全球太陽能級多晶硅發(fā)展情況

產(chǎn)品供應(yīng)情況太陽能級多晶硅主要應(yīng)用于制備晶體硅電池。晶體硅電池最早于1955年由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功，當(dāng)時報(bào)道的轉(zhuǎn)換效率約為4.5%，此后，在研發(fā)人員的不懈努力下，單晶電池轉(zhuǎn)換效率在1960年就提升至14%以上，并且開始在衛(wèi)星設(shè)備中應(yīng)用。20世紀(jì)70年代開始，受石油能源的危機(jī)影響，美國和日本等國家開始尋找替代性能源，對太陽能光伏發(fā)電的重視力度逐漸加大，支持企業(yè)開發(fā)低成本光伏生產(chǎn)技術(shù)，包括Hemlock、UCC等在內(nèi)的一批企業(yè)也在研發(fā)低成本的多晶硅生產(chǎn)技術(shù)，在政府的支持政策下，晶體硅電池市場開始逐漸擴(kuò)大。但由于當(dāng)時的太陽能電池主要以解決偏遠(yuǎn)地區(qū)用電為主，市場規(guī)?？傮w偏小，20世紀(jì)80年代全球晶體硅電池生產(chǎn)規(guī)模僅為幾十兆瓦，直到1996年才突破百兆瓦。按當(dāng)時每瓦耗硅量18～20g計(jì)算，全球?qū)Χ嗑Ч璧男枨笠矁H在百噸量級。而當(dāng)時電子級多晶硅生產(chǎn)過程中不滿足電子級多晶硅的產(chǎn)品（占產(chǎn)能5%～10%）和單晶硅棒中的頭尾料（占15%～20%）供應(yīng)量在數(shù)百噸以上，完全可滿足晶體硅電池生產(chǎn)需求。表為1977年～1984年太陽能級多晶硅市場需求及廢棄硅料供應(yīng)情況。1996年以后，太陽能電池產(chǎn)量快速上漲，至2003年產(chǎn)量達(dá)到近750MW。圖為1996年～2004年全球電池產(chǎn)量情況。此時，單晶和多晶太陽能電池轉(zhuǎn)換效率分別在16%和14%左右，按每瓦耗硅量13g計(jì)算，全球?qū)Χ嗑Ч璧男枨罅考s為9750噸。由于21世紀(jì)初半導(dǎo)體市場不景氣，電子級多晶硅的需求量大幅下滑，所以部分閑置的電子級多晶硅產(chǎn)能可用于供應(yīng)太陽能級多晶硅，因此，太陽能級多晶硅的市場供需基本保持在平衡狀態(tài)。2001年～2003年，世界范圍內(nèi)電子級多晶硅原材料的銷售價格平均為40美元/千克，太陽能級多晶硅原材料的價格保持在25美元/千克的水平。這一階段，傳統(tǒng)電子級多晶硅工廠開始逐漸重視太陽能級多晶硅產(chǎn)品的生產(chǎn)。德國Wacker自2000年開始研發(fā)顆粒硅并建設(shè)中試生產(chǎn)線，專門制造太陽能光伏用的顆粒硅產(chǎn)品。美國REC公司2002年在摩西湖（MosesLake）周邊建立多晶硅工廠，并將公司更名為SolarGradeSiliconLLC（SGS），太陽能級多晶硅為其主要產(chǎn)品，當(dāng)時產(chǎn)能約為2000噸，這也是全球首家致力于太陽能級硅料生產(chǎn)的企業(yè)。2003年以后，由于德國EEG法案的實(shí)施，對光伏上網(wǎng)電價的補(bǔ)貼力度加大。在利好政策的刺激下，市場對光伏產(chǎn)品的需求驟然增加，加之半導(dǎo)體行業(yè)的市場行情逐步回暖，多晶硅原材料的供應(yīng)越來越緊缺。按照2004年全世界太陽能電池產(chǎn)量1195MW以及多晶硅消耗量12噸/兆瓦計(jì)算，2004年太陽能電池對多晶硅的總需求量為1.43萬噸，多晶硅廠商可直接供應(yīng)1萬噸左右的產(chǎn)品，光伏產(chǎn)業(yè)可重新利用的半導(dǎo)體生產(chǎn)廢棄硅約為0.3萬噸（按應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)1.5萬噸的20%計(jì)算），市場供需大抵相持平；但2004年多晶硅供應(yīng)開始出現(xiàn)巨大缺口，只能由歷年的庫存來彌補(bǔ)。由于供求關(guān)系緊張，2004年以后太陽能級多晶硅價格持續(xù)上漲，2005年世界市場價格超過50美元/千克，而黑市價格則超過100美元/千克，并且呈持續(xù)上漲趨勢。這輪價格上漲主要是由于全球多晶硅原材料的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在七大多晶硅廠商手中，而生產(chǎn)商對光伏產(chǎn)業(yè)能否保持穩(wěn)定需求的疑慮，以及出于技術(shù)和市場壟斷的需要，再加上多晶硅擴(kuò)產(chǎn)的滯后性等原因，導(dǎo)致多晶硅原材料生產(chǎn)量的增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于光伏產(chǎn)業(yè)需求量的增長，并導(dǎo)致2004年以來世界范圍內(nèi)多晶硅原材料的持續(xù)緊缺局面。2005年以后，多晶硅市場需求供不應(yīng)求，進(jìn)入“擁硅為王”的時代。傳統(tǒng)多晶硅企業(yè)也開始通過長單方式鎖定太陽能級客戶。在長單基礎(chǔ)上，這些多晶硅廠商開始加大太陽能級多晶硅的生產(chǎn)規(guī)模。傳統(tǒng)的幾大多晶硅廠商，包括美國Hemlock、德國Wacker在內(nèi)開始大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)、Tokuyama、MEMC和REC等都開始實(shí)施不同程度的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。而外圍企業(yè)看到多晶硅的超高額利潤，以及部分光伏中游企業(yè)為確保原材料供應(yīng)，也開始布局太陽能級多晶硅市場，其中包括中國、韓國、日本、歐洲和美國的企業(yè)。但由于擴(kuò)產(chǎn)周期的客觀存在，2005年～2007年間多晶硅新增投產(chǎn)產(chǎn)能并不多，如圖所示，多晶硅產(chǎn)品市場遠(yuǎn)跟不上太陽能電池市場需求，產(chǎn)品價格一路上漲，這又進(jìn)一步加劇了多晶硅工廠的擴(kuò)產(chǎn)步伐，使多晶硅供應(yīng)在2007年以后快速擴(kuò)大，擴(kuò)產(chǎn)的產(chǎn)能基本上都用于太陽能級多晶硅生產(chǎn)。隨著多晶硅工廠產(chǎn)能在2007年以后陸續(xù)投產(chǎn)，多晶硅市場規(guī)模逐年快速擴(kuò)大，太陽能級多晶硅市場需求也在2006年～2007年超過電子級多晶硅，成為主導(dǎo)多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量，每年以超過30%的復(fù)合增長率增長。2009年后多晶硅產(chǎn)能開始集中釋放，從2008年的近10.5萬噸增長至2009年的近19.8萬噸，至2011年則進(jìn)一步增長至35萬噸。由于供給的快速增長，全球多晶硅市場格局開始反轉(zhuǎn)，出現(xiàn)全球范圍內(nèi)供過于求的局面，太陽能級多晶硅產(chǎn)品價格開始急速下跌。由于傳統(tǒng)多晶硅工廠與客戶簽有訂購合約，且合約價格調(diào)整靈活性比現(xiàn)貨市場小，傳統(tǒng)多晶硅工廠因此仍能保持一定利潤，但對新進(jìn)入多晶硅行業(yè)的企業(yè)打擊則比較大，一些企業(yè)在2011年下半年開始由于虧損而停產(chǎn)，并繼而退出多晶硅業(yè)務(wù)領(lǐng)域。雖然此后多晶硅生產(chǎn)規(guī)模由于部分企業(yè)的技術(shù)改進(jìn)等仍在擴(kuò)大，但增速已經(jīng)明顯放緩，2011年～2014年多晶硅產(chǎn)能增幅在4萬噸左右。由于2013年～2014年間光伏市場需求再次增大，產(chǎn)品價格開始回升，部分企業(yè)開始實(shí)施瓶頸產(chǎn)能擴(kuò)張計(jì)劃，2015年全球多晶硅產(chǎn)能提升至47萬噸，同比2014年的39萬噸增加約8萬噸，增加的產(chǎn)能主要來自韓國、中國和德國的部分企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張。2015年全球多晶硅產(chǎn)量達(dá)到34.5萬噸，與2014年的30.2萬噸相比，增長了14.2%。其中電子級多晶硅產(chǎn)量約為2.8萬噸、太陽能級塊狀硅約為29.7萬噸、顆粒硅約為2萬噸。2007年～2015年多晶硅產(chǎn)量如圖3-3所示。雖然2015年韓國、中國的硅烷流化床、Wacker的美國工廠等原定投產(chǎn)計(jì)劃推遲，但中國多晶硅企業(yè)節(jié)能技改、去瓶頸新增產(chǎn)能增加明顯，帶動了全球多晶硅的產(chǎn)能增長。隨著下游應(yīng)用市場的不斷擴(kuò)大和新興市場的興起，2017年多晶硅市場需求也在提高，全球新增產(chǎn)能投產(chǎn)和復(fù)工產(chǎn)能利用率逐步提升，如Wacker在美國田納西州的2萬噸工廠、中國新希望集團(tuán)在新疆新增的1.5萬噸產(chǎn)能、陜西天合與RFC合資的2萬噸產(chǎn)能、賽維LDK的擴(kuò)產(chǎn)、以及中國GCL新增的萬噸級顆粒硅產(chǎn)能等均會投放市場，此外還有現(xiàn)有多晶硅企業(yè)的技改、去瓶頸擴(kuò)大產(chǎn)能等對產(chǎn)能增長的帶動作用。全球主要國家多晶硅發(fā)展情況2015年，我國以16.5萬噸的多晶硅產(chǎn)量位居全球首位，韓國以6.3萬噸位居次席，德國5.5萬噸產(chǎn)量位居第三，美國以4.3萬噸位居第四，日本和馬來西亞的多晶硅產(chǎn)量約為9200噸和8000噸。2014年～2015年全球主要國家多晶硅產(chǎn)能和產(chǎn)量如圖3-4所示，其中我國和韓國主要生產(chǎn)太陽能級多晶硅，日本主要供應(yīng)電子級多晶硅，美國和德國則兼而有之。在2015年開工產(chǎn)能或有效產(chǎn)能方面，我國以19萬噸的產(chǎn)能居全球第一，韓國則在三星化學(xué)、韓華集團(tuán)等工廠投產(chǎn)帶動下，以9.2萬噸有效產(chǎn)能繼續(xù)位居全球第二，而美國以近7.5萬噸的產(chǎn)能位居第三，德國和日本約為5.8萬噸和3.3萬噸。與2014年相比，全球多晶硅產(chǎn)能呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的發(fā)展局面，其中韓國增速尤為迅速，其生產(chǎn)和應(yīng)用的重心也轉(zhuǎn)移到中國。2016年，由于美國REC、Sunedison等工廠相繼停產(chǎn)，Hemlock產(chǎn)能利用率也不足，美國多晶硅產(chǎn)量進(jìn)一步降低到3萬噸以下；而韓國多晶硅產(chǎn)量快速填補(bǔ)此空缺，全年產(chǎn)量增長至7萬噸以上；德國多晶硅則保持穩(wěn)中有升的態(tài)勢，全年也增長至6萬噸以上。美國是最早發(fā)起光伏“雙反”貿(mào)易的國家，但其國內(nèi)多晶硅產(chǎn)業(yè)受光伏貿(mào)易糾紛沖擊較大，AEpolysilicon和Hoku公司已先后破產(chǎn)；SunEdison和REC則在2016年相繼關(guān)閉其美國工廠；Hemlock公司已無限期擱置其在田納西州新建的工廠，其在密歇根州的老工廠裁員減產(chǎn)；Wacker公司在美國的多晶硅工廠投產(chǎn)日期也被推遲，直至2016年才能實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)。美國REC和SunEdison已將硅烷流化床粒狀多晶硅技術(shù)轉(zhuǎn)移至亞洲地區(qū)，謀求合資建設(shè)新工廠。其中，REC與中國陜西天宏合資建設(shè)的1.8萬噸工廠，已完成設(shè)備訂貨；SunEdison與韓國三星精密化學(xué)新建的SMP（硅烷FBR）萬噸工廠已于2015年投產(chǎn)，但運(yùn)行并不順利，生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量受困于新設(shè)計(jì)的流化床設(shè)備故障。韓國多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要受益于中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其受益于全球光伏貿(mào)易政策。由于我國對韓國主要多晶硅企業(yè)裁定的反傾銷、反補(bǔ)貼稅率僅為2%～3%，并且暫時停止多晶硅加工貿(mào)易進(jìn)口，使韓國多晶硅產(chǎn)業(yè)大為受益，盈利情況也大為改善。韓國最大的多晶硅企業(yè)OCI公司借機(jī)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，2015年多晶硅出貨量同比增長17%，產(chǎn)量的增加主要源自其P3技改項(xiàng)目在三季度的建成投產(chǎn)，使其產(chǎn)量達(dá)到近4.5萬噸左右。三星與Sunedison合資建設(shè)的顆粒多晶硅工廠在2015年下半年投產(chǎn)，已經(jīng)開始小批量生產(chǎn)。韓國HKSilicon公司和韓華集團(tuán)1.5萬噸和1萬噸的生產(chǎn)工廠運(yùn)行也較為順利，2015年產(chǎn)量也接近萬噸規(guī)模。但是KCC、KAM、熊津等多晶硅企業(yè)則受制于生產(chǎn)成本等問題，繼續(xù)處于停產(chǎn)狀態(tài)。總體而言，韓國多晶硅工廠技術(shù)水平與中國相差不大，但由于韓國人力成本、原材料如硅粉等采購成本相對中國為高，且投資也較大，因此韓國在太陽能級多晶硅的競爭力方面略顯遜色。韓國生產(chǎn)的多晶硅主要出口至中國，2015年向中國大陸出口多晶硅5.25萬噸，占中國大陸多晶硅總進(jìn)口量的43.8%,2016年對中國大陸出口量進(jìn)一步增大至7萬噸，占中國大陸總進(jìn)口量的49.7%。除了直接出口產(chǎn)品，部分韓國多晶硅企業(yè)也開始輸出技術(shù)，謀求與國外企業(yè)合資新建多晶硅工廠，如韓國OCI正在與我國某家多晶硅企業(yè)協(xié)商在華合資建廠事宜，韓國第二大硅料廠與我國賽維LDK開展合作等。歐洲太陽能級多晶硅產(chǎn)品的供應(yīng)主要集中于德國Wacker公司，該公司充分利用多晶硅短缺期的長單，以及與中國商務(wù)部達(dá)成的價格承諾，大量向中國大陸出口多晶硅產(chǎn)品。該公司2015年出貨量達(dá)到5.6萬噸，與2014年的5.1萬噸相比增加9.8%，由于2015年多晶硅價格持續(xù)降低，2015年其多晶硅總收入為10.6億歐元，同比僅增加1.92%。Wacker公司過去幾年的盈利主要依賴于長單違約賠款等，2015年Wacker公司收到多晶硅的預(yù)付款和賠款等特殊收益達(dá)1.376億歐元。2015年底，Wacker啟動總投資額達(dá)25億美元的美國田納西州查爾斯頓年產(chǎn)2萬噸多晶硅工廠，較原計(jì)劃推遲了半年，加上其德國博格豪森和農(nóng)特里茨工廠成本降低和生產(chǎn)改進(jìn)，預(yù)計(jì)2017年底Wacker年產(chǎn)能有望達(dá)到8萬噸。歐洲其他多晶硅企業(yè)，包括PVCrystalox公司、SunEdison（MEMC）在歐洲的工廠、JSS等多晶硅工廠一直處在停產(chǎn)狀態(tài)。但是Solarworld與卡塔爾基金合資在卡塔爾新成立的8000噸工廠已于2015年上半年投產(chǎn)，當(dāng)年產(chǎn)量約2000噸。日本多晶硅企業(yè)主要以生產(chǎn)電子級硅料為主，受光伏市場影響較小，其主要的太陽能級多晶硅供應(yīng)商M.Setek公司在2011年遭受日本海嘯影響后，于2012年開始復(fù)產(chǎn)，但受制于日本本土高額的能源成本，M.Setek的多晶硅產(chǎn)品沒有任何競爭力，其產(chǎn)能利用率一直不高，2015年該公司宣布破產(chǎn)重整；Tokuyama公司也在削減其在日本工廠的太陽能級多晶硅產(chǎn)量，轉(zhuǎn)