一、多晶硅的生产工艺
多晶硅为单质硅的一种形态,晶面上晶粒取向不同,则结晶形成多晶硅。由干燥硅粉和干燥氯化氢气体,在一定条件下氯化,再经冷凝、精馏、还原而得。目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有:改良西门子法、硅烷法和流化床法,另外还有冶金法、气液沉积法。改良西门子法凭借工艺成熟、投资风险小、易扩建等诸多优势,在行业内实现了普及推广,目前改良西门子法占据了全球光伏多晶硅料生产的97%以上。
多晶硅的主要生产工艺
资料来源:公开资料,华经产业研究院整理
二、中国多晶硅行业发展现状分析
1、产量
由于我国多晶硅生产具有效率高和成本低的优势,近年来全球多晶硅产业呈现出向中国转移的明显趋势。我国多晶硅产业相对国外起步较晚,2007年才开始规模化生产,据统计,截至2022年我国多晶硅产量达82.7万吨,同比增长63.4%,预计2023年产量增长至124万吨。
2015-2023年我国多晶硅产量及增速
资料来源:CPIA,华经产业研究院整理
2、进出口
进出口方面,据统计,2021年我国多晶硅进口量为11.42万吨,同比增长13.29%,出口量为1.04万吨,同比增长316%。截至2022年我国多晶硅进口量为8.79万吨,同比下降23.03%,出口量为1.13万吨,同比增长8.45%。
2015-2022年我国多晶硅进出口情况
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
我国多晶硅进口主要来自德国与马来西亚,据统计,2022年我国进口德国多晶硅数量为4.81万吨,占比进口总量的54.66%,进口马来西亚多晶硅数量为2.29万吨,占比进口总的26.10%。其他地区进口量占比19.25%。
2022年我国多晶硅进口来源地进口量分布(单位:%)
资料来源:中国海关,华经产业研究院整理
相关报告:华经产业研究院发布的《2023-2028年中国多晶硅行业市场发展监测及投资战略规划研究报告》
3、表观需求量
随着全球能源消费总量的不断提高,能源结构的不断优化,在“碳中和”的大背景下,新能源代替化石能源已经成为了未来发展的必然趋势。光伏装机规模的迅速增长将大幅拉动上游多晶硅的市场需求。近年来我国多晶硅表观需求量不断增长,据统计,截至2022年我国多晶硅表观需求量为90.36万吨,同比增长49.16%。
2015-2022年我国多晶硅表观消费量及增速
资料来源:中国海关,CPIA,华经产业研究院整理
三、中国多晶硅行业竞争格局分析
随着通威股份、协鑫科技、大全能源和新特能源等主要多晶硅企业新增产能项目自2022年以来陆续投产,全国多晶硅产量由2021年的50.5万吨增长至2022年的约82.7万吨,国内多晶硅产能未来亦将继续增长,从头部企业多晶硅产量格局来看,2022年通威股份、大全能源与新特能源多晶硅产量分别为26.69万吨、13.38万吨与12.59万吨,产量分别占比32.27%、16.18%与15.22%,其他企业产量占比36.32%。
2022年我国多晶硅行业竞争格局分析(单位:%)
资料来源:CPIA,各公司公告,华经产业研究院整理
四、中国多晶硅行业发展趋势分析
1、行业集中度继续提高,规模生产企业向中国聚拢
随着平价上网的加速推进,多晶硅行业迎来重大发展机遇,龙头企业依靠资金、技术、成本、渠道等优势不断扩大规模。与此同时,二三线小厂和落后产能陆续退出或被整合,促使行业集中度进一步提升。
2、电力成本仍有下降空间
改良西门子法是目前主流的多晶硅生产法。在采用改良西门子法的多晶硅生产工艺中,电力成本占比较高,电力成本的降低对多晶硅生产成本控制有着重要意义。降低电力成本包括降低电价和综合电耗两方面。近年来,多晶硅产能向新疆、内蒙古等能源相对丰富、价格相对低廉的地区转移,通过采用煤炭坑口电站、孤网运行或大用户直购电方式,获得相对较低的能源价格,降低电价成本的效果十分显著。另外,随着技术的提升、系统的优化、经验的累积,综合电耗逐渐降低。据统计,2022年行业平均水平的综合电耗已降至60kWh/kg-Si,同比下降4.8%。未来随着生产装备技术进一步提升、系统优化能力持续提高、生产规模效应进一步显现,将进一步降低综合电耗。
3、下游光伏电池升级,硅片用料质量要求提高
根据下游生产硅片的不同,可将高纯多晶硅分为单晶硅片用料和多晶硅片用料。单晶硅片的性能优于多晶硅片,对于多晶硅的纯度要求也更高。但是在太阳能电池市场上,由于单晶硅片成本相对较高,多晶硅片需求一度处于领先地位。自2015年开始,随着单晶技术开始实现突破,单晶硅片成本大幅降低,而后PERC电池技术的突破,更是进一步推动了单晶硅片对多晶硅片的替代,多晶硅产品的纯度要求也随之提高。
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