光伏硅料行业发展研究报告.docx

光伏硅料行业发展研究报告.docx

《光伏硅料行业发展研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光伏硅料行业发展研究报告.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

光伏硅料行业发展研究报告

光伏硅料行业发展研究报告

供需趋紧持续，龙头扩产提速

报告综述：

多国政策推动发展，光伏发电需求向上。

全球光伏处于高景气时期，全球能源结构不断向新能源转型，多国先后多次制定政策促进光伏产业发展，增强光伏产业长期发展确定性。

随着光伏发电成本逐渐下降，光伏发电性价比不断凸显，长期来看，光伏度电成本将继续下降，光伏有望成为全球范围内最便宜的电力能源之一，未来光伏发电需求将继续增长。

光伏发电以晶硅太阳能发电为主，多晶硅综合电耗不断下降。

光伏发电以晶硅太阳能发电为主，目前生产多晶硅的方法以改良西门子法为主，硅烷流化床法目前产量占比仍较低。

2020年多晶硅平均综合电耗已降至66.5kWh/kg-Si，未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，预计至2030年有望下降至60kWh/kg-Si。

短期金属硅价格出现一定波动，但和多晶硅售价及成本影响较小，多晶硅主要受下游需求变化影响。

国产替代趋势明显，颗粒硅有望打开增量空间。

历年全球多晶硅产量均不断提升，全球多晶硅产业正进一步向中国转移，目前中国是生产多晶硅最主要的国家，产量占全球比例大幅提升至67.3%。

国外多晶硅主要企业陆续退出、减产、裁员，以致进口量持续下降，进口占比也呈现下滑趋势，国内多晶硅企业加速扩产，未来将维持国产替代趋势。

颗粒硅优势明显，未来待下游企业持续验证后有望成为新一代的硅料技术，打开增量空间。

全球光伏装机量持续提升，供需趋紧格局延续。

全球装机量逐渐提升，国内装机量有望维持较高增长。

短期内下游需求旺盛，多晶硅料供不应求，价格出现一定上涨。

考虑到国内主要企业2021年新增产能有限，供需趋紧格局将延续到2021年底。

1全球光伏行业景气向上

1.1全球能源结构加速调整

受全球气候变暖、不可再生的化石能源不断消耗等因素影响，全球能源消费结构正加快向低碳化转型。

国际社会对保障能源安全、保护生态环境、应对气候变化等问题日益重视，许多国家已将可再生能源作为新一代能源技术的战略制高点和经济发展的重要新领域，其中太阳能光伏发电是可再生能源利用的重要组成部分之一。

可再生能源规模化利用与常规能源的清洁低碳化将是能源发展的基本趋势。

加快发展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向。

根据国际可再生能源机构（IRENA）发布的《全球能源转型：

2050路线图（2019年版）》的预测数据，2050年全球光伏装机量将达到8,519GW。

1.2各国制定政策促进光伏产业快速发展

海外多个国家均出台了一系列产业政策，推动光伏行业发展，如德国、美国、日本相继提出了“光伏屋顶计划”、“太阳能屋顶计划”等。

各国产业政策都成为了光伏市场增长的重要推力。

1.3光伏发电的性价比持续提升，行业进入发展新阶段

2018年我国发布“531光伏新政”，旨在推动技术进步、降低发电成本、减少补贴依赖，从而加快实现“平价上网”，促进光伏行业健康可持续发展。

随着光伏发电成本快速下降，海外光伏发电建设规模快速上升、国内光伏“平价上网”、“竞价上网”项目建设规模快速增加，光伏行业正由政策驱动发展阶段进入由市场驱动的“平价上网”新阶段。

在光伏产业技术水平持续快速进步的推动下，光伏发电成本步入快速下降通道，与其他发电方式相比已经越来越具有竞争力。

光伏度电成本不断下降，全球光伏招标电价屡创新低。

2020年8月，葡萄牙的光伏项目最低中标电价达到1.316美分/kWh，光伏发电竞争力不断凸显，性价比继续优化。

光伏的竞争力随着其发电成本的不断下降而得以大幅提升。

SolarPowerEurope在《全球光伏市场展望2020-2024》报告中提到，光伏发电经过十年发展，全球光伏发电成本（LCOE）从2009年的359USD/MWh左右下降到2019年的40USD/MWh。

2019年光伏发电成本已低于风能发电（41USD/MWh），煤发电（109USD/MWh），核能发电（155USD/MWh）等能源发电成本。

国内光伏发电实现“平价上网”后将大幅降低对政策补贴的依赖，成为一种具有成本竞争力的、可靠的和可持续的电力来源。

行业的未来发展也将从依靠国家政策扩大规模的发展阶段转变为通过提质增效、技术进步逐步摆脱补贴并由市场驱动发展的新阶段。

光伏行业的向上空间将逐渐打开，从而极大带动上游产业的健康持续发展。

2太阳能光伏发电以晶硅太阳能发电为主

2.1多晶硅是上游重要原材料

光伏是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。

光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业。

太阳能光伏发电的技术路线主要包括晶体硅太阳能发电和薄膜太阳能发电。

薄膜太阳能电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合（BIPV）等特点，目前能够商品化的薄膜太阳能电池主要包括铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe），砷化镓（GaAs）等。

但是，由于国内薄膜电池产业起步较晚，受生产设备和技术瓶颈的制约，薄膜太阳能电池生产设备复杂昂贵，目前生产设备制造成本占我国薄膜太阳能电池发电成本的七成左右，关键设备高达上千万美元，因此以往一直被欧美日等发达国家垄断，其产业化瓶颈明显，未来薄膜太阳能发电市场仍有待开拓，目前规模不大。

晶体硅太阳能发电是当前最主流的太阳能发电方式，包括单晶硅太阳能发电、多晶硅太阳能发电。

在晶体硅光伏电池体系中，上游为其原材料的生产供应端，包括从硅料到硅片的整个生产环节；晶体硅光伏电池及组件是中游；下游主要是逆变器和光伏发电系统应用领域。

多晶硅是光伏行业上游的基础原材料，有产能投资门槛高、生产技术工艺复杂、

投产周期长等特点，进入壁垒高，具有较高行业附加值。

按纯度要求及用途不同，可以将多晶硅分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅，太阳能级多晶硅主要用于太阳能电池的生产制造，而电子级多晶硅作为主要的半导体电子材料，广泛应用于电子信息领域。

目前，光伏行业是多晶硅使用量最大的行业领域。

根据中国光伏行业协会数据，2019年全球多晶硅产量50.8万吨，其中，太阳能级块状硅约为45.8万吨，占比约为90.1%。

太阳能级多晶硅对杂质有严格的要求，通常要求其中杂质总含量低于10-6，即多晶硅的纯度需达到99.9999%以上，尤其是对其硼、磷元素的要求尤为严格，高纯多晶硅的制备是光伏产业链中技术含量较高的环节。

太阳能级多晶硅主要分类如下：

（1）根据下游生产硅片的不同，可将多晶硅分为单晶硅片用料和多晶硅片用料，单晶硅片用料指用于单晶硅拉制并生产单晶硅片的多晶硅，多晶硅片用料指用于多晶铸锭并生产多晶硅片的多晶硅；

（2）根据多晶硅掺入杂质及导电类型的不同，可分为P型、N型，其中，当硅中掺杂以施主杂质（V族元素，如磷、砷、锑等）为主时，以电子导电为主，为N型多晶硅，当硅中掺杂以受主杂质（Ⅲ族元素，如硼、铝、镓等）为主时，以空穴导电为主，为P型多晶硅；（3）根据技术指标的差别可以将太阳能级多晶硅分为四级，即特级品、1级品、2级品、3级品；（4）根据客户是否可以直接投炉使用，可以将多晶硅分为免洗料和非免洗料，免洗料经检验后可以直接投炉使用，非免洗料需要经过分拣、打磨、清洗等工序方可使用；（5）根据多晶硅的表面质量不同，又可将多晶硅细分为致密料、菜花料、珊瑚料等；（6）根据外形可以分为块状和棒状。

2.2生产多晶硅的主要工艺

西门子法。

西门子法为生产多晶硅的原有工艺，是以氢气还原高纯度三氯氢硅，在加热到1,100℃左右的硅芯上沉积多晶硅的生产工艺。

改良西门子法。

目前国内外最主流及最成熟的多晶硅生产工艺，又称“闭环西门子法”。

其主要是在西门子法基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，实现了生产过程的闭路循环，避免副产品直接排放污染环境，并实现原料的循环利用，有效降低了生产成本。

目前，改良西门子法技术已经相对成熟，技术较为稳定，当前的技术发展目标主要是持续提高生产效率，提升产品质量，降低物耗、能耗，降低多晶硅成本。

因此，短期内技术迭代的风险较小。

硅烷流化床法。

多晶硅生产工艺之一。

硅烷流化床法是以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。

制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。

硅烷流化床法虽然经过几十年的发展，但目前产量占比仍然很低，2019年全球多晶硅产量中硅烷流化床法生产的颗粒多晶硅占比为2.2%。

相比于改良西门子法，硅烷流化床法具有投资强度低、尾气易于回收利用、硅烷分解温度低、能耗低、便于采用流化床连续生产、项目人员需求少等竞争优势。

但硅烷易燃、易爆的突出特点和安全隐患，限制了硅烷流化床法的推广使用。

此外，质量方面，硅烷流化床法生产的产品的金属杂质、碳含量等与电子级或太阳能级多晶硅的国家标准要求还有差距。

硅烷流化床法短期内取代改良西门子法的可能性较低，但中长期来看，硅烷流化床法占比有望逐渐提高，CPIA预计，至2025年硅烷流化床法占比将提高到7%。

目前在主流的改良西门子法中，多晶硅生产成本主要由电力、原料和折旧组成，其中电力成本占比最大，约35%；硅粉成本占比约30%；折旧成本占比约15%，三者合计占到总成本的80%左右。

2.3多晶硅综合电耗成本不断下降

综合电耗是工厂生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力，包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗。

2020年，改良西门子法生产多晶硅平均综合电耗已降至66.5kWh/kg-Si，同比下降5%。

未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，CPIA预计至2030年有望下降至60kWh/kg-Si。

目前硅烷流化床法颗粒硅综合电耗较改良西门子法棒状硅低40%-50%。

2.4金属硅价格长期较为稳定，其波动对多晶硅影响较小

目前工业硅粉尚无公开的市场价格。

工业硅粉系由金属硅/工业硅加工而成，因此，工业硅粉的价格一般参照金属硅市场价格。

2020年下半年，受下游需求旺盛影响，金属硅553价格从11000元/吨左右上涨至15000元/吨，金属硅441价格从10200元/吨上涨至13800元/吨。

2021年1月开始，金属硅价格有所回落。

工业硅的价格主要受其本身供需关系的影响，工业硅主要用于铝合金和其他非铁基合金的添加剂，以及生产有机硅等，其作为多晶硅生产的原材料的市场需求相对其整个市场容量来说比例较小，多晶硅需求和价格上升对工业硅没有明显拉动作用。

多晶硅的价格主要受多晶硅供需关系影响，多晶硅的售价和成本不构成直接的线性关系，因而与单种原材料价格没有明显的相关关系。

3供给：

历年多晶硅产量持续扩大，国产替代趋势明显

3.1多晶硅生产集中在国内

2019年，我国多晶硅产能达46.6万吨，产量达34.2万吨。

2008-2019年，我国多晶硅产能和产量年复合增长率分别为36.67%和49.84%。

2017-2018年，国内多晶硅行业掀起集中扩产潮，保利协鑫、通威股份、新特能源、新疆大全、东方希望5家一梯队厂商为扩产的主力，合计扩产规模约20万吨，多晶硅产能在2017-2019年快速提升，2017年、2018年国内多晶硅产能增速分别达31.9%和39.7%，2019年增速有所放缓。

2018-2020年多晶硅料产能利用率出现快速上升趋势，2020年下半年由于国内下游需求旺盛，主要多晶硅企业宣布扩产，但是多晶硅投产时间较长，从项目新建到产能投产一般需要1-2年，短期硅料将持续趋紧，2020年国产多晶硅料产能利用率超过100%，硅业分会预计2021年产能利用率仍将维持较高水平。

从产量来看，中国多晶硅产量占全球产量的比重总体保持增长趋势。

2008-2020年，中国多晶硅产量占全球比重从7.2%大幅攀升至67.3%，中国成为全球生产多晶硅最主要的国家之一。

全球多晶硅产业正进一步向中国转移，主要因为：

一、中国多晶硅企业大规模扩产，而下游硅片环节的生产制造产能主要集中在中国，2019年中国硅片产能、产量占全球的比重分别为93.1%、97.3%，中国的多晶硅自给率逐步提升，抢占了海外多晶硅企业的市场；二、中国多晶硅企业的成本优势凸显，国内低成本产能不断扩张，而海外主要产能投资较早、单位投资成本高，且海外电价、人工成本较高，整体生产成本远高于国内领先企业；三、中国多晶硅企业的产品质量不断提升，不仅能够满足多晶硅片生产所需，而且已经能够提供单晶硅片生产所用硅料。

2020年，全国多晶硅产量达39.2万吨，同比增长14.6%。

2021年随着多晶硅企业技改及新建产能的释放，CPIA预计多晶硅产量将达到45万吨，同比增长约14.8%。

通威股份在建的乐山二期和保山一期项目产能预计将于2021年底释放，东方希望预计2021年新增约3万吨产能，保利协鑫产能小幅增加。

2021年后，随着通威股份新建产能的释放和持续的扩产、新疆大全和亚洲硅业募投项目的逐步投产，行业产能有望得到较大幅度的提升。

2020年中国多晶硅产能在全球产能占比约80.9%，虽然国内多晶硅产能逐渐快速提升，但目前国内供应还暂时无法完全满足国内需求，仍需要进口。

2020年我国进口多晶硅料约10万吨，进口硅料占比约25.3%。

2020年，多晶硅海外进口量同比下降较多，2020年初韩国多晶硅工厂退出以及2020年上半年市场低迷企业停产或者降低开工率导致进口量出现明显减少。

随着国内多晶硅新增产能继续释放，将维持国产替代趋势，我国对于进口多晶硅料的依赖度将不断下降，硅业分会预计2021年进口多晶硅料占比进一步下降到19.8%左右。

多晶硅新增产能从2018年起陆续投产爬坡，同时，“531”政策导致行业需求大幅下降，导致多晶硅价格受下游需求调整和产能集中投放出现大幅下降。

2020年下半年，硅料出现周期性紧缺，各大企业开始纷纷签订长单，保障产品供应。

随着下游硅片产能快速扩产及光伏终端需求向好，以及考虑到硅料厂从产能投放到稳定产出需要3~6个月时间，因此2021年虽有部分新增产能，预计硅料供需紧张将至少延持续至2021年底，2021年多晶硅价格上涨具备一定延续性。

3.2颗粒硅扩产有望带来增量空间

当前主流的多晶硅生产技术主要有三氯氢硅西门子法和硅烷流化床法，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。

棒状硅需要在破碎后才能在后续单晶拉制、多晶铸造晶体的过程中使用，破碎过程相当麻烦，同时还容易引入杂质。

颗粒硅是硅烷法生产出来的颗粒状多晶硅。

和块状硅相比，颗粒硅形似球状，流动性好，更好满足复投料尺寸要求，无需破碎，避免破碎损耗，降低破碎成本，消除破碎过程中引入杂质的风险。

目前国内单晶产能迅速扩张，单晶复投小料比例提高，颗粒硅无需破碎，能避免杂质引入，料性完美契合单晶用料需求，未来待下游企业持续验证后，有望成为新一代的硅料技术。

当前三氯氢硅西门子法生产工艺相对成熟，2020年采用此方法生产出的棒状硅约占全国总产量的97.2%，目前仍是主流生产工艺。

保利协鑫是生产颗粒硅最主要的企业，其在徐州已建成万吨级硅烷流化床法生产线，经过了近3年的运营、改造和提升，2019年颗粒硅产量达3000吨，2020年产量提升到6000吨。

2021年2月3日，保利协鑫能源旗下颗粒硅（FBR）研发与制造主体江苏中能年有效产能已由此前的6000吨提升至10000吨。

2020年9月，江苏中能扩产5.4万吨颗粒硅项目开工，总投资47亿元，计划分两期建设，一期于2021年6月年产能扩至3万吨，二期于2021年底年产能扩至5.4万吨，部分客户已经提前锁定其未来的颗粒硅供应。

江苏中能将于2021年3月至2023年12月期间向隆基股份及其7家附属公司销售合共不少于9.14万吨多晶硅，多晶硅供应量之中将包括颗粒硅产品。

另外，江苏中能将于2022年1月至2026年12月期间向天津环睿销售合共35万吨多晶硅，每年多晶硅供应量之中将包括较大比例保利协鑫附属公司现有及未来规划颗粒硅产能的实际产量。

颗粒硅其投产及长单协议的签订将给保利协鑫带来增量空间，强化其成长性，同时，能在一定程度上改善多晶硅趋紧的格局。

4需求：

多晶硅需求旺盛

4.1光伏新增装机量高增长提振多晶硅需求

多晶硅需求和新增光伏装机规模有直接关系，新增光伏装机规模的快速增长将大幅拉动多晶硅的市场需求。

在全球各国光伏产业政策的推动和应用市场需求的拉动下，全球光伏产业总体呈现高速发展，新增装机容量屡创新高。

光伏行业新增装机容量自2007年以来历经三次波动，分别缘于2009年的全球金融危机、2012年的贸易摩擦和2018年的光伏政策调整。

这三次波动虽未导致全球光伏新增装机容量下降，但使其增速有所减缓。

除2012年和2018年外，其余年份均保持高于10%的同比增长率。

2013年后，在光伏发电成本持续下降、政策持续利好和新兴市场快速兴起等有利因素的推动下，新增装机容量增速快速上升，全球光伏市场持续扩大。

根据CPIA，2019年全球新增光伏装机容量为115GW，同比增长8.5%。

2007年至2019年的13年间，新增装机容量由2.9GW增至115GW，增长超38倍，2007年-2019年的年均复合增长率高达44.5%。

4.2中国光伏行业后来居上，新增并网装机容量跃升全球首位

和欧洲国家相比，中国的光伏发电行业起步较晚。

1958年，我国于开始研制光伏电池，并在1971年首次将其成功应用于发射的东方红二号卫星上，1973年，首次将光伏电池应用于地面设施。

1980年之前，我国太阳能光伏产业尚处于雏形，太阳能电池的年产量不足10KW，且价格昂贵。

受产量及价格的限制，太阳能电池除用作卫星电源外，在地面上仅用于小功率电源系统。

2000年后，国家启动了送电到乡、光明工程等系列扶持项目，解决偏远无电地区用电问题，国内光伏行业开始蓬勃发展。

随着光伏发电技术逐渐成熟、成本逐步降低、上网电价初步明确以及国家改善能源结构的需求日益增加，集中式光伏发电得以迅速发展。

2009年，国家开始实施太阳能光电建筑应用示范项目和金太阳示范工程，促进国内光伏发电的产业化和规模化发展。

2011年，国家发改委发布《关于完善太阳能光伏发电上网电价政策的通知》，进一步加快光伏发电产业的发展。

自2011年起，欧美对我国光伏组件制造业进行“双反”调查，光伏行业受到了较大的冲击。

2013年后，国内陆续出台政策，光伏发电装机规模迎来爆发式增长。

在2018年“531光伏新政”对于规模、补贴、电价等方面都进行了调整，国内光伏市场受到一定影响，新增装机规模出现小幅下滑。

我国光伏发电行业经过十多年的快速发展，目前已是全球光伏发电规模最大、增长最快的市场。

中国、欧盟和美国2019年全球光伏新增装机容量排名前三，而中国以新增装机容量30.1GW位列第一，占全球光伏新增装机容量的26.2%。

美国是2019年光伏新增装机第二大的国家，光伏新增装机13.3GW。

第三位是印度，2019年装机达9.9GW。

日本排名第四，年装机容量为7GW。

2010-2020年，我国光伏发电量持续高速增长。

2020年，光伏发电量达2605亿千瓦时，同比增长16.2%，约占全国全年总发电量的3.5%，较2019年提升0.4个百分点。

据IEA预测，全球光伏发电在总发电量的占比将在2040年达到18.7%，而2018年全球范围内光伏发电渗透率仅为2.2%。

和全球光伏发电渗透率目标相比，目前中国光伏发电市场空间广阔。

光伏作为可再生能源，未来国内光伏发电渗透率不断提升是大势所趋。

2020年，国内光伏新增装机48.2GW，创历史第二高，同比增加60.1%，累计光伏并网装机容量达到253GW，新增和累计装机容量均为全球第一。

CPIA预计2021年国内光伏新增装机量超过55GW，累计装机有望达到约308GW。

2020年受疫情影响，上半年电站装机规模较少，全年装机主要集中在下半年。

2020年12月，在抢装推动下，单月新增光伏装机规模达到29.5GW，创历史新高。

2020年户用光伏装机超10GW，占到了全年光伏新增装机约20%。

2016-2019年，国内多晶硅需求量从29.8万吨上升至41.1万吨，CPIA预测2020年需求量继续提高到45.2万吨。

2021年，CPIA预测全球新增装机量有望达到170GW，2022年将达到180-225GW。

2021年若以170GW测算，对应多晶硅需求量约54.2万吨，2022年将进一步提升到57.4万-71.7万吨。

其中，单晶技术路线硅料需求量占比持续提升，从2016年的17.2%大幅提高到2019年的58.4%，单晶为目前公认的主流技术路线，CPIA预计至2021年单晶对多晶硅硅料需求量的占比仍将继续提升。

据PVInfolink统计，硅料价格自2020年12月以来持续回升，春节前下游备货需求拉动下，单晶用料现货均价环比再上涨2.4%至86元/kg左右。

光伏需求持续上涨，对硅料的需求不断加大，2021年多晶硅行业新增产能有限。

2020年8月以来，为充分保障原材料的供应，多家企业通过长单形式锁定硅料，2021年80%以上硅料产能已被下游企业预定，供需格局趋紧或将持续到2021年底。

5多晶硅行业呈较高集中度

5.1国内多晶硅CR4占比超七成

国内前五的高纯多晶硅市场主要参与者包括通威股份、保利协鑫、新特能源、东方希望和新疆大全。

这五家主要企业2018-2019年均进行了大规模的产能扩张，本轮扩张是在技术趋于成熟、投资成本大幅下降、行业前景更趋明朗的背景下实施的，由国内规模和技术水平靠前的高纯多晶硅企业主导的，新投产能具有产品品质高、单位投资强度低、单位产品电耗低等显著优点。

经过本轮产能扩张，国内外落后产能陆续被替代。

2019年，保利协鑫产能为11.8万吨，产量为6.03万吨，销量为3.88万吨，保利协鑫的产能位居全球第一。

保利协鑫使用自产的多晶硅生产硅片，因此其多晶硅产量和对外销量相差较大。

通威股份产能为8万吨，其2019年产量和销量均为全球第一。

根据硅业分会，2019年底保利协鑫多晶硅产能占比约19%高居首位，其次为通威股份、新特能源和新疆大全，分别占比约18%、16%和15%，CR4约68%，市场集中度较高。

根据硅业分会，从产能来看，2020年底通威股份、保利协鑫、新特能源和新疆大全4家年产能在5万吨以上的企业产能合计约31.7万吨，约占国内多晶硅总产能的75.5%，较2019年提升约7.5个百