光伏产业链专题研究报告

1、 光伏产业链专题报告：多晶硅料，碳中和下的乌亮黄金 报告综述“碳中和”下的乌亮黄金已经进入紧平衡周期。多晶硅料位于光伏产业链最上游，行业壁垒较高且具备周期性兼资源属性，硅料在光伏发电系统中的成本占比下降，在推动光伏平价上网及行业发展中起到至关重要的作用。当 前，全球硅料供需紧平衡，多晶硅料国产替代效应显著，在碳中和背景下“乌亮黄金”的硅料将有望迎来行业的高景气周期。格局推演：国产硅料厂商“产能+成本”双领先优势将进一步凸显。国产硅料头部厂商成本+产能双重领先，将进 一步掌握全球供给话语权。硅料环节进入紧平衡期，下游客户锁单效应显著，截至目前，国产五大硅料巨头已签出93.76万吨硅料，折合到20

2、21年约24.025.3万吨。以2020年五家头部企业41.8吨硅料产能测算，21年57%- 60%的硅料产能已被长单锁定，硅料环节强者恒强，行业马太效应显著。技术变革为硅料带来的影响：N型单晶是未来。当前光伏行业技术迭代加速，N型异质结等相关电池片或将引领 下一代技术变革。相比于P型硅片及硅料，异质结等N型技术所需的N型硅片及N型硅料，各项指标性能更强且制造成本更高。随着未来N型电池片技术导入，其以N型硅片为衬底的特点将带动N型多晶硅料行业新一轮增长。多晶硅料“碳中和”下的乌亮黄金已经进入紧平衡周期碳达峰及碳中和背景下，我国光伏在十四五期间将跃进式发展2020年9月22日，在联合国大会提出中

3、国2030年前碳达峰和2060年碳中和。2020年12月12日，在全球气候雄心峰会上宣布：非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右 ，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。展望十四五期间，我国新能源产业从补贴时代走入平价阶段，开发规模将提升至新的台阶。预期光伏年均新增装机将 提升至80-90GW左右，储能将在十四五期间深度参与新能源的发展，光储结合的新模式将正式打开平价户用市场。全球光伏：海内外共振迎来高速发展期随着投资成本不断下降和发电效率逐年提升，全球光伏平价大时代正式来临。光伏将凭借其绿色、环保的优势，在海内外继续快速发展，装机容量和技术迭代创新呈现螺旋式增长。中国光伏协会

4、预测，未来五年全球光伏市场最高年均新增装机 可达到287GW，2025年最高可达391GW，年复合增速16%。我国也正在积极规划十四五能源发展的宏伟蓝图，为了早日实现碳达峰和碳中和，践行我国向国际社会的郑重承诺，中国 光伏协会的预测未来5年我国光伏年均新增装机乐观情况可达到90GW，2025年最高可达123GW，年复合增速21%。光伏晶硅产业链介绍多晶硅料环节位于光伏产业链最上游，是光伏产业链原材料环节。高纯多晶硅料具有高载能、高技术、资金密集、周 期长、弹性小、安全生产风险大等特点。与光伏玻璃类似，长生产周期与低产能弹性作用叠加，易产生极端价格。高纯多晶硅料价格的降低,及硅料在光伏发电系统中

5、的成本占比下降，在推动平价上网和光伏行业发展上起到至关重要 的作用。全产业链降价促进光伏行业长期发展硅料环节为光伏平价上网做出了巨大的历史贡献。全球光伏行业政策利好助力硅料市场规模扩大，促进硅料厂商降本增 效，以技术迭代和关键设备国产化降低系统单瓦硅耗量和价格：多晶硅用量不断下降（-65%），成本占比逐渐降低； 反过来多晶硅价格降低带动下游光伏系统与组件价格降低，推动光伏平价上网进程：2019年与2010年相比，千吨多晶 硅投资降至1.2亿元（-88%），光伏电站建设成本降至4.5元/W（-93%），上网电价降至0.5元/KWh（-88%）。晶硅产业链价值分配分析硅料行业毛利已压缩至低点。硅料

6、环节是一个在成长性大赛道中拥有周期品属性的特殊环节，由于硅料产业将继续保 持产销紧平衡的状态，硅料厂商对下游议价权提升。全球新增市场预测：硅料已进入紧平衡周期根据国际能源署的预测,预计到2024年全球分布式光伏占据光伏市场总量近一半份额，其中工商业分布式光伏成为 主要市场，占未来五年内分布式光伏新增装机量的73%，户用占比27%，2025年光伏新增装机量可达346GW。格局推演：国产硅料厂商“产能+成本”双领先优势将进一步凸显全球硅料供给与需求：国产硅料替代海外硅料进行时全球多晶硅料供需维持紧平衡。2010-2019年，全球硅料产能由27.5万吨增长至65.2万吨，产量由16.0万吨增长至50

7、.8 万吨，需求提升2倍至48.1万吨；其中我国产能增长4.3倍，产量增长6.9倍，在国内需求增长3.9倍的情形下可以维持自 给率22.5pct的提高。预计2020年：全球全年多晶硅产量53-55万吨，其中中国多晶硅产量40.3-43.6万吨，受个别厂商工厂爆炸产生的供给瓶颈影响，下游硅片/电池片厂商加大备货规模，供需将维持紧平衡格局。全球头部硅料一览：国产硅龙头产量+成本双领先国产龙头将进一步提升市场份额。全球硅料生产头部企业中，多晶硅产量绝大部分来自中国，占比80%+，多数企业产 品能达到电子三级品以上，完全可以满足光伏行业需求。成本中能耗成本相对较低与国产化设备的运用为硅料产业国 产替代

8、的主要逻辑，而OCI于2020年初宣布大幅减产加速了份额让渡进程，利好龙头。硅料价格端对比：国产硅料价格优势明显低价国产硅料挤压进口市场，印证国产替代逻辑。硅料行业平均价格持续走低，其中中国硅料价格低于进口平均硅料 价格，单晶硅料价格平均低于多晶硅料价格20-30元/kg，价差逐渐增大。 进口量与进口均价稳中有降，成本于2019年向下击穿平均价格，提示硅料行业盈利能力降低：多数企业减产、停产、 退出，印证国产替代逻辑，利好国产硅料龙头。硅料成本端对比：国产硅料企业成本优势更加领先国外厂商原材料与人工成本拖累生产成本。以德国Wacker为例，2019年硅料业务单位成本为12.4欧元/kg，约合9

9、5.73 元/kg（历史汇率），远高于国内平均单位成本70元/kg和平均单位价格75元/kg。 以成本结构来看，原材料成本占比较大，其次为人工工资，2019年分别为30%和26%。国内厂商能耗成本占比不断下降。以通威股份和新疆大全为例，通威股份由于能源价格较低的乐山二期及内蒙一期的 产能释放，能源动力占比不断下降带动绝对成本降低，原材料占比上升；新疆大全则通过采用自主研发的多晶硅生产 废气深度回收技术和共同研发的硅渣回收利用技术及生产装置余热回收等技术降低了能耗成本，还通过多晶硅破碎、 筛分技术，多晶硅产品自动包装技术降低了人力成本。国内区域能源成本与产能的相关性：电力成本影响产能布局低能源成

10、本地区催生高产能。新疆、内蒙、四川等中西部地区能源价格低廉，促使多晶硅生产厂商集体迁址，2020年 新疆产能为29.7万吨，大于第2-第7名产能总和，其最佳电力与蒸汽成本之和为17.0元/kg-Si，是高价格能源地区河南 、青海的50%以下。全球领先的国产硅料龙头四项费用率对比通威股份的各项费用率近年来维持在较低水平，销售费用率较高系其业务还涉及饲料工业； 新疆大全销售、研发费用率较低，销售主要由长期供货协议、销售合同/订单组成，研发活动产生的折旧摊销费用、直接材料及 动力费用计入营业成本; 管理费用率相对较高的主要原因系由于公司 2018年开曼大全对发行人部分员工新授予了限制性股票； 新特能

11、源各项费用率较高，原因是产能处于爬坡阶段，产量较低未形成足够的规模效应，导致费用占比较高。2021年下游硅片需求与硅料供给长单匹配图：国产龙头锁单大壁江山截至目前，通威股份、新疆大全、新特能源、亚洲硅业、新疆协鑫新能源及其子公司江苏中能、五大硅料巨头已签出93.76万吨 硅料，折合到2021年约24.025.3万吨。以2020年五家头部企业41.8吨硅料产能测算，21年57%-60%的硅料产能已被长单锁定。技术变革为硅料带来的影响：N型单晶是未来N型异质结电池将引领下一轮光伏技术变革异质结的应用推动N型硅片产能扩建。异质结电池在N型单晶硅上结合低温薄膜工艺，理论转化效率高于24%，相比于 当今

12、主流PERC电池，具有转换效率高，发电量大制作工序少等特点。 下游电池片厂商通威股份、爱康科技等均开始布局异质结电池，据全国能源信息平台统计，截至2020H1，异质结电池 已有和在建产能之和超过9.2GW。由于N型硅片在异质结中的不可替代性，高纯度单晶硅料的需求将会迎来新一轮的增长。异质结电池对高质量的N型硅料及硅片均出更高要求N型硅片的应用推动单晶硅产能扩建。根据多晶硅掺入杂质及导电类型的不同，可分为P型、N型，其中，当硅中掺杂以 施主杂质（V族元素，如磷、砷、锑等）为主时，以电子导电为主，为N型多晶硅，当硅中掺杂以受主杂质（族元素 ，如硼、铝、镓等）为主时，以空穴导电为主，为P型多晶硅。

13、N型硅片相比于P型，具有光能转化率高、导电性强、弱光效应好、温度系数低等优点，制造成本高于P型。由于N型硅 片的优异性能，随着未来异质结技术导入，对上游高纯度单晶硅料的需求将进一步攀升。硅料的另一热点方向：颗粒硅颗粒硅技术尚未成熟，后续转产改造成本不高。颗粒硅制备方式通常为硅烷流化床（FBR）法，即取代CVD反应炉 ，在流化床反应器中利用硅烷法分解，并在预先装入的细硅粒表面生成多晶硅颗粒，其优点是成本较改良西门子法 低，目前采用该法制备硅料的企业有保利协鑫、挪威REC、德国Wacker和Hemlock。目前颗粒硅的制备并不成熟，我们判断：1.硅烷流化床法制备颗粒硅技术成熟仍需时间2.流化床法技术沉淀，成为主流制备工艺时，存量也可以以较低的迁移成本转换制备颗粒硅