多晶硅料扩产周期较长所导致的产业链上下游阶段性发展不平衡影响，2021年硅料价格继续大幅攀升，2021年11月末多晶硅料价格已由2020年6月最低59元/公斤左右大幅上升至269元/公斤左右。与此同时，在硅料环节高利润水平及下游光伏装机需求预期增长的双重驱动下，现有硅料企业扩产节奏逐渐加快，并吸引大量新投资者进入。预计随着新建产能的陆续投产，硅料市场供不应求的状况将逐步缓和。根据企业公告、行业新闻等公开信息不完全统计，主要硅料企业在建及拟新建产能超过400万吨，结合硅料扩产周期合理估计，预计2023年主要硅料企业产能将达到210万吨，较2021年末增长约171．32%，按2，800吨/GW的比例换算，预计2023年末硅料产能可保证750GW硅片的原材料供应。 二、 光伏行业前景分析 目前世界能源格局正在经历一场深刻的革命。在推进碳达峰碳中和工作中，要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置，积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源。其中，硅能源既包括以光伏为主线的多晶硅产业链，也包括有机硅产业链，无论是光电替代煤电，还是有机硅产品对石化类产品的替代，工业硅皆为重要源头。作为硅能源产业的最基础最核心的原材料，工业硅的重要地位不容忽视。 按照《意见》制定的双碳目标三步走路线图，在2025年、2030年和2060年这三个时间点，我国非化石能源消费比重不断提升，最终达到80%以上的目标。而这一目标的完成，离不开风电、光伏装机量的大规模提升。可以肯定的是，我国光伏产业未来具备着极大的增长空间。根据国家发改委能源所预测，到2025年，光伏总装机规模达到约7．3亿千瓦，2035年，更是能达到30亿千瓦。 根据《可再生能源中长期发展规划》，到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，中国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30%以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年，可再生能源将占总能耗的50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上。 三、 晶硅光伏组件原料构成 从光伏产业链的原料构成来看，主要的原料包括硅料、白银、光伏玻璃、铝、铜等。从重量的角度来看，玻璃的占比最高，在68%—72%，铝的占比也高达12%—14%，而硅料的占比仅为3%—4%，与铜差不多。但从价值的角度来看，由于硅料和白银的价值较高，因此占比重较高，硅料的占比高达35%—45%，白银的占比则达到9%—23%，玻璃占比为11%—15%，铝和铜的占比分别为9%—12%和5%—12%。由于2021年大宗商品价格的波动率较高，因此基于价值的评估的波动范围较大。硅作为占比最大的原材料，对晶硅光伏产业链的发展起着至关重要的影响。 光伏产业链从原料到终端应用，主要的核心环节包括工业硅、多晶硅、硅片、电池片、组件、光伏电站。据调研了解，整个光伏产业按照传统工业划分，不同的环节分属不同的行业。一般来说，上游包括工业硅、多晶硅、硅片的生产，比如硅石生产工业硅属于熔炼行业，由工业硅生成多晶硅属于化工行业，而切片则属于电子产品制造行业。中游包括光伏电池、光伏组件以及逆变器环节，属于电子和装配行业，最后建成分布式或集中式电站则是建筑行业。此外，光伏产业链未来一体化发展将成为趋势，一方面，从中下游来看由于拉晶到切片环节以及电池片到组件环节的一致性要求高，为了保证质量，一般会同步建设；另一方面，从中上游来看，为了保障原料稳定供应和产品质量，多晶硅企业也多在布局上游工厂。 四、 光伏产业链分布 在全球经济大变局的时代，未来随着光伏产业的发展，市场对光伏产业原材料的需求将快速增长，目前我国在光伏产业链中的主导地位，有利于我国光伏产业的稳定发展。 从光伏产业链产能分布的角度来看，我国在全球光伏产业链的各个环节中都占有绝对优势。根据IEA的统计数据，中国光伏产业链各环节产能均占全球比例的75%以上，晶圆占比超90%。2021年，中国生产了约80%的多晶硅太阳能光伏组件，剩余市场份额则主要在德国、马来西亚和美国。 未来5年，我国可再生能源累计发电量预计将翻番，主要增量来源于光伏发电和风力发电。据CPIA数据，我国30个省市自治区已明确十四五期间风光装机规划，其中26个省市自治区光伏新增装机规模超406．55GW，未来4年新增355．5GW．目前我国在光伏产业链中的主导地位，有利于保障光伏产业原料供应和价格稳定，有利于保持我国光伏产业发展优势，有利于国家在能源转型的过程中有更好的能源安全保障。 目前海外光伏产业的发展对我国出口产品依赖度较高，欧美依然积极发展本土产业和在东南亚布局新的光伏产业链以减少中国在光伏市场的影响力，保障供应链的稳定。整体生产成本是影响光伏市场布局的重要因素，从IEA数据可以看出，东南亚和印度市场的组件生产成本相对较低，因而目前发展得较快。预计随着北美、东南亚、印度市场的发展，2027年中国的市场份额将有所下滑。但得益于我国光伏全产业链发展的规模经济、供应链一体化、相对较低的能源成本和劳动力的竞争优势，我国在光伏产业链市场的占比始终超60%，依然占全球的主导地位。综上，随着推动碳中和已成为全球的共识，能源价格高企使得光伏产业在成本端的优势凸显，投资大幅增加，未来光伏产业的发展确定性高且增速快，光伏装机量预计也将快速增长，稳定的原料供应和价格将有力支持光伏产业的健康发展。我国在光伏产业链中的主导地位，有利于保障我国光伏产业原料供应，有利于保持我国光伏产业发展优势，有利于在能源转型的过程中有更好的能源安全保障。 五、 光伏度电成本持续下降，平价上网逐渐落地 随着光伏产业技术水平持续快速进步，光伏发电成本步入快速下降通道，根据国际可再生能源署（IRENA）发布的《2020年可再生能源发电成本报告》，全球晶硅光伏发电项目加权平均发电成本由2010年的约0．381美元/度下降至2020年的约0．057美元/度，下降幅度达85%，为发电成本下降最快的能源之一。根据IRENA预计，2022年全球太阳能光伏发电的平均成本将进一步降至0．040美元，同比下降30%，届时将比燃煤发电成本低20%以上。 根据当前的技术发展和成本变动趋势，行业普遍预期未来数年内，光伏发电将大范围达到或接近常规能源发电成本，成为一种具有成本竞争力的、可靠的和可持续的电力来源，届时全球能源供给将步入太阳能时代，从而极大带动中上游产业的健康持续发展。 六、 中国光伏行业发展现状 从最初的可再生能源节能降耗，到智能化、数字化规模应用，再到如今智慧能源行业不断突破、打造建构绿色供应链体系，光伏行业正迎来新的发展和变革。 二十年前，中国光伏产业一穷二白，原材料、市场、技术全部源自于国外。而如今，中国光伏已是制造世界第一、装机世界第一、发电量世界第一。2021年，中国光伏产业链的多晶硅、硅片、电池、组件四大环节的产量在全球占比皆超过70%，已然主导了世界光伏产业格局。 近年来，中国光伏行业也在频繁突破世界纪录，这固然是技术研发的巨大进步，但此种进步几乎都局限于细分技术路线中，如N型TOPCon、HJT、IBC、单晶PERC电池等。 工业硅位于硅基材料产业链的顶端，是硅能源产业链发展的核心原料。工业硅，又名金属硅、结晶硅，是由硅石经碳质还原剂在矿热炉中还原所得。我国是全球最大的工业硅生产与消费国。2021年，我国工业硅产能499万吨，产量321万吨，分别占全球工业硅产能和产量的79%和78%;工业硅消费量313．2万吨（含出口），其中国内消费量235．8万吨，占全球消费总量的56%。按照2021年均价计算，我国工业硅市场规模约644亿元。在能源转型以及双碳目标的影响下，预计2025年我国工业硅的需求量将达到480万吨，市场规模将近千亿元。 在光伏产业相关政策的不断完善和大力支持下，中国光伏产业发展迅速，已呈现区域化、集群化，临近企业之间形成产业链互补和经济合作，产业竞争力实现了整体提高。随着国家政策对光伏产业支持力度的不断加大，产业市场规模仍将保持高幅度增长趋势。 数据显示，2021年我国光伏发电新增并网容量5488万千瓦，其中集中式光伏电站2560．07万千瓦，分布式光伏2927．9千瓦。截至2021年底，我国光伏发电累计并网容量30598．7万千瓦，其中集中式光伏电站19847．94万千瓦，分布式光伏10750．8万千瓦。2021年全国光伏行业立足碳达峰碳中和，把握行业发展机遇，克服全球疫情反复、经济形势严峻、国际贸易壁垒等不利影响，持续深化供给侧结构性改革，加快推进产业智能创新升级，行业运行整体向好，实现十四五良好开局。随着全球加快应对气候变化，光伏市场需求持续增加，数据显示，我国光伏行业在2021年继续高歌猛进，制造端产值突破7500亿元，光伏产品出口额创历史新高，超过280亿美元。2021年，我国光伏新增装机创历史新高，达到54．88GW。 七、 光伏产业链概况 推动碳中和已成为全球的共识，包括中国、美国、欧盟、英国、日本、加拿大在内的超过120个国家和地区提出了碳中和目标。在光伏装机需求快速增长的带动下，预计2021—2025年，中国多晶硅产业对工业硅需求增长率将超过30%，对工业硅的需求增长将起主导作用。本文主要从光伏角度切入，从原料构成、重点环节、发展历史，以及光伏发电成本下降、光伏装机容量快速发展、产业链分布及趋势等角度介绍光伏产业。 光伏发电是太阳能发电的重要分支，主要是指利用太阳能电池直接将太阳光能转化为电能，而太阳能电池通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换。按照光伏电池片的材质，太阳能电池大致可以分为两类：一类是晶体硅太阳能电池，包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池；另一类是薄膜太阳能电池，主要包括非晶硅太阳能电池等。晶硅光伏电池起步早、效率高、成本低，是目前光伏市场的主流。 八、 晶硅光伏产业发展历史 从光伏产业链的发展来看，光伏发电大规模商业应用要从2004年德国率先推出可再生能源法案补贴开始，光伏发电行业呈现强劲发展的态势，众多光伏厂商进行产能扩张，全球光伏发电装机容量快速增长。2011年之后，欧洲各国调整政府补贴政策，降低