2022年中国光伏颗粒硅行业发展现状,是未来硅片企业降低非硅成本、提高自动化水平的重要途径之一「图」

一、光伏颗粒硅行业概述

生产工艺为硅烷流化床法(FBR)。在流化床中,通过使硅烷裂解并在晶种 上沉积,生产颗粒硅、颗粒状多晶硅。

1、分类

多品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。作为生产单晶硅的直接材料,多晶硅是半导体、电子信息、光伏等行业的重要功能性材料。按照多晶硅纯度的不同,可分为冶金级多晶硅、太阳能级多晶硅以及电子级多晶硅。

多晶硅分类及类型说明示意图

多晶硅分类及类型说明示意图

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、发展历程

早期硅料需求主要来自半导体行业,对纯度要求更高,而且需求总量有限,因此西门子保持统治地位,流化床法发展停滞。2000年后光伏需求爆发,挪威REC和德国Wacker尝试流化床工艺的大规模生产,REC早期的产品只能满足多晶需求。目前,REC成功利用硅烷气作为原料实现了流化床法的商业化运营,该方法被称为FBR硅烷流化床法,德国Wacker公司利用三氯氢硅为原料实现了流化床法生产,被称为TCS流化床法,其中硅烷法的产业化进度更领先。

光伏颗粒硅行业发展历程示意图

光伏颗粒硅行业发展历程示意图

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

二、政策

国家层面不断颁布利好政策推动产业发展,光伏市场强劲增长动力持续。这对光伏颗粒硅行业起到了一定的带动作用。

中国光伏颗粒硅行业相关政策梳理

中国光伏颗粒硅行业相关政策梳理

数据来源:各政府相关网站,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2029年中国光伏颗粒硅行业竞争格局及投资战略规划研究报告

三、产业链

1、产业链结构

光伏颗粒硅产业链是由上游原材料及硅料设备、中游颗粒硅生产厂商以及下游光伏硅片厂商构成;中游颗粒硅工艺渗透率较低,仅有少数多晶硅企业有所布局,未来还有很大的增长空间。

光伏颗粒硅行业产业链结构示意图

光伏颗粒硅行业产业链结构示意图

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、上游成本

电力是影响多晶硅生产成本的重要因素。由于光伏产业发展的主线是降本,且多晶硅属于高度同质化的产品,生产成本决定了企业在下行周期的竞争力。从多晶硅生产成本构成来看,排名前三的分别是原料工业硅、电力、折旧,其中工业硅与多晶硅同属于高能耗产业,因此工业硅的生产成本也受电力影响较大。其上游成本占比为43%。

改良西门子法成本拆分占比情况

改良西门子法成本拆分占比情况

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

四、中国光伏颗粒硅行业发展现状

1、需求量

相较于传统改良西门子法,硅烧流化床法凭借更低的能耗、更高的自动化程度较高、更小的生产成本以及资本开支较小,逐步赢得了下游客户的青睐,颗粒硅的掺杂比例也进入了快速上升渠道。未来“颗粒硅+CCZ技术+型电池技术”的组合将带动光伏产业链新一轮的降本增效,叠加低碳属性,颗粒硅市场规模将会继续保持快速发展。2022-2027年,中国光伏颗粒硅市场需求将由9.1万吨增长至27.4万吨,年均复合增速约为24.6%。

2020-2027年中国光伏颗粒硅市场需求量变化情况

2020-2027年中国光伏颗粒硅市场需求量变化情况

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

2、市场占比

光伏颗粒硅产业链中游为颗粒硅厂商。当前主流的多品硅生产技术主要有改良西门子法和硅烷流化床法,对应的产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。2022年棒状硅市场占比为92.5%,颗粒硅市场占比为7.5%。随着生产工艺和技术的成熟,颗粒硅渗透率还将进一步上升,但改良西门子法仍将会是多晶硅主流生产工艺。

2022年中国光伏颗粒硅市场占比情况

2022年中国光伏颗粒硅市场占比情况

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

3、对比

硅烷流化床法先情在电耗万面的较大生产1GW颗粒硅仅需排放4.51万吨二氧化碳,同比减少了约74%。2021年,经中国质量认证中单位颗粒硅的碳足迹数值仅为20.74吨/千克二氧化碳当量,此前全球最低记录为德国Wacker每559吨/千克二氧化碳当量的数据,相比较于棒状硅70-90之间的碳足迹数值而言,颗硅在碳减排下降了3-4倍。仅颗粒硅这一项就可以带动光伏发电全生命周期实现至少80%的碳减排。

棒状硅及颗粒硅碳足迹数值对比情况

棒状硅及颗粒硅碳足迹数值对比情况

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

五、中国光伏颗粒硅行业市场竞争格局

协鑫科技、REC以及天宏瑞科三家企业通过独家专利为颗粒硅行业建立了较高的技术壁垒,由于研发限制因素影响,短期内其他企业很难实现较大突破,行业竞争格局较为清晰。

中国光伏颗粒硅重点企业产能规划

中国光伏颗粒硅重点企业产能规划

数据来源:公开资料,华经产业研究院整理

六、未来中国光伏颗粒硅行业发展趋势

低成本、低碳减排的颗粒硅掺杂比例未来将逐步提高,颗粒硅需求将继续攀升。短期内,颗粒硅供给呈现结构性短缺,颗粒硅的市场供给将逐步扩大乃至出现阶段性过剩,未来几年,颗粒硅产品放量而获得快速成长。

颗粒硅可帮助下游硅片企业降本提效,积极布局、采购、应用颗粒硅的硅片企业有望占据先机。在拉棒过程中应用颗粒硅可缩短装料与化料时间、增加单炉熔料量,从而提高拉棒效率,是未来硅片企业降低非硅成本、提高自动化水平的重要途径之一。目前,下游客户中TCL科技(TCL中环的大股东)与上机数控已参股协鑫科技的颗粒硅产能,TCL中环、隆基绿能分别与协鑫科技签订较大规模采购长单。

华经产业研究院通过对中国光伏颗粒硅行业海量数据的搜集、整理、加工,全面剖析行业总体市场容量、竞争格局、市场供需现状及行业典型企业的产销运营分析,并根据行业发展轨迹及影响因素,对行业未来的发展趋势进行预测。帮助企业了解行业当前发展动向,把握市场机会,做出正确投资决策。更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2023-2029年中国光伏颗粒硅行业竞争格局及投资战略规划研究报告》。

本文采编:CY1265
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