电气设备行业动态研究：硅料供需错配下的光伏主产业链回顾与展望

lih11@pengrh@qiud@研究硅硅料供需错配下的光伏主产业链回顾与展望评级：推荐(维持)最近一年走势相对沪深300表现表现电气设备沪深300.08%7.94%3M0.60%请务必阅读附注中免责条款部分2请务必阅读附注中免责条款部分2请务必阅读附注中免责条款部分3重点关注公司及盈利预测2022-06-17投资评级H.2.8Wind(注：未评级公司盈利预测来自万得一致预期)概要1：硅料瓶颈问题回顾自2020年下半年开始的硅料供应问题成为全产业的一个重要瓶颈，上下游扩产周期不一致使得硅料环节掌握很大议价权，而硅料价格高企大幅抬升了全产业链成本，高价组件对部分终端需求有着明显抑制作用，今年以来情况尚未改观，硅料承恩仍推动下游光伏产品价格向上攀升。概要2：硅料供给情况分析从长期来看，高额的利润实际已经推动了硅料行业的大规模扩产，无论是原业内企业亦或是新进入者，已规划的产能数倍于去年行业需求，但暂且还受制于建设和投放节奏，此外“颠覆式”新技术的引入和下游切片、电池环节技术的进步，也将带来等效供应增量，而在明年来看预计硅料产能就会进入较为充裕宽松的状态。今年来看，下半年新硅料产能投放将进入逐季加速阶段，总体来看全年有望支持320GW以上的组件产出。概要3：下游需求端分析聚焦短期情况，在中游环节产能相对过剩情况下，终端组件装机需求直接决定硅料需求。自去年以来，海外市场是带动全球装式快速发展，逐步成为需求的另一支柱。今年以来，海外需求更为旺盛，一方面是创痛能源相对紧缺，价格普遍上涨，而光伏作为一种替代能源形式的作用开始体现，而近期各国重大利好政策频出也对需求产生进一步刺激，更重要的是下游对组件价格接受度有望提升，组件价格或能挑战去年四季度出现的天花板，意味产业整体利润的提高。总体来看，今年全球装机量大概率超预期，下游价格接受度及硅料产能的实际投放进展将决定行业利润规模和分配情况。请务必阅读附注中免责条款部分4请务必阅读附注中免责条款部分5投资建议：●在高额利润引导下，硅料中长期供应十分充裕，从明年开始预计不再成为行业主要瓶颈。●硅料价格年内持续上行，主要受能源危机及各国贸易政策等因素推动，需求超预期旺盛所致，实际上新产能在不断释放中，下半年预计将加速，可为组件提供较大的产量支持，也为硅料价格稳定提供基础。●“平价”后光伏已表现出较强能源属性，终端价格不仅由成本决定，也与其他能源形式相关，今年来看下游价格接受度预计超过去年，但若组件价格突破去年高点，需求是否仍能保持旺盛状态尚有待观察，但综合来看组件出货量大概实现超预增长，同时产业链利润长期有望提升。●此外，硅料价格实际反应产业链话语权与利润分配，随大量新产能的投放，超额利润始终将向下游端释放，对行业维持“推荐”评级，建议积极关注隆基股份、晶澳科技、晶科能源、天合光能、爱旭股份等电池组件环节龙头企业。风险提示：1)海外市场政策存在不确定性，2)新冠疫情反复存在供应链不确定性，3)下游潜在组件需求存在不确定性，4)硅料行业新产能投放不及预期，5)产业各环节扩张过快导致竞争加剧，6)测算具有一定主观性，7)重点关注公司未来业绩不确定性，8)中国与国外市场并不具有完全可比性，相关数据仅供参考。请务必阅读附注中免责条款部分6一、背景回顾：产能错配硅料价格高企，产业链成本大幅抬升，新技术放大等效供给三、需求端：能源危机下全球装机超预期增长，价格接受度或提高四、投资建议及风险提示请务必阅读附注中免责条款部分7一、背景回顾：产能错配硅料价格高企，产业链成本大幅抬升1.1技术降本叠加“碳中和”，光伏成为最有前景的能源方式 《Future_of_Solar_PV_2019》IRENA_World_Energy_Transitions_Outlook_2022》请务必阅读附注中免责条款部分8请务必阅读附注中免责条款部分9表1：各国“碳中和”目标情况1表1：各国“碳中和”目标情况已出台法律规定的国家目标年份已出台政策文件的国家 (部分)2045代夫2030瑞典2045兰2035牙2045利20402050岛2040法国2050国20502050大利205020502050大2050马尼亚2050牙20502050兰2050腊20502050其2053匈牙利20502060新西兰2050兰20601.2光伏主制造链各环节产能周期不同，上下游产能错配矛盾凸显表2：光伏主产业链料片件产能建设期(月)4-106-9-6爬坡期(月)-62-32-3约1成熟产线投资额 (亿/GW)3.00.7-1产能启停难一般较难易请务必阅读附注中免责条款部分10请务必阅读附注中免责条款部分11表3：光伏制造链年产能情况1.表3：光伏制造链年产能情况2018201920202021硅料产能(万吨)57.762.151.961.938.845.242.052.0——进口18.916.99.99.9硅片(GW)150.0180.0250.0400+——单晶85.0125.0205.0400.0——多晶65.055.045.0—电池(GW)128.0170.0220.0350+组件(GW)130.0170.0220.0350+硅料-硅片相对缺口(万吨)-4.1-3.520.443以上硅料-组件相对缺口(万吨)-6.2-2.116.135以上研究所1.3硅料价格高企向下传递，制造链成本抬升，终端需求有所抑制涨，去年中开始达到3倍以上水平，并持续维持高位。游接受度形成一定请务必阅读附注中免责条款部分12请务必阅读附注中免责条款部分13：新产能批量投放下半年加速，新技术放大等效供给强刺激，新产能项目井喷，硅料远期供应充裕技术加速验证，“颗粒硅”大规模产业化来临片、电池等制造技术持续进步，带来等效增产期供应：年内实际产能逐季提升，下半年加速累计产能(万吨)2.1高利润强刺激，新产能项目井喷，硅料远期供应量充裕累计产能(万吨)8.7%，大全自2021Q2开始的4个季度平均毛利率达到68.1%。线成成本(万元/吨) 请务必阅读附注中免责条款部分14请务必阅读附注中免责条款部分15表表5：主要硅料生产企业新产能项目情况(2)022年间投产。公司新产能项目规模(万吨)投产/预计时间通威-永祥份乐山二期5万吨5云南一期5万吨(10万吨一期)5包头二期5万吨52022—06乐山五通桥一期10万吨云南二期6万吨(10万吨二期)62023及以后乐山五通桥二期10万吨2023及以后协鑫科技中能硅业 (颗粒硅)徐州2万吨2山10万吨62022—06徐州3万吨32022—07包头一期6万吨(30万吨基建)62022—09包头后续24万吨2023及以后呼和浩特10万吨2023及以后全能源新疆3.5万吨包头20万吨(分10万吨两期)2023及以后特能源新疆2万吨技改22022—04包头一期10万吨2022—09吉昌20万吨(分两期)2023及以后公司新产能项目规模(万吨)投产/预计时间东方希望新疆6万吨62022—07宁夏12.5万吨(40万吨一期)2023及以后宁夏27.5万吨(40万吨二期2023及以后硅业青海3万吨32022—03青海4万吨4日升-聚光包头15万吨2023及以后南玻1万吨复产12022—02天宏瑞科 (颗粒硅)以后原业内企业合计521-22年间投产合计请务必阅读附注中免责条款部分16表7：新进入企业硅料产能项目情况(2)分将中远期来看硅料产能规划充裕。公司新产能项目规模(万吨)投产/预计时间青海一期5万吨52022—07青海后续15万吨2023及以后疆晶诺新疆胡杨河一期5万吨5新疆胡杨河二期5万吨52023及以后团酒泉一期5万吨52023—06酒泉一期后续25万吨2023以后酒泉二期后续30万吨2023以后合盛硅业乌鲁木齐20万吨2023及以后吉利襄阳谷城一期5万吨52023—05电能源哈密一期10万吨哈密二期10万吨2023以后上机数控包头10万吨公司新产能项目规模(万吨)投产/预计时间信义光能曲靖一期6万吨6信义光能曲靖二期14万吨14江苏润阳宁夏石嘴山一期5万吨5江苏润阳宁夏石嘴山二期5万吨5中来股份山西古交10万吨10中来股份江苏阳光巴彦淖尔10万吨10江苏阳光包头10万吨10其亚集团新疆准东一期10万吨10其亚集团新疆准东二期10万吨10新进入企业合计22521-22年间投产合计102.2颠覆式技术加速验证，“颗粒硅”大规模产业化来临➢“颗粒硅”通过硅烷流化床工艺生产，产成品可直接用于下游投料，反应收率高。➢“颗粒硅”工艺历史悠久，近年来主要由保利协鑫(现协鑫科技)在光伏领域发展推广，此外还包括天宏瑞科也在进行生产。硅烷法(FBR)法工艺原理SiH4→Si+2H2(高温分解)热，外补热量低艺原理SiHCl3+H2→Si+3HClSiHCl3→Si+3SiCl4+2H2SiCl4+2H2→Si+4HCl热，需外补大量热量注：另在还原炉内也存在氯硅烷聚合反应请务必阅读附注中免责条款部分172.项目改良西门子法硅烷流化床法(颗粒硅)生产连续性批次生产，需进行装、拆炉连续性不间断生产副产物副产聚氯硅烷无能耗高(耗电量约60度/kg)低(耗电量：约20度/kg)反应温度/℃高(1080-1100℃)低(550-700℃)人力/人水消耗/t氢消耗Nm³/t制造成本国内:40元/kg-60元/kg小于35元/kg初始投资约10亿元每万吨约7亿元每万吨占地/亩代表企业2019年通威9.5亿/万吨2019年大全9.8亿万吨协鑫颗粒硅7亿/万吨 图12：“颗粒硅”(上)与“棒状硅”(下)生产流程请务必阅读附注中免责条款部分18请务必阅读附注中免责条款部分19表9：硅料行业标准2.表9：硅料行业标准➢颗粒硅品质实现突破，已能良好满足光伏级产品要求，其中保利协鑫金属杂质含量已能降至10ppbw以下，“氢跳”等问题也得到了较好解决方案。标流化床法颗粒硅技术指标(待修订标准)流化床法颗粒硅技术指标(原标准)太阳能级多晶硅产品型号/标准特级品1级品3级品特级品1级品3级品特级品1级品3级品电子1级电子3级施主杂质浓度/(10^-9ppba)≤0.30≤0.68≤2.61≤0.30≤1.10≤4.80≤0.68≤1.40≤6.16≤0.15≤0.30受主杂质浓度/(10^-9ppba)≤0.10≤0.20≤1.32≤0.20≤0.26≤1.32≤0.26≤0.54≤2.66≤0.05≤0.10氧浓度/(10^16atoms/㎤)≤2≤5≤10≤1—碳浓度/(10^16atoms/㎤)<1.5<2.5<10.0<2.0≤25.0≤50.0≤2.0≤2.5≤4.0<0.4<1.5氢浓度/(10^16atoms/㎤)≤15≤30≤30≤30≤30≤30少数载流子寿命/ps≥300≥200≥50≥1000≥500体金属杂质含量(ppbw)≤15≤50≤100≤1.0≤2.0面金属杂质含量(ppbw)≤30≤100≤100≤5.5≤15总金属杂质平均浓度(ppbw)≤10≤15≤100≤10≤100≤600究所2.2颠覆式技术加速验证，“颗粒硅”大规模产业化来临货，颗粒硅大规模产线持续稳定表10：保利协鑫颗粒硅相关主要订单情况硅片企业期限供应总量(万吨)年均供应量采购具体产品021年12月多晶硅(预计含颗粒硅)023年12月多晶硅(预计含颗粒硅)月-2023年多晶硅(预计含颗粒硅)026年12月包含颗粒硅良节能026年12月包含颗粒硅2021年7月1日-2026年6月30日全部颗粒硅合计能占比目2021年底总2022实际新增2022总有效2022年底总投产产能产能产能产能保利协鑫产能(万吨)7.58.518天宏瑞科(万吨)1.81.8计8硅料行业占比%究所请务必阅读附注中免责条款部分20请务必阅读附注中免责条款部分212.3下游硅片、电池等制造技术持续进步，带来等效增产增加一量，此外提升拉晶环节的硅料使用效率也有重要影响。请务必阅读附注中免责条款部分22TOPCon和HJT与当前主流PERC电池技术特性对比TOPCon和HJT与当前主流PERC电池技术特性对比23.3+%%%理论效率4.50%28.2-28.7%8.50%双面率温度系数0.35%/K%/K%/K弱光响应略差好好投资低高1GW设备投资额1.0-1.5亿元2.0-2.5亿元4-4.5亿元PERC产线兼容性主流产品可由现有产线升级不兼容电池片切损低低高用也就更少。 证券研究所2.3下游硅片、电池等制造技术持续进步，带来等效增产➢TOPCon与现有PERC技术产线兼容性较强，因此具有较好的产业推广基础深。、中来股份，国海证券研究所请务必阅读附注中免责条款部分23TOPCon要研发企业产业化进展2TOPCon要研发企业产业化进展60GW。有望成为TOPCon市场公司产业化进展产能规划实验室转换效率25.4%，尖山1GW产线量产平均效率245%，下阶段优化至25%+尖山&安徽16GW项目隆基股份实验室替换效率25.21%，中试线量产平均效率24.5%银川3GW，西线15GW已及后续规划天合光能宿迁500MW新中试线8GW宿迁二期中来股份产线效率24%+，研发效率24.5%+新中试线验证中泰州2GW，山西16GW晶澳科技中试线，效率24%+中试线规划中，义乌二期规划中国电投效率突攻23.5%+未知通威股份中试线效率24.3%+技改15GW,中试线1GW量产效率23.5%+效率23.5%+东方日升效率24%+金坛规划3GW，义乌5GW中利腾辉1GWTOPCon电池及组件改造项目1GW金寨嘉悦2021年二期评估中中清评估中顺风光电效率24+，最高效率245%扩产1GW华耀光电项目评估中江苏潞能2021年3月开工预计扩产1GW协鑫5GW扩产计划中一道1GW量产效率24%+规划5GW无锡尚德扩产2GW与微导合作比亚迪规划产能200MW待定捷太规划中试线500MW阿特斯规划中试线待定请务必阅读附注中免责条款部分24请务必阅读附注中免责条款部分25表14：单位硅料对应下游环节最大产出量测算2.表14：单位硅料对应下游环节最大产出量测算22/2023年，每万吨硅料可支持的组件4.33GW，可支持的并网容量为3.47/3.60GW，同比有望增加9%。数项目202020212022E2023E硅片—拉晶/铸锭方棒硅耗(kg/kg)1.0761.0681.0631.060—切片金刚线母线直径(pm)70.863.758.554.5硅片平均厚度(pm)175.0170.0164.3158.2导轮槽距(mm)0.2440.2270.2160.212硅片综合良率(%)96%97%98%98%每kg硅料出片数47.652.155.556.7单位硅料产出(GW/万吨)3.563.944.294.46平均光电转化效率22.6%22.9%23.4%23.8%综合良率98%单位硅料产出(GW/万吨)3.453.864.204.37组件CTM良率990%单位硅料产出(GW/万吨)3.423.824.164.33装机并网组件容配比.21.21.21.2单位硅料产出(GW/万吨)2.853.183.473.60增幅请务必阅读附注中免责条款部分26表15：硅料行业各年底已投产产能情况表16：硅料年底总投产产能与下游环节产量对应情况年底产能下游对应产量表15：硅料行业各年底已投产产能情况表16：硅料年底总投产产能与下游环节产量对应情况年底产能下游对应产量0122E合计硅料(万吨)硅片(GW)554.0电池(GW)542.9组件(GW)537.5并网装机(GW)447.9公司技术路线202020212022E通威股份改良西门子81833协鑫科技改良西门子81010硅烷法318新疆大全改良西门子7.811.511.5新特能源改良西门子7.27.220东方希望改良西门子6612亚洲硅业改良西门子229内蒙东立改良西门子1.21.21.2鄂尔多斯改良西门子1.21.21.2天宏瑞科硅烷法1.91.81.8洛阳中硅改良西门子0.50.50.5东方日升-聚光改良西门子青海丽豪改良西门子5新疆晶诺改良西门子5国内其他改良西门子310.8Wacker改良西门子888OCI改良西门子3.43.53.5Hemlock改良西门子1.81.81.8至少537.5GW的组件制造和447.9GW的终端并2020年底的3倍，即在2023年硅料产能将相对表17：硅料企业分季度实际产能预测情况2.表17：硅料企业分季度实际产能预测情况实际有效新产能预计可达34.0万吨(颗粒硅Q加速。对应组件产量和并网量约为/270.7GW。公司22Q122Q2E22H1E22Q3E22Q4E22H2E2022E通威股份4.24.68.75.55.99.520.2保利协鑫3.13.36.34.97.312.218.5大全能源2.62.85.52.82.85.711.1新特能源2.02.34.32.74.57.211.4东方希望1.51.53.01.52.33.86.8亚洲硅业0.51.11.61.31.83.04.6青海丽豪1.9其他国内企业1.92.14.01.50.92.36.4海外企业3.33.36.73.33.36.713.3合计(万吨)19.120.940.124.731.454.296.3季度环比17.6%9.7%18.2%27.7%——保守预计支撑下游环节最大产量(GW)——硅片65.675.2140.886.8108.3195.2336.0电池64.073.4137.584.8105.9190.7328.1组件63.472.7136.184.0104.8188.8324.9装机52.860.6113.470.087.3157.3270.7请务必阅读附注中免责条款部分27请务必阅读附注中免责条款部分28三、需求端：能源危机下全球装机超预期增长，价格接受度或提高3.1全球装机需求旺盛，高价组件对海外市场影响较小资料来源：CPIA，国海证券研究所请务必阅读附注中免责条款部分293.1全球装机需求旺盛，高价组件对海外影响较小 图22：部分主要国家及地区新增光伏装机(GW)及占比情况图图23：全球屋顶光伏与大型电站装机(GW)请务必阅读附注中免责条款部分30请务必阅读附注中免责条款部分313.2能源危机下海外政策利好频出，进一步刺需求增长图图25：中国对欧洲组件出口情况(GW)请务必阅读附注中免责条款部分32表18：今年以来欧洲国家主要光伏相关支持政策3.2表18：今年以来欧洲国家主要光伏相关支持政策策欧盟RepowerEU计划中，2030年可再生能源的总体目标从40%提高到45%，预计新增投资2100亿欧元。在光伏方面，欧盟将在2025年前实现超过320GW的交流太阳能光伏并网目标，并到2030年进一步扩大到600GW，较此前FF55计划的420GW提升43%，同时要求2029年后强制安装屋顶光伏。2022年5月30日意大利意大利太阳能平衡法案提出，到2030年光伏装机总容量达到52GW，目前意大利光伏装机总容量为22GW。为了实现这一目标，意大利需要将每年推出的太阳能项目量提升2倍。2022年4月7日英国英国新能源战略提出，到2035年光伏装机总容量增长五倍，由现有的14GW增2022年4月7日德国“复活节一揽子计划”提出，到2030年光伏装机总容量达到215GW。为了如期实现这一目标，德国每年平均需要安装22GW的太阳能。2022年3月1日德国德国可再生能源法的立法修正案草案提出，到2030年风电或光伏占比达到80%，到2035年达到100%；同时，到2030年光伏装机总容量达到200GW。2022年2月10日法国计划到2050年光伏装机总容量达到100GW。表19：美国对中国光伏企业的相关贸易政策事件3.表19：美国对中国光伏企业的相关贸易政策事件相关贸易措施2011年11月反倾销和反补贴关税美国商务(DOC)部对华光伏产品(电池片、组件)进行反倾销和反补贴调查立案2012年10月反倾销和反补贴关税“双反”终裁，出口到美国的中国光伏产品必须缴纳18.32%~249.96%的反倾销关税(AD)，以及缴纳14.78%~15.97%的反补贴关税 (CVD)。12月和反补贴关税美国对中国和中国台湾地区的光伏电池制造商实施第二轮双反，征收包括高达26.71%至165.04%的反倾销税、27.64%至49.79%的反补贴税，此后每年进行复审。年1月时任美国总统特朗普批准对从中国进口的光伏电池和组件征收30%的关税，为期四年，税率逐年下调5%，每年2.5GW豁免；2019年6月豁免双玻组件；2022年2月宣布政策延长至2025年。年9月年1月和反补贴关税美国商务部对进口自中国大陆的晶体硅光伏产品启动第一次反倾销和反补贴日落复审立案调查，对进口自台湾地区的涉案产品启动第一次反倾销日落复审立案调查，8月做出双反继续有效的肯定性终裁。年3月令八名共和党参议员提交《禁止购买在中国生产或组装的太阳能电池板提案》，主要内容为禁止美国联邦资金用于采购中国(尤其是中国新疆地区)生产或组装的太阳能电池板。年6月WRO美国海关和边境保护局(CBP)发布暂扣令(WRO)，禁止从“实体清单”中的合盛硅业及其子公司进口金属硅，及使用了合盛硅业硅材料衍生或生产的货物和太阳能产品。此后8月，晶科能源、阿特斯等组件也遭扣留。年8月亚反规避调查部分美国太阳能行业公司要求美国商务部对少数从马来西亚、泰国和越南进口的晶体硅光伏电池和组件生产商执行反倾销和反补贴税命令，声称中国太阳能产品对反倾销税和关税的规避已经阻碍了美国的行业。11月商务部初步裁定拒绝了此项调查。2021年10月WRO美国海关依据暂扣令(WRO)对隆基绿能科技股份有限公司及美国子公司出口到美国的共计40.31MW组件产品进行了扣留美国国际贸易法院(CIT)正式宣布正式恢复双玻组件的201关税豁免权，并将第201节税率从18%降至15%(此前特朗普执政时期在10101号公告中将这一税率提高至18%)，这两项变动下，此前征收的额外关税将退还给相关企业。年2月亚反规避调查国光伏组件制造商通过将部分制造业务转移到东南亚国家以规避反倾销和反补贴关税的行为；5月，商务部明确来自中国的多晶硅在中国境外生产的硅片不受调查约束，同时在初步或最终确定的情况下，对任何被调查国家征收的关税税率将等于首先被规避的中国制造商和/或出口商的公司特定税率，同月有22名参议员和85名众议员致函要求美国总统拜登取消商务部反规避调查，理由是对本地产业产生伤害。年6月东南亚关税/反规避调美国白宫宣布，依据《国防生产法》允许美国从泰国、越南、马来西亚、菲律宾进口太阳能电池板，24个月内免征关税，并以此作为推查动清洁能源计划的一部分。能源信息平台、观察者网、财富中文网、全球光伏、前瞻网、能源一号，国海证券研究所请务必阅读附注中免责条款部分33请务必阅读附注中免责条款部分343.2能源危机下海外政策利好频出，进一步刺需求增长 请务必阅读附注中免责条款部分353.3国内分布式发展迅猛，集中式项目仍对组件成本较敏感3.2国内分布式发展迅猛，集中式项目仍对组件成本敏感证券研究所素。价格接受度也将超过去年，但越发面临去年高点考验，高位下是否 请务必阅读附注中免责条款部分36请务必阅读附注中免责条款部分37表20：全球光伏新增装机增幅预测(GW)年新增装机增幅表20：全球光伏新增装机增幅预测(GW)年新增装机增幅202122保守22中性22积极全球总计6305486120欧盟937132333美国1870510印度-1-6912502-2012海外其他11103152025国内集中式