顆粒硅助力提效降碳布局長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)

1、 投資聚焦投資策略光伏產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵已從單一成本維度拓展至自動(dòng)化、低碳化，在未來(lái)地緣政治因素更加復(fù)雜的背景下，將共同決定一家光伏企業(yè)的盈利能力和綜合實(shí)力。針對(duì)多晶硅環(huán)節(jié)，我們建議從以下幾方面把握行業(yè)發(fā)展主線：從市場(chǎng)空間來(lái)看，預(yù)計(jì) 2025 年全球光伏級(jí)多晶硅需求有望達(dá)到 125.4 萬(wàn)噸，可支撐 420GW 光伏裝機(jī)，2022-25 年 CAGR 約 19%，行業(yè)維持景氣；從技術(shù)路線來(lái)看，2021 年改良西門(mén)子法市占率達(dá) 96.2%，硅烷流化床法憑借工藝優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)顯著更低的電耗和生產(chǎn)成本，是值得關(guān)注的下一代技術(shù)，我們預(yù)計(jì) 2025 年底硅烷流化床法顆粒硅產(chǎn)能有望達(dá)到 73.1 萬(wàn)噸，2022-2

2、5 年 CAGR 約 74%；從價(jià)格趨勢(shì)來(lái)看，短期內(nèi)多晶硅生產(chǎn)成本受到電力供需偏緊的影響，按照各企業(yè)規(guī)劃，預(yù)計(jì) 3Q22 國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)能新增投放 3.25 萬(wàn)噸/月，價(jià)格下行壓力增加，考慮到下游產(chǎn)能擴(kuò)張與需求支撐，我們預(yù)計(jì)多晶硅可能先經(jīng)歷階梯式降價(jià)，后面臨全面供過(guò)于求，預(yù)計(jì) 2025 年供需比 302%；從后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)看，硅烷流化床法具有自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)（生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)、顆粒硅流動(dòng)性好）和碳排放優(yōu)勢(shì)（生產(chǎn)電耗低、轉(zhuǎn)化效率高、反應(yīng)溫度低、原料易處理），在能源價(jià)格和碳排放成本上升的大趨勢(shì)下，硅烷流化床法有望提前鎖定未來(lái)綜合成本優(yōu)勢(shì)。建議關(guān)注顆粒硅技術(shù)領(lǐng)先的協(xié)鑫科技，以及積極采購(gòu)顆粒硅、應(yīng)用比例高的硅片企業(yè)T

3、CL 中環(huán)、隆基綠能、上機(jī)數(shù)控。根據(jù)我們的預(yù)測(cè)，2025 年全球顆粒硅產(chǎn)量占多晶硅總需求的比例僅 54.3%，說(shuō)明顆粒硅技術(shù)在壁壘高、擴(kuò)散慢的前提下，現(xiàn)有企業(yè)具備至少 3 年以上的窗口期進(jìn)行市場(chǎng)驗(yàn)證與品質(zhì)提升，有望享受存量替代的巨大空間、市場(chǎng)擴(kuò)容以及低生產(chǎn)成本帶來(lái)的超額利潤(rùn)。市場(chǎng)擔(dān)心當(dāng)前多晶硅處于價(jià)格高點(diǎn)，我們認(rèn)為，多晶硅行業(yè)的周期本質(zhì)更強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)成本的重要性，而先進(jìn)產(chǎn)能有望在周期變化中獲得超越行業(yè)平均的收益。顆粒硅可幫助下游硅片企業(yè)降本提效，積極布局、采購(gòu)、應(yīng)用顆粒硅的硅片企業(yè)有望占據(jù)先機(jī)。在拉棒過(guò)程中應(yīng)用顆粒硅可縮短裝料與化料時(shí)間、增加單爐熔料量，從而提高拉棒效率，是未來(lái)硅片企業(yè)降低非硅成

4、本、提高自動(dòng)化水平的重要途徑之一。目前，下游客戶中 TCL 科技（TCL 中環(huán)的大股東）與上機(jī)數(shù)控已參股協(xié)鑫科技的顆粒硅產(chǎn)能，TCL中環(huán)、隆基綠能分別與協(xié)鑫科技簽訂較大規(guī)模采購(gòu)長(zhǎng)單。我們預(yù)計(jì) 2023 年協(xié)鑫科技多晶硅總產(chǎn)量中顆粒硅占比約 69.5%，預(yù)計(jì)長(zhǎng)單客戶銷售結(jié)構(gòu)也將以顆粒硅為主。風(fēng)險(xiǎn)因素顆粒硅技術(shù)升級(jí)不及預(yù)期；多晶硅價(jià)格下行超預(yù)期；地緣政治影響光伏競(jìng)爭(zhēng)格局；全球光伏新增裝機(jī)規(guī)模不及預(yù)期；鈣鈦礦電池技術(shù)發(fā)展超預(yù)期。 多晶硅長(zhǎng)期趨勢(shì)研判簡(jiǎn)介：位于光伏上游，成本依賴電力多晶硅（即硅料）是以工業(yè)硅為原料，經(jīng)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)提純后達(dá)到一定純度的非金屬材料，硅元素含量在 99.9999%以上

5、。在光伏領(lǐng)域，多晶硅加工為硅片、電池、組件，最終應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，而晶硅組件在光伏裝機(jī)中占比約 97.5%，其余為薄膜組件等，因此多晶硅是光伏產(chǎn)業(yè)的重要上游。多晶硅具有以下特征：技術(shù)屬性：技術(shù)壁壘高，西門(mén)子法長(zhǎng)期占據(jù)主流，2021 年市占率達(dá) 95.9%，硅烷流化床法于 2019 年突破量產(chǎn)，后續(xù)市占率有望提升；產(chǎn)品屬性：產(chǎn)品高度同質(zhì)化，關(guān)鍵指標(biāo)是純度，市場(chǎng)上各企業(yè)單晶用料占比分布于 80%-100%之間；資產(chǎn)屬性：屬于資源型行業(yè)，投資門(mén)檻高（約 8 億元/萬(wàn)噸或 2.1 億元/GW），擴(kuò)產(chǎn)周期長(zhǎng)（12-18 個(gè)月），設(shè)備啟停難度大、需連續(xù)生產(chǎn)；成本屬性：過(guò)去，多晶硅產(chǎn)線的投資成本和能耗水平

6、隨規(guī)模效應(yīng)、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、技術(shù)進(jìn)步而逐年下降，因此新產(chǎn)能普遍競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，存在一定后發(fā)優(yōu)勢(shì)。圖 1：多晶硅處于光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游硅棒/硅錠/硅片多晶硅薄膜組件如鈣鈦礦、碲化鎘等晶硅組件晶硅電池集中式/分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)97.5%2.5%大全能源定增說(shuō)明書(shū)（2022），協(xié)鑫科技年報(bào)，電力是影響多晶硅生產(chǎn)成本的重要因素。由于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主線是降本，且多晶硅屬于高度同質(zhì)化的產(chǎn)品，生產(chǎn)成本決定了企業(yè)在下行周期的競(jìng)爭(zhēng)力。從多晶硅生產(chǎn)成本構(gòu)成來(lái)看，排名前三的分別是原料工業(yè)硅、電力、折舊，其中工業(yè)硅與多晶硅同屬于高能耗產(chǎn)業(yè)，因此工業(yè)硅的生產(chǎn)成本也受電力影響較大。在成本端工業(yè)用電價(jià)格上升、需求端具有持續(xù)降本訴求的趨

7、勢(shì)下，多晶硅行業(yè)面臨更高的成本控制要求。圖 2：改良西門(mén)子法成本拆分圖 3：硅烷流化床法成本拆分電工業(yè)硅蒸汽人工水其它折舊電工業(yè)硅蒸汽人工水其它折舊折舊16%電31%折舊18%電13%人工人工2%2%蒸汽6%工業(yè)硅43%工業(yè)硅53%通威股份公司公告，測(cè)算資料來(lái)源：協(xié)鑫科技公司公告，測(cè)算當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵：自動(dòng)化、低碳化復(fù)盤(pán)多晶硅行業(yè)歷史影響因素：不再依賴補(bǔ)貼政策刺激，地緣政治、供需錯(cuò)配、雙碳目標(biāo)仍持續(xù)。圖 4：多晶硅走勢(shì)及影響因素復(fù)盤(pán)依賴補(bǔ)貼政策地緣政治沖擊（如過(guò)去的雙反，當(dāng)前美國(guó)所謂的“強(qiáng)迫勞動(dòng)預(yù)防法案”，未來(lái)的碳關(guān)稅等）多晶硅供需錯(cuò)配（擴(kuò)產(chǎn)周期12-18個(gè)月）全球碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)2011年歐洲

8、搶裝達(dá)到高峰，補(bǔ)貼退坡后需求快速下降；2012年國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)能大幅釋放；2013年我國(guó)發(fā)布光伏上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展重心由歐洲轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)，我國(guó)裝機(jī)占比不斷提升2015年，中國(guó)推出光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈降本增效，同時(shí)國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張，導(dǎo)致價(jià)格保持穩(wěn)定2018年我國(guó)推出531政策，光伏裝機(jī)實(shí)行競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，補(bǔ)貼退坡后需求驟減；國(guó)內(nèi)企業(yè)降本壓力增大，加速光伏平價(jià)進(jìn)程2020年9月中國(guó)提出雙碳目標(biāo)，發(fā)電側(cè)向清潔能源轉(zhuǎn)型，光伏需求迎來(lái)快速增長(zhǎng)2012年歐美對(duì)我國(guó)光伏發(fā)起雙反2022年俄烏沖突推高歐洲能源價(jià)格，光伏平價(jià)優(yōu)勢(shì)凸顯806705604504033022011002011-07 2012-0

9、72013-07 2014-07 2015-07 2016-07 2017-0702018-07 2019-07 2020-07 2021-07光伏級(jí)多晶硅價(jià)格（美元/千克）協(xié)鑫科技股價(jià)（港元/股，右）Wind光伏補(bǔ)貼曾主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)波動(dòng)。光伏級(jí)多晶硅的需求來(lái)自下游裝機(jī)，而在發(fā)展之初，光伏發(fā)電成本遠(yuǎn)高于火電，光伏需求、供應(yīng)商利潤(rùn)與補(bǔ)貼強(qiáng)度密切相關(guān)，因此在這期間的多輪多晶硅價(jià)格上漲主要來(lái)自全球各地的政策推動(dòng)，如 2000 年德國(guó)頒布可再生能源法、2004年德國(guó)率先出臺(tái)光伏度電補(bǔ)貼、2007 年西班牙推出高額補(bǔ)貼、2013 年我國(guó)發(fā)布光伏上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)、2015 年推出光伏領(lǐng)跑者計(jì)劃。同時(shí)，財(cái)政負(fù)擔(dān)、金融

10、危機(jī)等因素導(dǎo)致的光伏補(bǔ)貼政策收縮，對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成了顯著的抑制作用。2018 年 5 月 31 日，我國(guó)推出關(guān)于 2018 年光伏發(fā)電有關(guān)事項(xiàng)的通知（簡(jiǎn)稱“531政策”），導(dǎo)致光伏行業(yè)部分地面電站指標(biāo)停發(fā)、分布式光伏規(guī)模受限、上網(wǎng)電價(jià)下調(diào)等，正式宣告補(bǔ)貼退坡開(kāi)始。2022 年，我國(guó)分布式光伏不再享受國(guó)家補(bǔ)貼，光伏平價(jià)時(shí)代正式開(kāi)啟。圖 5：我國(guó)光伏補(bǔ)貼退坡歷程中國(guó)政府網(wǎng)，地緣政治對(duì)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的影響不容忽視。2012 年，美國(guó)與歐洲相繼對(duì)我國(guó)光伏企業(yè)發(fā)起雙反調(diào)查（反傾銷反補(bǔ)貼），并最終征收 23%-254%的雙反稅，當(dāng)時(shí)歐美市場(chǎng)約占中國(guó)光伏產(chǎn)品出口份額的 90%。上述事件對(duì)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)造成了顯

11、著的影響，2013 年中國(guó)光伏電池對(duì)美國(guó)和歐洲的出口額分別下跌 48%和 71%，國(guó)內(nèi)超過(guò) 350 家光伏企業(yè)破產(chǎn)。以史為鑒，當(dāng)前中國(guó)光伏企業(yè)可能面臨的地緣政治風(fēng)險(xiǎn)包括美國(guó)所謂的“強(qiáng)迫勞動(dòng)預(yù)防法案”與歐盟的碳關(guān)稅（CBAM）。這里我們不討論政策本身的合理性，僅關(guān)注其對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的影響，可以發(fā)現(xiàn)前者針對(duì)的是生產(chǎn)過(guò)程中所謂的“人權(quán)問(wèn)題”，后者針對(duì)的是生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放水平。過(guò)去，我國(guó)光伏企業(yè)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的主要優(yōu)勢(shì)來(lái)源于低廉的能源與人力成本，從而實(shí)現(xiàn)光伏產(chǎn)業(yè)從海外向國(guó)內(nèi)的一次轉(zhuǎn)移；而美國(guó)所謂的“強(qiáng)迫勞動(dòng)預(yù)防法案”和歐盟的碳關(guān)稅則提出了新的競(jìng)爭(zhēng)框架，從這兩個(gè)維度，未來(lái)我國(guó)光伏企業(yè)的生產(chǎn)成本與競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

12、可能被重構(gòu)。表 1：中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)可能面臨的地緣政治風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素提出地區(qū)主要內(nèi)容對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的影響所謂的“維吾爾強(qiáng)迫勞動(dòng)預(yù)防法案” 美國(guó)（UFLPA）碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制歐盟（CBAM）2021 年 12 月 23 日，所謂的 UFLPA 正式生效，全面收緊了原產(chǎn)于中國(guó)新疆的產(chǎn)品和存在涉疆業(yè)務(wù)的產(chǎn)品對(duì)美出口的限制，對(duì)商品的供應(yīng)鏈?zhǔn)欠裆婕八^的“強(qiáng)迫勞動(dòng)”進(jìn)行全面的溯源審查，曾因此扣留多家中國(guó)光伏組件企業(yè)的產(chǎn)品首批覆蓋電力、鋼鐵、水泥、鋁、化肥領(lǐng)域，要求進(jìn)口或出口的高碳產(chǎn)品繳納或退還相應(yīng)的稅費(fèi)或碳配額，2023-25 年作為試點(diǎn)階段，2026 年之后進(jìn)口產(chǎn)品需為生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放支付費(fèi)用，且費(fèi)率逐年提

13、高1、中國(guó)涉疆光伏企業(yè)對(duì)美出口可能受到影響，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力或因地緣政治因素被削弱2、其它國(guó)家可能效仿美國(guó)的涉疆態(tài)度，出臺(tái)類似法案，進(jìn)一步對(duì)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)造成沖擊1、中國(guó)是光伏產(chǎn)品的主要出口國(guó)，原材料多晶硅生產(chǎn)的碳排放將影響終端產(chǎn)品出口時(shí)的碳成本，加速產(chǎn)業(yè)內(nèi)高能耗的落后產(chǎn)能出清2、由于碳關(guān)稅對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中電力碳排放的計(jì)量，是按照產(chǎn)地的能源結(jié)構(gòu)，因此同一地區(qū)不同企業(yè)的單位電力碳排放是相同的，關(guān)鍵差異在于電耗水平資料來(lái)源：美國(guó)海關(guān)邊境保護(hù)局官網(wǎng)，歐盟委員會(huì)官網(wǎng)，自動(dòng)化和低碳化是我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的必由之路。除了地緣政治因素之外，我國(guó)制造業(yè)本身也面臨勞動(dòng)、資源要素價(jià)格上升的趨勢(shì)，而東南亞等地區(qū)的成本優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)

14、。對(duì)此，“工業(yè) 4.0”指明了制造業(yè)轉(zhuǎn)型方向就是自動(dòng)化、智能化，中國(guó)企業(yè)在參與全球競(jìng)爭(zhēng)的古城中，在自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，要學(xué)習(xí)海外工廠的高效、高質(zhì)量、低成本和低污染，最終實(shí)現(xiàn)超越。對(duì)于中國(guó)光伏企業(yè)乃至廣義制造企業(yè)而言，自動(dòng)化一方面替代高維護(hù)成本、低產(chǎn)出價(jià)值的人工作業(yè)，降低生產(chǎn)成本，另一方面提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，為增加勞動(dòng)者的薪酬福利打下基礎(chǔ)。圖 6：光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩個(gè)重要趨勢(shì)繪制另外，在能源安全的警鐘下，碳經(jīng)濟(jì)正加速發(fā)展，企業(yè)應(yīng)提前布局低碳化。2021 年，我國(guó)推出全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)，通過(guò)市場(chǎng)化的手段激發(fā)企業(yè)減排的積極性，體現(xiàn)低碳企業(yè)的價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)碳交易定價(jià)相對(duì)較低，2022 年 7 月 29 日上

15、海成交均價(jià)約 60.5 元/噸。從全球角度來(lái)看，碳價(jià)格上升、碳定價(jià)制度完善是必然趨勢(shì)，根據(jù)世界銀行2022 碳定價(jià)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)報(bào)告，2021 年國(guó)際（不包括中國(guó)）碳收入達(dá) 840 億美元，同比增長(zhǎng) 171%，歐盟、瑞士、加利福尼亞等地區(qū)碳排放交易市場(chǎng)均創(chuàng)歷史最高價(jià)。根據(jù)世界銀行預(yù)測(cè)，2022-2030 年全球碳稅價(jià)格有望加速增長(zhǎng)。對(duì)于企業(yè)而言，碳排放成本在未來(lái)重要性會(huì)提升，因此提前布局低碳化是鎖定未來(lái)成本優(yōu)勢(shì)的重要途徑。圖 7：預(yù)計(jì) 2022-2030 年全球碳稅價(jià)格快速增長(zhǎng)世界銀行2022 碳定價(jià)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)（含預(yù)測(cè)）價(jià)格波動(dòng)推演：需求，產(chǎn)能，技術(shù)多晶硅周期的三個(gè)要素：需求，產(chǎn)能

16、，技術(shù)。多晶硅作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游，同時(shí)也是一個(gè)以中國(guó)企業(yè)為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，其對(duì)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性不言而喻。歷史上，多晶硅價(jià)格波動(dòng)幅度較大，我們認(rèn)為其背后的主要原因如下：首先是下游光伏裝機(jī)需求，政策驅(qū)動(dòng)期各國(guó)推出光伏補(bǔ)貼、2022 年俄烏沖突導(dǎo)致歐洲能源價(jià)格上漲，均顯著帶動(dòng)光伏需求擴(kuò)張，而 2008 年全球金融危機(jī)、2011 年歐洲光伏補(bǔ)貼退坡、2012 年歐美對(duì)我國(guó)光伏企業(yè)實(shí)施“雙反”政策、2018 年我國(guó)的“531”政策，則對(duì)光伏需求帶來(lái)了一定抑制作用；其次是多晶硅產(chǎn)能變化，在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，多晶硅環(huán)節(jié)具有重資產(chǎn)的特點(diǎn)，單位投資成本較高（以新特能源 2022 年規(guī)劃的 20 萬(wàn)噸項(xiàng)目為例，

17、每萬(wàn)噸投資成本約 8.8 億元），產(chǎn)能建設(shè)周期最長(zhǎng)（約 12-18 個(gè)月），因此多晶硅產(chǎn)業(yè)進(jìn)入壁壘相對(duì)更高，且企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)張對(duì)于價(jià)格波動(dòng)具有一定滯后性，加劇了行業(yè)的周期性；最后是多晶硅生產(chǎn)新技術(shù)，針對(duì)西門(mén)子法路線，尾氣回收系統(tǒng)的出現(xiàn)提高了物料使用率，冷氫化工藝替代熱氫化顯著降低能耗，多對(duì)棒和大直徑還原爐有效降低還原爐電耗，在降本增效的主要目標(biāo)下，技術(shù)更迭是影響企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。目前，具有低電耗優(yōu)勢(shì)的硅烷流化床法在順利實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后，發(fā)展?jié)摿φ鸩奖划a(chǎn)業(yè)所驗(yàn)證。圖 8：多晶硅價(jià)格漲跌邏輯推演繪制 多晶硅雙技術(shù)并存，顆粒硅優(yōu)勢(shì)顯著技術(shù)發(fā)展復(fù)盤(pán)：雙路線并存，海外向國(guó)內(nèi)改良西門(mén)子法與硅烷流化床法是兩種

18、多晶硅的化學(xué)提純方法。兩者均于 1950 年代問(wèn)世：西門(mén)子法于 1957 年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，在多種工藝路線中脫穎而出，成為多晶硅行業(yè)主流選擇，后經(jīng)過(guò)多次工藝改進(jìn)，主要圍繞尾氣回收再利用，最終演變?yōu)楫?dāng)前的第三代西門(mén)子法，也稱為改良西門(mén)子法；硅烷流化床法則發(fā)展稍慢，Ethyl 公司（后被 Sun Edison收購(gòu)）于 1987 年成功研制硅烷流化床法顆粒硅，但由于純度、成本等問(wèn)題，產(chǎn)能未能進(jìn)一步放大。硅烷流化床技術(shù)從海外流向國(guó)內(nèi)，技術(shù)突破迎來(lái)量產(chǎn)機(jī)遇。2013 年之前，Sun Edison和 REC 是全球唯二兩家可以利用硅烷流化床法量產(chǎn)顆粒硅的企業(yè)，然而經(jīng)歷了美中光伏貿(mào)易摩擦的影響，兩家企業(yè)受到

19、重創(chuàng)，Sun Edison 申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)，REC 關(guān)閉了美國(guó)工廠，海外顆粒硅技術(shù)陷入停滯。而此時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)或許已經(jīng)做好了準(zhǔn)備：協(xié)鑫科技自 2010 年開(kāi)始布局硅烷流化床工藝，2012 年成功產(chǎn)出合格的高純硅烷氣，其于 2016 年收購(gòu) Sun Edison 有關(guān)硅烷流化床、CCZ 連續(xù)直拉單晶的技術(shù)與資產(chǎn)；陜西有色于 2014 年與 REC成立合資公司天宏瑞科，引進(jìn)全套硅烷流化床法技術(shù)。經(jīng)過(guò)幾年的開(kāi)發(fā)調(diào)試，協(xié)鑫科技于 2019 年實(shí)現(xiàn)顆粒硅產(chǎn)線的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。圖 9：兩種技術(shù)路線發(fā)展歷程改良西門(mén)子法棒狀硅硅烷流化床法顆粒硅西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)利用氫氣還原三氯氫硅、在硅芯發(fā)熱體上沉積硅的工藝（即西門(mén)子法

20、），并于1957年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，后經(jīng)過(guò)三代改良，增加尾氣回收利用裝置并采用冷氫化替代熱氫化（即改良西門(mén)子法）19551956198019872000200420102011201220142015201720182019英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電訊實(shí)驗(yàn)所開(kāi)發(fā)利用硅烷熱分解制備多晶硅的方法美國(guó)UnonCarbde公司（REC前身）提出歧化法制備硅烷Ethyl公司（后被SunEdson收購(gòu)）成功研制顆粒硅REC成功研制第三代FBR-A型示范爐，產(chǎn)能150噸/年冷氫化法的專利保護(hù)限制失效REC顆粒硅總產(chǎn)能達(dá)到1.05萬(wàn)噸/年；協(xié)鑫科技開(kāi)始布局硅烷流化床工藝國(guó)內(nèi)突破冷氫化工藝，多晶硅制造由海外向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移REC成功研

21、發(fā)第三代FBR-B型反應(yīng)器，產(chǎn)能900噸/年；協(xié)鑫科技成功產(chǎn)出合格的高純度硅烷氣陜西有色與REC設(shè)立合資公司天宏瑞科，在榆林投資建設(shè)1.8萬(wàn)噸顆粒硅產(chǎn)能，但由于成本與品質(zhì)問(wèn)題，一直到2020年才逐漸投產(chǎn)REC關(guān)閉美國(guó)工廠，原因包括14年中國(guó)對(duì)美國(guó)多晶硅雙反、顆粒硅品質(zhì)難以提升、資本開(kāi)支/折舊高/連續(xù)生產(chǎn)能力存疑，海外顆粒硅技術(shù)陷入停滯協(xié)鑫收購(gòu)美國(guó)SunEdson的硅烷流化床和CCZ技術(shù)資產(chǎn)包，獲得相關(guān)專利1481項(xiàng)亞洲硅業(yè)試驗(yàn)用三氯氫硅作為原料生產(chǎn)顆粒硅協(xié)鑫實(shí)現(xiàn)顆粒硅產(chǎn)線長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，顆粒硅產(chǎn)品初步達(dá)到單晶料使用標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)代多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展概論（王世江），兩種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介改良西門(mén)子法 ： 西門(mén)子法的

22、核心在于化學(xué)沉積技術(shù)（ CVD, Chemical VaporDeposition），在還原爐中，將硅芯加熱到一定溫度，然后將預(yù)熱后的原料氣體注入還原爐中，在硅芯上發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的高純硅沉積在硅芯上。反應(yīng)副產(chǎn)物從底部排出，經(jīng)回收、分離、提純后重新返回生產(chǎn)工序。當(dāng)硅芯生長(zhǎng)至一定尺寸后，需停爐取出棒狀硅，送入后續(xù)破碎步驟。從西門(mén)子法發(fā)展歷史來(lái)看，其“改良”主要體現(xiàn)在副產(chǎn)物回收利用、冷氫化替代熱氫化，從而降低生產(chǎn)能耗與成本。三氯氫硅西門(mén)子法是光伏領(lǐng)域主流。根據(jù)生產(chǎn)原料的不同，改良西門(mén)子法還可以細(xì)分出多條技術(shù)路線，包括三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅、硅烷等。在光伏領(lǐng)域，以三氯氫硅為原料、氫氣為還原劑的

23、工藝路線由于純度和生產(chǎn)成本的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前的主流，因此下文改良西門(mén)子法特指三氯氫硅西門(mén)子法；而其它技術(shù)路線也有不同特點(diǎn)，如硅烷西門(mén)子法由于純度和致密性更高，一般應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的區(qū)熔硅片。圖 10：改良西門(mén)子法示意圖REC 官網(wǎng)圖 11：改良西門(mén)子法生產(chǎn)的棒狀硅致密料產(chǎn)品形態(tài)新特能源官網(wǎng)硅烷流化床法：是指利用甲硅烷（SiH4）熱分解，在流化床反應(yīng)器（Fluidized Bed Reactor）中進(jìn)行的技術(shù)路線。具體來(lái)看，作為晶種的高純度籽晶（直徑約 0.2-0.6mm）從流化床反應(yīng)器頂部加入，堆積形成晶種顆粒床層，硅烷和氫氣從反應(yīng)器底部通入，使床層達(dá)到流化狀態(tài)，在外部加熱器的作用下，硅烷裂解

24、沉積在籽晶表面，籽晶顆粒不斷外延生產(chǎn)，達(dá)到足夠重量的顆粒硅沉降到反應(yīng)器底部排出。生產(chǎn)過(guò)程中，固體反應(yīng)物自上而下移動(dòng)，氣體反應(yīng)物自下而上流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不間斷的連續(xù)生產(chǎn)。圖 12：硅烷流化床法示意圖太陽(yáng)能級(jí)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望（龍桂花、吳彬、韓松、丘克強(qiáng)）圖 13：硅烷流化床法生產(chǎn)的顆粒硅產(chǎn)品形態(tài)協(xié)鑫科技官網(wǎng)顆粒硅的自動(dòng)化、低碳化優(yōu)勢(shì)改良西門(mén)子法降電耗近瓶頸，硅烷流化床法優(yōu)勢(shì)明顯。過(guò)去，改良西門(mén)子法通過(guò)改進(jìn)物料循環(huán)體系、增強(qiáng)能量回收利用顯著降低生產(chǎn)過(guò)程綜合電耗，從而實(shí)現(xiàn)降本。根據(jù) CPIA數(shù)據(jù)，2021 年以改良西門(mén)子法為主導(dǎo)的多晶硅生產(chǎn)平均綜合電耗已降至 63kWh/kg-Si，相 較于

25、2010 年的水平已下降62.9%。其中，三氯氫硅還原環(huán)節(jié)電耗達(dá)46 kWh/kg-Si，占73.0%，是高能耗的主要原因，且未來(lái)進(jìn)一步下降空間有限。CPIA 預(yù)計(jì) 2030 年改良西門(mén)子法綜合電耗有望降至 55 kWh/kg-Si，換言之，未來(lái)下降空間僅 12.7%。而根據(jù)協(xié)鑫科技 2021 年報(bào)披露，其硅烷流化床法綜合電耗僅 14.8 kWh/kg-Si，相較于當(dāng)前主流水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。硅烷流化床法得益于該工藝先天具有的低能耗優(yōu)勢(shì)，或?qū)⒊蔀橄乱淮邆涑杀緝?yōu)勢(shì)的技術(shù)選擇。圖 14：改良西門(mén)子法電耗下降空間有限改良西門(mén)子法綜合電耗(kWh/kg-Si)當(dāng)前硅烷流化床法綜合電耗僅14.8kWh/

26、kg-Si1801601401201008060402002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 2023E 2025E 2027E 2030ECPIA（含預(yù)測(cè)），協(xié)鑫科技公告，顆粒硅的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)、人工參與少，且球狀形態(tài)便于下游拉棒企業(yè)自動(dòng)化運(yùn)輸與裝料。改良西門(mén)子法在一爐硅棒長(zhǎng)成后，需斷電斷氣降溫出爐，手動(dòng)移出棒狀硅后才能進(jìn)行下一輪生產(chǎn)；而還原爐產(chǎn)出的產(chǎn)品形態(tài)為直徑 130mm、長(zhǎng)度 2.5m 的棒狀硅，經(jīng)破碎后的致密料尺寸約 50-100mm，進(jìn)一步破碎的復(fù)投料尺寸約 8-50mm，

27、因此西門(mén)子法的產(chǎn)品從出爐到可用的狀態(tài)，需經(jīng)歷人工截?cái)?、破碎、分選等步驟。從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，改良西門(mén)子法屬于間斷反應(yīng)，人工介入程度高。而在硅烷流化床法中，籽晶長(zhǎng)大到一定程度后，會(huì)因?yàn)橹亓Φ袈涫占瑥亩懦隽骰?，同時(shí)反應(yīng)物硅烷氣通過(guò)噴嘴持續(xù)注入，實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)；產(chǎn)出的顆粒硅產(chǎn)品為直徑 1-3mm 的球形，可直接用于單晶硅棒拉制。對(duì)于下游拉棒企業(yè)而言，由于顆粒硅產(chǎn)品流動(dòng)性更好，可以通過(guò)自動(dòng)材料運(yùn)輸、坩堝裝填、重新加料等方式，提高下游硅片企業(yè)的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。顆粒硅廠商與拉棒廠商合作，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化從顆粒硅產(chǎn)出到運(yùn)輸、裝料的過(guò)程。圖 15：硅烷流化床法顆粒硅具有自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)亞洲硅業(yè)、天宏瑞科、REC

28、 官網(wǎng)，顆粒硅的低碳化優(yōu)勢(shì)來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)化效率高、反應(yīng)溫度低、原料易處理。硅烷流化床法生產(chǎn)顆粒硅的原料是甲硅烷，與三氯氫硅相比，甲硅烷的熱穩(wěn)定性差，受熱易于分解，因此帶來(lái)兩個(gè)好處：（a）硅烷流化床法一次轉(zhuǎn)化率高達(dá) 98%，而西門(mén)子法僅 10-12%；流化床內(nèi)操作溫度約 600-800，顯著低于西門(mén)子法的 1150。另外，兩種方法的生產(chǎn)過(guò)程中均涉及氯硅烷等雜質(zhì)，甲硅烷與氯硅烷的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)差異更大，因此易于分離，而三氯氫硅分離難度更高，導(dǎo)致西門(mén)子法需要更復(fù)雜的精餾系統(tǒng)，并造成更高的能耗。表 2：改良西門(mén)子法與硅烷流化床法生產(chǎn)特征對(duì)比改良西門(mén)子法硅烷流化床法關(guān)鍵原料三氯氫硅 SiHCl3硅烷 Si

29、H4產(chǎn)品尺寸塊狀料 50-100mm顆粒硅 1-3mm反應(yīng)溫度1050600-800單程轉(zhuǎn)化率10-12%99%生產(chǎn)連續(xù)性間斷反應(yīng)，100-120 小時(shí)/次連續(xù)反應(yīng)副產(chǎn)物/環(huán)境友好度氯化氫、四氯化硅/污染氫氣/基本無(wú)害停產(chǎn)檢修周期1 次/年2 次/年資料來(lái)源：協(xié)鑫科技公告，據(jù)我們測(cè)算，顆粒硅創(chuàng)造的碳收益達(dá) 2.04-11.56 元/kg-Si。2021 年，協(xié)鑫科技獲得法國(guó)環(huán)境與能源控制署頒發(fā)的碳足跡證書(shū)，證明公司顆粒硅產(chǎn)品的碳足跡僅為37kg-CO2/kg-S（i 千克二氧化碳當(dāng)量/千克硅），此前全球最低記錄為德國(guó)Wacker 的57.56，而改良西門(mén)子法棒狀硅平均約 71。以下分為保守和樂(lè)

30、觀兩個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行測(cè)算。保守場(chǎng)景：按照我國(guó)目前碳交易價(jià)格，假設(shè)單位成本為 0.06 元/ kg-CO2。樂(lè)觀場(chǎng)景：2021 年歐洲碳稅高達(dá) 50 歐元/噸（折合人民幣 0.34 元/ kg-CO2），據(jù)此進(jìn)行假設(shè)。測(cè)算結(jié)果顯示，硅烷流化床法顆粒硅相較于改良西門(mén)子法棒狀硅在保守和樂(lè)觀場(chǎng)景下分別具有 2.04 和 11.56 元/kg-Si 的潛在碳收益。未來(lái)隨著碳價(jià)格進(jìn)一步提高、碳邊境稅等政策落地，預(yù)計(jì)顆粒硅生產(chǎn)的碳減排優(yōu)勢(shì)將更直接地體現(xiàn)在企業(yè)利潤(rùn)中。表 3：顆粒硅的碳收益測(cè)算改良西門(mén)子法棒狀硅硅烷流化床法顆粒硅差異（碳減排價(jià)值）碳足跡（kg-CO2/kg-Si）7137保守場(chǎng)景：采用國(guó)內(nèi)碳交易價(jià)格

31、 0.06 元/ kg-CO2碳成本（元/kg-Si）4.262.222.04樂(lè)觀場(chǎng)景：采用歐盟碳稅 0.34 元/ kg-CO2碳成本（元/kg-Si）24.1412.58 11.56資料來(lái)源：協(xié)鑫科技2021 環(huán)境、社會(huì)及管治報(bào)告，測(cè)算 多晶硅空間廣闊，顆粒硅大有可為多晶硅需求：預(yù)計(jì) 2022-25 年 CAGR 為 19%預(yù)計(jì) 2025 年全球光伏級(jí)多晶硅總需求達(dá) 125.4 萬(wàn)噸，2022-25 年 CAGR 為 19%。測(cè)算公式可簡(jiǎn)化為：光伏級(jí)多晶硅需求=晶硅組件需求量組件硅耗從核心變量來(lái)看，晶硅組件需求量與新增光伏裝機(jī)、容配比正相關(guān)；組件硅耗與硅片厚度、拉棒損耗、金剛線直徑正相關(guān)，

32、與切片良率、電池良率、電池轉(zhuǎn)換效率、組件封裝損失負(fù)相關(guān)。總的來(lái)看，晶硅組件需求量逐年快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì) 2022-25 年 CAGR 為 24%；受益于電池轉(zhuǎn)化效率提升以及各環(huán)節(jié)工藝改進(jìn)，我們預(yù)計(jì)組件硅耗有望逐年下降，從 2022年 2.64g/W 的水平下降至 2025 年 2.33g/W。圖 16：多晶硅市場(chǎng)空間測(cè)算邏輯關(guān)鍵影響因素晶硅組件需求量全球新增光伏裝機(jī)容配比光伏需求 硅密度外生硅片厚度金剛線直徑硅片環(huán)節(jié)拉棒損耗切片良率光伏級(jí)多晶硅需求組件硅耗硅片減薄 金剛線直徑細(xì)化 電池良率電池轉(zhuǎn)換效率電池環(huán)節(jié)電池轉(zhuǎn)化效率提升 組件封裝損失CTM組件環(huán)節(jié)繪制關(guān)鍵假設(shè)如下：全球新增光伏裝機(jī)：考慮到 2

33、022 年 1-6 月國(guó)內(nèi)新增光伏裝機(jī) 30.88GW，同比增長(zhǎng) 137.4%，組件出口 63.4GW，同比增長(zhǎng) 102%，兌現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。我們假設(shè) 2022-25 年全球光伏年新增裝機(jī)規(guī)模分別為 230/300/360/420GW。容配比：容配比是指光伏電站中組件標(biāo)稱直流功率占逆變器交流輸出功率的比例，考慮到電站所在地的太陽(yáng)能資源、地形、組件安裝傾角、支架類型等因素，適當(dāng)增加光伏組件的容量，可以提高電站設(shè)備的利用率。目前國(guó)內(nèi)光伏電站的容配比一般為 1.2:1.0。2020年，我國(guó)光伏電站設(shè)計(jì)新規(guī)放寬容配比上限，/類地區(qū)分別為 1.2/1.4/1.8；根據(jù)采樣數(shù)據(jù)測(cè)算，為了實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電度電成本（

34、LCOE）最低，/類地區(qū)的最佳容配比參考值分別為 1.3/1.5/1.6。在土地資源日益緊缺的背景下，全球光伏新增裝機(jī)中，分布式光伏重要性逐步提升，而分布式光伏一般選址靠近電力消納地，光照資源相對(duì)普通，因此容配比要求提升。我們預(yù)計(jì)全球光伏新增裝機(jī)容配比或?qū)⒊掷m(xù)上升，假設(shè) 2022-25 年容配比分別為 1.22/1.24/1.26/1.28。硅片厚度、切片良率、電池良率、電池效率：不同電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有所不同。例如，HJT 電池具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以降低電池制造過(guò)程中的機(jī)械應(yīng)力和碎片率，并且采用 200以下的低溫工藝，因此更適宜硅片減薄，良品率也更高；TOPCon 與 HJT 電池采用N 型摻磷

35、硅片，由于磷在硅中的分凝系數(shù)（約 0.35）低于硼（約 0.8），因此 N 型硅片更難控制元素分布均勻性，導(dǎo)致切片良率相對(duì)較低，同時(shí)由于 N 型硅片的延展性更好，我們預(yù)計(jì)其減薄速度或?qū)⒖煊?P 型硅片。因此，針對(duì)這四個(gè)變量，我們采用 PERC、TOPCon、HJT 電池市場(chǎng)占比情況，分別對(duì)其進(jìn)行加權(quán)，從而反映電池技術(shù)更迭對(duì)多晶硅需求的影響。其中，各類電池市占率、轉(zhuǎn)化效率、硅片厚度主要來(lái)自 CPIA 預(yù)測(cè)，各類電池良率及硅片良率主要由我們根據(jù)各公司公告和各公司在投資者關(guān)系平臺(tái)上的回復(fù)進(jìn)行假設(shè)而來(lái)。總的來(lái)看，N 型 TOPCon 與 HJT電池憑借轉(zhuǎn)化效率更高的優(yōu)勢(shì)，市占率有望逐步提升，且 202

36、2 年 TOPCon 電池產(chǎn)能落地速度更快、規(guī)模更大。表 4：硅片厚度/切片良率/電池良率/電池效率相關(guān)假設(shè)匯總2021A2022E2023E2024E2025E各類電池市占率P-PERC91.5%83.3%73.3%67.1%60.9%N-TOPCon1.8%8.8%15.2%17.6%20.0%N-HJT0.9%4.2%7.9%11.7%15.5%其它5.8%3.6%3.6%3.6%3.6%各類電池轉(zhuǎn)化效率P-PERC23.1%23.3%23.5%23.6%23.7%N-TOPCon24.0%24.3%24.6%24.8%24.9%N-HJT24.2%24.6%25.0%25.2%25.3

37、%各類電池硅片厚度P-PERC170165159157154N-TOPCon165160155150145N-HJT1501401301251202021A2022E2023E2024E2025E各類電池良率P-PERC98%98%98%98%98%N-TOPCon94%94%94%94%94%N-HJT95%95%95%95%95%各類硅片良率P 型97.0%97.0%97.0%97.0%97.0%N 型93.0%93.0%93.5%93.5%93.5%CPIA（含預(yù)測(cè)），預(yù)測(cè) 注：除了 PERC、TOPCon、HJT，其它單晶電池包括傳統(tǒng)的 BSF 和先進(jìn)的 IBC 等，但由于市場(chǎng)占比不高

38、或技術(shù)尚不成熟，我們?cè)跍y(cè)算時(shí)假設(shè)這一部分的平均屬性與P-PERC 電池相同金剛線直徑與磨料損耗：切片環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)硅棒造成一定磨損，切削損耗量與金剛線母線直徑、研磨介質(zhì)粒度相關(guān)。針對(duì)金剛線直徑，在細(xì)線化趨勢(shì)下，鎢絲有望逐步替代高碳鋼絲線，可有效降低鋸縫，提升單位硅棒出片量，根據(jù) CPIA 預(yù)測(cè)，2025 年應(yīng)用于單晶硅棒的金剛線母線直徑有望下降至 36 微米，我們假設(shè) 2022-25 年金剛線直徑分別為40/37/36.5/36 微米；針對(duì)磨料損耗，由于金剛石顆粒磨損約 20 微米，我們假設(shè) 2022-25年維持這一水平。拉棒損耗：拉棒損耗主要來(lái)自清洗、破碎、切方環(huán)節(jié)，2021 年行業(yè)平均水平約 1

39、.066 kg/kg，未來(lái)下降空間有限，根據(jù) CPIA 預(yù)測(cè)，通過(guò)降低鍋底料比例等方法，逐步改進(jìn)拉棒與機(jī)加環(huán)節(jié)的工藝，拉棒損耗有望進(jìn)一步下降，我們假設(shè) 2022-25 年拉棒損耗分別為1.058/1.053/1.051/1.049。組件封裝損失：組件封裝損失（CTM）是指組件輸出功率占電池片功率總和的比例，與電池產(chǎn)品的一致性與組件生產(chǎn)工藝有關(guān)。根據(jù) CPIA 預(yù)測(cè)，2021-25 年單晶電池組件封裝損失有望從 98.5%小幅提升至 99%。我們假設(shè) 2022-25 年組件封裝損失分別為98.7%/98.8%/98.9%/99.0%。表 5：光伏用多晶硅需求測(cè)算單位2021A2022E2023E

40、2024E2025E全球新增光伏裝機(jī)GW175230300360420容配比W/W1.201.221.241.261.28組件需求量GW210281372454538yoy34%33%22%19%硅密度g/cm32.432.432.432.432.43硅片厚度m169163156152147金剛線直徑m43403736.536磨料損耗m2020202020硅料利用率73%73%73%73%72%拉棒損耗kg/kg1.0661.0581.0531.0511.049切片良率97%96%96%96%96%電池良率98%98%97%97%97%電池轉(zhuǎn)換效率23.1%23.4%23.8%24.0%24.

41、2%電池硅耗g/W2.752.602.452.382.31組件封裝損失CTMW/W98.5%98.7%98.8%98.9%99.0%組件硅耗g/W2.792.642.482.412.33光伏用多晶硅需求萬(wàn)噸58.573.992.4109.3125.4yoy26%25%18%15%CPIA（含預(yù)測(cè)），不同太陽(yáng)能資源區(qū)不同容配比對(duì)光伏電站發(fā)電量影響的研究（馬慶虎、劉玉宏、李永泉等），測(cè)算敏感性分析：從技術(shù)趨勢(shì)來(lái)看，光伏產(chǎn)業(yè)為了實(shí)現(xiàn)降本的目的，硅片減薄、電池轉(zhuǎn)化效率提升、金剛線直徑細(xì)化是未來(lái)發(fā)展的三大重要趨勢(shì)，均有助于組件硅耗下降，進(jìn)而抑制多晶硅需求增速。因此保持其余假設(shè)不變，我們圍繞硅片厚度、金剛

42、線直徑、電池轉(zhuǎn)換效率這三個(gè)關(guān)鍵變量，兩兩進(jìn)行敏感性分析。表 6：2022-25 年多晶硅需求 CAGR 與硅片厚度、電池轉(zhuǎn)化效率的敏感性分析電池轉(zhuǎn)化效率2022-25 年多晶硅需求 CAGR23.8%24.0%24.2%24.4%24.8%25.0%硅片厚度（m）15020.5%20.1%19.8%19.5%18.8%18.5%14719.9%19.6%19.2%18.9%18.3%17.9%14419.3%19.0%18.6%18.3%17.7%17.4%14118.7%18.4%18.0%17.7%17.1%16.8%13818.1%17.8%17.4%17.1%16.5%16.2%135

43、17.5%17.2%16.8%16.5%15.9%15.6%資料來(lái)源：測(cè)算表 7：2022-25 年多晶硅需求 CAGR 與金剛線直徑、電池轉(zhuǎn)化效率的敏感性分析電池轉(zhuǎn)化效率2022-25 年多晶硅需求 CAGR23.8%24.0%24.2%24.4%24.8%25.0%金剛線直徑（m）3820.3%19.9%19.6%19.3%18.6%18.3%3720.1%19.7%19.4%19.1%18.4%18.1%3619.9%19.6%19.2%18.9%18.3%17.9%3519.7%19.4%19.0%18.7%18.1%17.7%3419.5%19.2%18.8%18.5%17.9%17

44、.5%3319.3%19.0%18.6%18.3%17.7%17.4%資料來(lái)源：測(cè)算表 8：2022-25 年多晶硅需求 CAGR 與金剛線直徑、硅片厚度的敏感性分析硅片厚度（m）2022-25 年多晶硅需求 CAGR150147144141138135金剛線直徑（m）3820.2%19.6%19.1%18.5%17.9%17.3%3720.0%19.4%18.9%18.3%17.7%17.1%3619.8%19.3%18.7%18.1%17.5%16.9%3519.6%19.1%18.5%17.9%17.3%16.7%3419.4%18.9%18.3%17.7%17.1%16.4%3319.

45、3%18.7%18.1%17.5%16.9%16.2%資料來(lái)源：測(cè)算多晶硅供給：預(yù)計(jì) 2022-25 年 CAGR 為 60%光伏是多晶硅的重要下游，中國(guó)企業(yè)是多晶硅的主要生產(chǎn)者。根據(jù)中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)硅業(yè)分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021 年全球多晶硅產(chǎn)量達(dá) 63.1 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 20.2%，其中光伏領(lǐng)域消耗多晶硅 61.4 萬(wàn)噸，占比 97.3%；中國(guó)多晶硅企 業(yè)產(chǎn)量達(dá) 49.0 萬(wàn)噸，占比 77.7%，同比增長(zhǎng) 2.2pcts。雖然我國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)相對(duì)海外起步較晚，2007 年才開(kāi)始規(guī)?；a(chǎn)，但是憑借較低的能源和生產(chǎn)成本，以及持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)持續(xù)擴(kuò)大，自 2011 年開(kāi)始我國(guó)多晶硅

46、產(chǎn)量位居全球首位。圖 17：我國(guó)多晶硅產(chǎn)量占比逐年升高全球多晶硅產(chǎn)量（萬(wàn)噸）中國(guó)多晶硅產(chǎn)量(萬(wàn)噸）全球yoy中國(guó)占比7060504030201002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021100%80%60%40%20%0%-20%CPIA，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)硅業(yè)分會(huì)，2022-25 年全球光伏級(jí)多晶硅產(chǎn)能快速增長(zhǎng)。根據(jù)各企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃，我們統(tǒng)計(jì)得到，2022/2025 年底全球多晶硅產(chǎn)能（滿產(chǎn)口徑）將分別達(dá)到 119.1 萬(wàn)噸和 422.7 萬(wàn)噸，CAGR達(dá) 53%。受到近兩年多晶硅環(huán)節(jié)超額利潤(rùn)吸引，企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)意愿強(qiáng)烈

47、。由于多晶硅建設(shè)周期約 12-18 個(gè)月，因此大批產(chǎn)能于 2023-24 年集中落地。目前未開(kāi)工的規(guī)劃產(chǎn)能在后續(xù)落地過(guò)程中存在不確定性，因此估算的多晶硅產(chǎn)能僅供參考。圖 18：2022-25 年全球光伏級(jí)多晶硅產(chǎn)能快速增長(zhǎng)期末多晶硅產(chǎn)能（萬(wàn)噸，滿產(chǎn)口徑）422.7335.7201.1160.1188.1119.1140.165.373.883.086.0450400350300250200150100500各公司公告，預(yù)測(cè)光伏級(jí)多晶硅行業(yè)供過(guò)于求趨勢(shì)明顯。為了衡量 2022-25 年各年份有效產(chǎn)能，我們對(duì)年初與年末產(chǎn)能取平均進(jìn)行簡(jiǎn)單估算，并與上文測(cè)算所得多晶硅需求作比較，結(jié)果顯示2022-25

48、 年全球多晶硅有效產(chǎn)能 CAGR 為 60%，供需比從 125%上升至 302%，新進(jìn)產(chǎn)能投入導(dǎo)致供需錯(cuò)配走向另一個(gè)極端，多晶硅供過(guò)于求壓力上升。表 9：2022-25 年光伏級(jí)多晶硅供過(guò)于求趨勢(shì)明顯（萬(wàn)噸）2022E2023E2024E2025E有效產(chǎn)能92.2160.1268.4379.2需求73.992.4109.3125.4有效產(chǎn)能/需求125%173%245%302%各公司公告，測(cè)算顆粒硅供給：預(yù)計(jì) 2025 年占總需求 48.7%-64.7%目前僅有 3 家硅烷流化床法量產(chǎn)企業(yè)，技術(shù)壁壘高。分別是協(xié)鑫科技（收購(gòu) SunEdison相關(guān)技術(shù)）、REC、天宏瑞科（全稱“陜西有色天宏瑞科

49、硅材料有限責(zé)任公司”）。其中，協(xié)鑫科技現(xiàn)有江蘇徐州 6 萬(wàn)噸硅烷流化床法顆粒硅產(chǎn)能，7m22 新投產(chǎn)樂(lè)山 10 萬(wàn)噸項(xiàng)目，已公告的擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目還包括包頭 30 萬(wàn)噸與呼和浩特 10 萬(wàn)噸；REC 入局較早，但其位于美國(guó)摩西湖的 1.8 萬(wàn)噸產(chǎn)能于 2019 年停產(chǎn)，現(xiàn)規(guī)劃于 4Q23 恢復(fù)生產(chǎn)、2024 年達(dá)到滿產(chǎn)；天宏瑞科的技術(shù)來(lái)源于股東 REC，其現(xiàn)有榆林 1.8 萬(wàn)噸產(chǎn)能，并規(guī)劃新建 8 萬(wàn)噸。另外，中來(lái)股份、亞洲硅業(yè)等企業(yè)也宣布布局研發(fā)硅烷流化床法技術(shù)路線。圖 19：顆粒硅技術(shù)布局者各公司公告，預(yù)計(jì) 2025 年底全球顆粒硅產(chǎn)能達(dá) 73.1 萬(wàn)噸，其中協(xié)鑫科技占 83%。根據(jù)各公司已公告的

50、顆粒硅擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，我們預(yù)計(jì) 2022-25 年全球顆粒硅產(chǎn)能 CAGR 達(dá) 74%，主要由量產(chǎn)技術(shù)成熟的協(xié)鑫科技所貢獻(xiàn)。目前未開(kāi)工的規(guī)劃產(chǎn)能在后續(xù)落地過(guò)程中存在不確定性，因此估算的顆粒硅產(chǎn)能僅供參考。表 10：2021-25 年硅烷流化床法顆粒硅年末產(chǎn)能（萬(wàn)噸）2021A2022E2023E2024E2025E協(xié)鑫科技2122950.560.5徐州26910.510.5樂(lè)山6101010包頭102030呼和浩特1010REC0001.81.8天宏瑞科1.81.89.89.89.8中來(lái)股份00011合計(jì)3.813.838.863.173.1資料來(lái)源：各公司公告，預(yù)測(cè)以上述分析作為中性預(yù)測(cè)，分別設(shè)立

51、保守與樂(lè)觀場(chǎng)景，假設(shè)年有效產(chǎn)能為年初與年末產(chǎn)能的平均值，測(cè)算 2022-25 年顆粒硅產(chǎn)量（有效產(chǎn)能）占多晶硅總需求的比：保守場(chǎng)景：假設(shè)協(xié)鑫科技包頭二期與三期項(xiàng)目、天宏瑞科 8 萬(wàn)噸項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度稍慢，導(dǎo)致 2023-25 年顆粒硅有效產(chǎn)能較中性場(chǎng)景有所下降。中性場(chǎng)景：根據(jù)現(xiàn)有顆粒硅企業(yè)已公布的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃測(cè)算。樂(lè)觀場(chǎng)景：考慮到多晶硅建設(shè)周期約 12-18 個(gè)月（廠房基建周期造成部分差異），后續(xù)顆粒硅企業(yè)仍有可能進(jìn)一步公告擴(kuò)張，假設(shè)協(xié)鑫科技 2025 年底產(chǎn)能增加 20 萬(wàn)噸、REC與天宏瑞科分別增加 4 萬(wàn)噸。表 11：分場(chǎng)景測(cè)算顆粒硅產(chǎn)量占多晶硅需求的比例（萬(wàn)噸）2021A2022E2023E2

52、024E2025E多晶硅需求58.573.992.4109.3125.4顆粒硅產(chǎn)量-保守2.28.820.340.561.1占比3.8%11.9%22.0%37.0%48.7%顆粒硅產(chǎn)量-中性2.28.826.351.068.1占比3.8%11.9%28.5%46.6%54.3%顆粒硅產(chǎn)量-樂(lè)觀2.28.826.353.081.1占比3.8%11.9%28.5%48.4%64.7%資料來(lái)源：測(cè)算以上數(shù)據(jù)表明 2025 年顆粒硅產(chǎn)量占多晶硅需求的比達(dá) 48.7%-64.7%，在技術(shù)擴(kuò)散有限的前提下，顆粒硅企業(yè)享受技術(shù)進(jìn)步窗口期。從硅烷流化床法的發(fā)展歷史來(lái)看，為了實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性與產(chǎn)品品質(zhì)提升，RE

53、C 用了 20 年以上，協(xié)鑫科技用了 10 年以上，雖在過(guò)去面臨研發(fā)速度不及預(yù)期的質(zhì)疑，但協(xié)鑫科技徐州、樂(lè)山項(xiàng)目的相繼投產(chǎn)，及下游硅片客戶紛紛試用后簽訂長(zhǎng)單采購(gòu)，已證明當(dāng)前硅烷流化床法的量產(chǎn)可行性與產(chǎn)品可用性，長(zhǎng)期的研發(fā)積累也為現(xiàn)有顆粒硅企業(yè)構(gòu)筑專利、Know-how 的技術(shù)護(hù)城河。上述測(cè)算的前提是顆粒硅技術(shù)擴(kuò)散有限，2025 年之前仍由現(xiàn)有企業(yè)主導(dǎo)，彼時(shí)顆粒硅占多晶硅總需求的比僅為 48.7%-64.7%，針對(duì)市場(chǎng)關(guān)心的 P 型硅片向 N 型轉(zhuǎn)變趨勢(shì)下顆粒硅應(yīng)用比例的上限問(wèn)題，現(xiàn)存企業(yè)尚有較長(zhǎng)的窗口期進(jìn)行品質(zhì)提升與市場(chǎng)驗(yàn)證。在這一階段內(nèi)，具備量產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)有望享受存量替代的巨大空間、市場(chǎng)擴(kuò)容

54、、以及低生產(chǎn)成本帶來(lái)的超額利潤(rùn)。 短期多晶硅價(jià)格見(jiàn)頂，成本重要性提升短期供需分析：關(guān)注電力供需和新增投產(chǎn)電力供需四川電力供需緊張，工業(yè)企業(yè)讓電于民。2022 年 8 月 14 日，四川省經(jīng)信廳和國(guó)網(wǎng)四川省電力公司發(fā)布關(guān)于擴(kuò)大工業(yè)企業(yè)讓電于民實(shí)施范圍的緊急通知，通知指出，從 8月 15 日起取消主動(dòng)錯(cuò)避峰需求響應(yīng)，在全省(除攀枝花、涼山)的 19 個(gè)市(州)擴(kuò)大工業(yè)企業(yè)讓電于民實(shí)施范圍，對(duì)四川電網(wǎng)有序用電方案中所有工業(yè)電力用戶(含白名單重點(diǎn)保障企業(yè))實(shí)施生產(chǎn)全停(保安負(fù)荷除外)，放高溫假，讓電于民，時(shí)間從 2022 年 8 月 15 日 00:00至 20 日 24:00。四川是我國(guó)工業(yè)硅和多晶

55、硅的重要產(chǎn)地。工業(yè)硅是多晶硅生產(chǎn)的關(guān)鍵原材料。由于工業(yè)硅和多晶硅生產(chǎn)依賴電力，其產(chǎn)業(yè)分布具有向低電價(jià)區(qū)域集中的特征，2021 年新疆、云南、四川工業(yè)硅產(chǎn)量占全國(guó)的 44%/18%/14%，新疆、內(nèi)蒙、四川多晶硅產(chǎn)量占全國(guó)的55%/14%/11%。圖 20：2021 年我國(guó)各省份工業(yè)硅產(chǎn)量占比圖 21：2021 年我國(guó)各省份多晶硅產(chǎn)量占比新疆 云南四川 福建甘肅 湖南 貴州 其他新疆內(nèi)蒙四川江蘇青海陜西河南其他, 13%貴州, 2%湖南, 2%甘肅, 3%福建, 4%四川, 14%新疆, 44%陜西, 4% 河南, 3%青海, 4%江蘇, 9%四川, 11%新疆, 55%內(nèi)蒙, 14%云南, 1

56、8%百川盈孚，資料來(lái)源：百川盈孚，工業(yè)硅成本受電力影響較大，多晶硅成本受電力和工業(yè)硅價(jià)格影響較大。針對(duì)工業(yè)硅，根據(jù)合盛硅業(yè)環(huán)評(píng)書(shū)，工業(yè)硅生產(chǎn)電耗約 12kWh/kg-Si。根據(jù)廣州期貨交易所測(cè)算，2021年工業(yè)硅生產(chǎn)成本中電力約占 35%。針對(duì)多晶硅，根據(jù)通威股份與協(xié)鑫科技公告，其改良西門(mén)子法與硅烷流化床法生產(chǎn)多晶硅時(shí)電耗分別為 45 kWh/kg-Si 和 14.8 kWh/kg-Si，假設(shè)不含稅電價(jià)為0.31 元/ kWh ，我們測(cè)算得到電力成本分別為13.9 元/kg-Si 和4.6 元/kg-Si，占生產(chǎn)成本的比例分別為 31%和 13%；另外，按照 8 月 16 日工業(yè)硅含稅價(jià) 20

57、.8 元/kg，測(cè)算得到工業(yè)硅占生產(chǎn)成本的比例分別為 43%和 53%。圖 22：2021 年我國(guó)工業(yè)硅生產(chǎn)成本構(gòu)成圖 23：改良西門(mén)子法與硅烷流化床法成本構(gòu)成10%電力還原劑人工/折舊,電極硅石人工/折舊其他其他, 4%100%電耗占比硅耗占比其他成本占比硅石, 9電力, 35%80%26344353311360%電極, 13還原劑, 29%40%20%0%改良西門(mén)子法棒狀硅硅烷流化床法顆粒硅廣州期貨交易所，資料來(lái)源：Wind，通威股份、協(xié)鑫科技公告，測(cè)算面對(duì)極端天氣與雙碳要求能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)長(zhǎng)期內(nèi)電價(jià)中樞上移，建議關(guān)注電力成本對(duì)多晶硅企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的影響?；仡櫲ツ?，2021 年 8-9 月，由

58、于能耗雙控與煤炭短缺，云南等地對(duì)工業(yè)企業(yè)采取“拉閘限電”，工業(yè)硅短期產(chǎn)量受限，導(dǎo)致價(jià)格從 1.5 萬(wàn)元/噸沖高至 6 萬(wàn)元/噸；當(dāng)前，四川由于極端高溫天氣增加用電需求同時(shí)水電供給減少，拉開(kāi)電力供需矛盾序幕，后續(xù)演變或與氣溫變化有關(guān)。向后展望，一方面，根據(jù) IPCC 報(bào)告，氣候變化導(dǎo)致全球范圍內(nèi)極端天氣事件發(fā)生頻率增加，另一方面，雙碳目標(biāo)要求減少化石能源依賴，而風(fēng)光水等非化石能源在短期內(nèi)仍面臨發(fā)電不穩(wěn)定的限制，因此電力供需在短期內(nèi)可能面臨“轉(zhuǎn)型陣痛期”。去年工業(yè)硅價(jià)格異常波動(dòng)后，政府已經(jīng)出臺(tái)一些政策，緩解地方考核目標(biāo)對(duì)工業(yè)企業(yè)用電及生產(chǎn)的影響；但是從長(zhǎng)期來(lái)看，新能源在電力結(jié)構(gòu)中占比提升，勢(shì)必將增

59、加電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻等成本，因此在長(zhǎng)期內(nèi)電價(jià)中樞有上移的趨勢(shì)。對(duì)于工業(yè)硅及多晶硅產(chǎn)業(yè)，電價(jià)上升將進(jìn)一步擴(kuò)大不同能耗水平企業(yè)之間的成本差異。圖 24：工業(yè)硅價(jià)格曾受電力政策影響大工業(yè)硅價(jià)格（元/噸）2021年云南等地“拉閘限電”導(dǎo)致工業(yè)硅價(jià)格暴漲價(jià)格或?qū)⑻ь^700006000050000400003000020000100000Wind，新增投產(chǎn)本輪多晶硅價(jià)格上漲的主要原因是需求增長(zhǎng)超預(yù)期。2020 年，多晶硅供給端受到 2018年以來(lái)價(jià)格持續(xù)走低的影響，新增產(chǎn)能有限，而需求端則因 2020 年 9 月我國(guó)正式提出 “2030 年碳達(dá)峰、2060 年碳中和”的目標(biāo)而走強(qiáng)。2021 年，我國(guó)新增光伏裝機(jī)

60、 54.93GW，同比增長(zhǎng) 14.0%，年底多晶硅價(jià)格上漲至 269 元/kg，裝機(jī)需求受到高價(jià)影響有所下滑，而在 2022 年 1 月多晶硅價(jià)格回落至 230 元/kg 后再次啟動(dòng)，1-6 月我國(guó)光伏新增裝機(jī)達(dá) 30.88GW，同比增長(zhǎng) 137.4%。同時(shí)，2022 年 2 月俄烏沖突推高歐洲地區(qū)能源價(jià)格，加劇全球能源危機(jī)，促進(jìn)海外光伏需求。國(guó)內(nèi)與海外需求共振，使得硅料價(jià)格持續(xù)上漲至 8 月的 300 元/kg（含稅），創(chuàng)近兩年新高。圖 25：2021 年至今多晶硅價(jià)格走勢(shì)國(guó)產(chǎn)多晶硅一級(jí)料價(jià)格（美元/千克）我國(guó)月新增光伏裝機(jī)yoy裝機(jī)需求短期受到抑制50降價(jià)后裝機(jī)需求反彈突破前高403020