多晶硅行业分析报告

1多晶硅行业分析报告协成硅业成本分析宁波杉杉股份有限公司产业投资管理部2011年10月2目录摘要----------------------------------------------------------------3一、多晶硅行业简介---------------------------------------------------3（一）多晶硅生产工艺-----------------------------------------------3（二）多晶硅电池与薄膜电池比较-------------------------------------5二、多晶硅供应与需求分析---------------------------------------------6（一）多晶硅需求分析-----------------------------------------------61、多晶硅需求受光伏行业政策影响--------------------------------62、世界各主要国家的太阳能产业政策和光伏需求--------------------9（二）多晶硅供应分析----------------------------------------------12（三）供需分析----------------------------------------------------15三、协成硅业与其它多晶硅厂商生产成本比较分析------------------------16(一)多晶硅行业各厂商成本---------------------------------------16（二）协成硅业与其它厂商具体成本构成分析-------------------------161、TCS--------------------------------------------------------172、电耗-------------------------------------------------------183、折旧-------------------------------------------------------184、其他费用---------------------------------------------------195、总成本比较-------------------------------------------------206、协成硅业成本小结-------------------------------------------203【摘要】1、多晶硅行业将从过去的卖方市场从2011年逐渐走向买方市场，2013年供需关系彻底扭转，并且产能可能将大大超过需求，预计明年价格降到50美元/公斤，甚至更低。2、多晶硅行业在供应超过需求后，主要以成本为王的竞争，基本没有其它差异化竞争手段。3、国际全球前10大厂商的产能经过扩产在2012底将基本满足需求，且成本将降到25美元/公斤以下，国内绝大多小厂商成本在40USD/KG以上，假如在2012年底前不降低到30USD/KG以下，基本会被淘汰出局。4、多晶硅行业的成本竞争主要体现技术和规模的竞争，属于技术壁垒较高，资本密集性行业，将属于赢者通吃的行业，08、09年底进入，10、11年投产的小厂商目前大多处于亏损状态，且有倒闭的。一、多晶硅基本介绍多晶硅的应用最早在半导体材料方面，例如芯片、光缆，近10年来才逐渐应用到光伏电池上。所以分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅，区别主要在硅的纯度上。目前硅的纯度主要用N级来表述，太阳能级多晶硅的纯度主要在6N-11N间（99.9999%-99.999999999%），电子级多晶硅主要在9N以上。半导体多晶硅一直以来都是高新技术材料，被欧美日所垄断。欧美日用几十年的电子级多晶硅提纯技术来发展太阳能级多晶硅，具有先天的技术优势。（一）硅在地球上分布很广，是含量第二的元素，含硅的矿物质构成地壳总质量的25.7%，主要有石英，沙子，岩石等，在地球上分布广，含量大，都是制取硅的良好的矿物质。它们主要以硅酸盐，二氧化硅等形式存在的。金属硅，又称工业硅或粗硅，一般指纯度在95%至99%的结晶硅。这种结晶硅是用石英砂在电炉中用碳还原而得。化学方程式SiO2+C=Si+CO2金属硅中所含主要杂质为铁、铝、钙三类金属元素，其它还包含微量磷等非金属元。太阳能级多晶硅制造的总体目的，在于将金属硅中所含铁、镁、钙等金属和非晶硅杂质从硅中分离，最后获得高纯度结晶态的硅晶体，即纯度需要6N（99.9999%）以上。多晶硅的生产工艺其实就是硅的提纯工艺。硅虽然很多，但高纯度硅却难以得到，金属硅需要经过相当复杂的工艺和技术才能提纯到太阳能级硅甚至电子级硅。目前主要通过西门子法、硅烷法或冶金法等方法提纯得到纯度为6N-9N的太阳能级多晶硅硅料。多晶硅硅料通过铸锭形成多晶硅锭，或者通4过拉晶形成单晶硅棒，然后切片制作成硅片，硅片再通过备制PN结等工序制作成晶硅太阳能电池。传统西门子法分为三个重要的环节：一是中间化合物三氯氢硅的合成，二是三氯氢硅的提纯，三是用氢还原三氯氢硅获得高纯多晶硅。改良西门子法在原有基础上增加了还原尾气干法回收系统和SiCl4氢化工艺，实现了闭路循环。改良西门子法是目前最为成熟的多晶硅生产方法，约80%的厂商采用该方法，生产成本大约在20-60美元/千克之间。物理法（冶金法）目前也是研发的重点，物理法将冶金硅单方向凝固去除金属杂质，用等离子溶解炉去除硼元素，电子束溶解炉去除磷和碳元素后生成太阳能级多晶硅。物理法在制造多晶硅过程中不使用昂贵的化学分解方法，因此成本只有改良西门子法的50%左右，单位成本在20美元/千克以下。但是，物理法目前技术还不成熟，提炼纯度以5N为主难以提高到6N，且光电转换效率衰减比较快。多晶硅硅料通过铸锭形成多晶硅锭，或者通过拉晶形成单晶硅棒，然后切片制作成硅片，硅片再通过备制PN结等工序制作成晶硅太阳能电池多晶硅有价值的产业链由“多晶硅-硅片-电池-组件-系统”五个环节组成，多晶硅为上游原材料环节，硅片、电池和组件为中游制造环节，系统为下游应用环节主要为光伏电站或光伏建筑做系统集成。多晶硅为光伏产业链中毛利率最高的环节，国内进入厂商最少，相对技术含量最高的环节。中国的光伏产业链一直存在“两头小，中间大”的问题，相对硅片组件的快速发展，多晶硅已经成为我国光伏产业链的瓶颈环节，高质量低成本的多晶硅一直受到市场的青睐，2010年我国有近一半的多晶硅来自于国外进口。5（二）多晶硅电池与薄膜电池比较太阳能光电转换电池主要分为两类，一类是晶体硅电池，包括单晶硅（sc-Si）、多晶硅（mc-Si）电池两种；另一类是薄膜电池，主要包括非晶硅电池（a-Si）、化合物电池（砷化镓GaAs、硫化镉CdS、硒铟铜CuInSe、碲化镉CdTe、铜铟镓硒CIGS），有机半导体电池等。多晶硅作为光伏电池的原材料虽然占据着80%的绝对市场份额，但和薄膜电池的技术路线之争远未结束，薄膜电池生产设备投资相比多晶硅还大得多，目前主要劣势是转换率低，大多薄膜电池原材料相对硅来说相当稀缺，且有些还有毒，有些生产技术复杂。总体上说晶硅电池未来一段时间还是光伏市场主流。多晶硅作为光伏行业重要材料将持续很长一短时间。薄膜电池新的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体电池材料不断出现，特别是三结砷化镓电池在CPV（聚光太阳能技术）中的应用，给未来的技术路线带来了不确定性。对于多晶硅行业来说，提高光电转换效率和发展低成本的多晶硅提纯技术至关重要。晶硅及薄膜电池历年装机容量变化数据来源：欧洲光伏工业协会（EPIA）目前三结砷化镓电池的光电转换效率达到35%-40%，CPV光伏电站系统成本降到每瓦3美元左右，对比晶体硅电池平均15%-17%的转化效率以及每瓦3.2美元（多晶硅价格为60美元时）的系统成本，已经成本方面有了一定程度的超越。但是CPV光伏电站的技术难度高，需要聚光系统、追日系统及冷却系统等多系统6的配合，国内很多环节还存在技术瓶颈，更为重要的是三结砷化镓电池的关键原材料锗和镓存在长期的供给短缺，据测算每年的锗供给只能支撑约4GW的CPV安装量，而锗作为铅锌矿中伴生的稀有金属，含量极其稀少，无法有效放大产能。目前来看，三结砷化镓电池受制于原材料供应和技术瓶颈还不具备大规模应用的条件。二、多晶硅供应与需求分析（一）需求分析1、多晶硅光伏为产业主要原材料，其需求主要受光伏发电产业发展的影响。在能源紧缺、节能减排的格局下，太阳能的安全、无污染和资源无限等优良属性注定了太阳能必将成为人类最渴望的能源。但光伏行业作为朝阳行业，发电成本在短期内难以同传统能源竞争。其前期发展主要依赖国家的政策扶持，引导装机需求。其中欧洲国家对光伏发电上网电价和投资的补贴直接影响这多晶硅的需求和价格。下面是2000年到2011年的多晶硅价格走势。7上面价格的波动基本上与德国、意大利等欧洲国家的光伏上网发电的政策补贴发布时间一致。过去10年，光伏市场获得了高速的增长，从2000年到2010年全球光伏累计装机容量年均复合增长38.81%，新增装机容量年均复合增长49.97%，到2010年底全球累积装机容量已达到37.9GW。2010年是全球光伏市场爆发性增长的一年，全球新增装机容量达到16GW，比2009年增长了122%，这主要由于2009年多晶硅价格大幅跳水至每公斤40~50美元左右促使光伏组件价格大幅回落，再加上欧洲主要国家优惠的上网电价补贴政策，使光伏电站的投资收益率不断攀升，吸引电站投资商蜂拥建设而致。全球光伏市场装机容量增长（MW）8从各国累积光伏装机容量看，德国占比45%，意大利占比12%，西班牙占比12%，捷克占比6%，欧洲各国的累积光伏装机容量几乎占到全球的80%。从2010年各国新增光伏装机容量看，德国44%排第一，意大利19%排第二，捷克8%排第三。可见目前欧洲仍是全球光伏产业的中心，特别是德国、意大利的变动将直接关系到短期全球光伏产业的表现，值得注意的是以中国、美国为代表的能耗大国将是未来光伏产业的潜在增长动力。92、主要国家光伏相关政策动向未来几年光伏需求仍由政策驱动。多晶硅的需求取决于下游光伏装机容量的需求，而光伏装机容量取决于安装光伏电站的成本收益关系。目前，世界范围内太阳能发电尚不具备大规模的经济性，需要各个国家出台政策扶植本国的光伏产业，包括设备补贴、上网电价补贴和税收优惠等政策。因此，在光伏发电还不具备经济性时，多晶硅的需求还主要取决于各国光伏政策的支持力度。短期来看，德国、意大利等欧洲国家的政策变动将对多晶硅的需求产生重大影响，同时以中国、美国为代表的能耗大国的政策也值得重点关注。德国上网电价下调符合预期，光伏需求短期将趋于平稳。2011年1月1日，德国根据EEG法案（RenewableEnergySourcesAct）将所有项目光伏上网电价下调13%，达到22-28欧分/千瓦时。之后，德国就2011年中期上网电价下调方案正式达成一致，电价下调幅度将依据2011年3月到5月的年化装机规模（总计装机容量乘以4）来确定。即2011年3月到5月的装机规模乘以4若超过3.5GW/4.5GW/5.5GW/6.5GW/7.5GW，则上网电价下调幅度分别为3%/6%/9%/12%/15%。此外，联邦太阳能协会还提出了到2020年德国太阳能产业的10发展目标是将太阳能发电量占总发电量的比例从目前的2%提高到至少10%，同时将成本至少削减一半。该调整方法虽然对德国光伏产业有所打击，但整体方案好于前期市场预期，只是把EEG法案规定的2012年初下调的浮动部分提前到2011年中期执行，没有增加新的下调，德国各方面对此反应也比较中性。由于中期调整法案将2011年7月1日执行，短期内引起了国内各电站投资商赶在电价调整前进行抢装的现象，多晶硅出现暂时的供不应求。我们认为2011年3月到5月的年化装机规模可能落在6-7.5GW的区间，基本与2010年装机