光伏降本的关键材料颗粒硅量产进程加速行业龙头效益不断增长

前言:此前介绍光伏行业相关内容时就提到过,光伏的降本问题是阻碍光伏行业进一步发展的障碍之一,实际上光伏降本的方式有很多,其中之一就是颗粒硅的大规模使用。光伏行业的需求不断增加是颗粒硅的不断发展的主要助推剂。

1.事件背景2.认识颗粒硅3.成本分析4.供给分析5.市场空间6.相关上市公司

近日,保利协鑫发布公告,子公司江苏中能硅业科技发展有限公司颗粒硅新增2万吨产能已于2021年10月底完成基建,经过严密设备测试及相关系统调试,于11月10日正式投产。颗粒硅产能的增加对于光伏降本来说无疑是一个好消息,此外也预示了颗粒硅行业的发展不断向好。

多晶硅是用来制备单晶硅棒或者多晶硅锭的原材料,是当前以硅基太阳电池为主导的光伏产业链的基础原料,属于光伏产业链的上游,而多晶硅原材料常见的类型就有棒状硅和颗粒硅。简单来说颗粒硅是上游原材料之一。颗粒硅作为光伏硅料环节新一代技术,具备更大的成本降低潜力,对光伏行业降低度电成本、在全球大范围推广从而实现“碳中和”至关重要。

据保利协鑫公告,当前颗粒硅生产成本较同等条件下的西门子法降低30%左右,而二线%左右,因此可大致推断协鑫颗粒硅成本较优秀西门子法低22%左右,大致在32元/kg(优秀西门子法在41元/kg)。

1.一方面,颗粒硅单位电力成本较西门子法低约7元/kg,是造成二者成本差距最主要的原因

颗粒硅单位成本中综合电耗较改良西门子法低70%:综合电耗为生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力。目前已实现的量产硅烷硫化床法的综合电耗普遍在18-20kwh/kg-Si(协鑫已降至18以下) ,较西门子法生产多晶硅的平均综合电耗 66.5 kWh/kg-Si低约70%。其中还原电耗低是造成硅烷硫化床法综合电耗低的主要原因。

颗粒硅生产线自动化水平较高,无需还原结束后的开炉、复投料生产等操作,人工成本更低。以20年协鑫四川乐山项目和四川永祥项目为例,颗粒硅每万吨需要80人,而西门子法每万吨需要155人。其中颗粒硅项目所需劳动人员数量较西门子法少50%。

3.此外,未来颗粒硅生产成本有望下降至25元/kg以下,还将低于西门子法成本

颗粒硅未来生产成本可达24元/kg:随着颗粒硅的能耗节约,生产设备进步,智能化生产水平提高,预期未来颗粒硅单位生产成本中的电耗将下降至10kwh/kg,蒸汽将下降至20kg/kg-Si,单位折旧随着规模扩大、capex的减少将下降至2元/kg,单位产量直接人工由于自动化+规模效应下降至0.8元/kg。

并且随着未来耗材和能源价格的变动,预期生产成本能够达到25元/kg以下。而目前西门子法的成本目标为20-30-40元/kg,即未来生产成本有望下降至30元/kg。从这个维度看,在未来较长一段时间范围内,两种技术的成本均会下降,而颗粒硅的生产成本还将低于西门子法。

供给端来看,保利协鑫徐州、乐山、包头项目将于近2年投产,专利壁垒将使行业维持以协鑫、天宏为主的较优竞争格局。

此前颗粒硅产能仅有保利协鑫的1万吨(11月10日新增2万吨投产,但预计尚未满产)和陕西天宏的1.8万吨,22年随协鑫徐州3万吨+乐山一期10万吨 +包头一期6万吨新增产能投产,预计22年国内颗粒硅有效产能可达9万吨。至22年底,全国颗粒硅产能有望达23.8万元/吨(协鑫22万吨+天宏1.8万吨),推动行业渗透率提升。

专利壁垒决定了颗粒硅行业短期将维持以协鑫、天宏为主的较优竞争格局。硅烷流化床工艺的技术难点主要存在于硅烷在流化床内加热分解制硅阶段,需解决粉尘、污染、加热和内衬等问题。目前的解决方案均已被REC(陕西天宏有授权)和协鑫(收购MEMC获得)申请专利,其他企业难以绕过上述专利进行量产。预计颗粒硅专利的保护期限是中期内颗粒硅良好竞争格局的决定性因素。

以2022年全球光伏装机量220GW+1.15倍容配比+每GW组件需硅料0.285万吨+颗粒硅掺杂比例占30%测算,颗粒硅潜在总市场规模约22万吨。同时随着未来颗粒硅生产技术和使用方法的进步,可以预期颗粒硅未来掺杂比例将有望提高到50%,若2022年达到则颗粒硅行业潜在总市场有望达到36万吨。

“十四五”期间,预计中国光伏行业年均新增装机有望达70-90GW,全球达222-287GW。未来行业对硅料产能需求将进一步加大,预计颗粒硅渗透率有望加速提升。

2020年国内和全球光伏新增装机量为48.2GW和130GW。在“十四五”期间,CPIA预计中国年均新增装机有望达70- 90GW,全球年均有望达222-287GW,远超目前水平,光伏行业硅料供需缺口急需解决。“十四五”期间,预计中国光伏行业年均新增装机有望达70-90GW,全球达222-287GW。未来行业对硅料产能需求将进一步加大,预计颗粒硅渗透率有望加速提升。

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