光伏的重要原料——多晶硅的供需格局

弘业期货

多晶硅成本分析

本文以目前市场主流的改良西门子法为例，来探讨多晶硅的成本。多晶硅的生产成本主要包括工业硅原料成本、电力成本、人工成本、辅助材料、蒸汽、水耗等等。其中电力成本和工业硅原料是占比最大的两项，从成本端来看，进一步降低硅耗、电价和电耗水平是多晶硅企业降低成本的路径之一。理论上，多晶硅的现金成本主要包括以下几部分：

1、工业硅成本：工业硅是生产多晶硅的主要原材料，生产1吨多晶硅大约需要1.08吨多晶硅。根据百川盈孚数据，2023年工业硅的年均价为13905元/吨，那么，生产1吨多晶硅的工业硅成本约为15017元。

2、电力成本：电力成本包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗，生产1吨多晶硅大约需要消耗5.7万度电。2023年新疆地区的度电成本约为0.31元/度，因此生产1吨多晶硅的电力成本约为17670元。

3、人工成本：以某头部企业为例2023年的薪酬支出合计约为10亿元，生产20万吨的多晶硅，因此生产1吨多晶硅的人工成本约为5000元。

4、其他成本：辅助材料、水耗、蒸汽耗量等，假设为5000元/吨。

5、综合以上，2023年生产一吨多晶硅的现金成本约为42700元/吨。

图表1：多晶硅成本占比

多晶硅供应格局

1.全球多晶硅供应

就全球范围来看，海外多晶硅起源较早，最初主要应用于半导体产业，产能变化相对较小。而随着全球光伏产业迎来爆发式增长，尤其是中国加入到这一行列之后，多晶硅产能在光伏产业的加持下呈现出快速发展势头。

2021年以前，全球多晶硅产能增长较为平稳，近年来，随着中国能源结构不断转型升级，以风电光伏为代表的新能源新增装机量逐步走高，尤其是2020年9月中国政府提出双碳目标后，中国光伏产业呈现高速发展，从而带动上游多晶硅产能出现明显增长。2021年-2023年，全球多晶硅产能从67.1万吨增加至225.6万吨，上涨236.21%，年复合增长率达83.36%，产量从63.1万吨增加至159.7万吨，上涨153.09%，年复合增长率达59.09%，增速明显高于2021年以前。

图表2：全球多晶硅产能及增速（万吨，%）

图表3：全球多晶硅产量及增速（万吨，%）

在全球产能和产量高速增长的过程中，最主要的增量来自中国，2023年中国多晶硅产能达到209.9万吨，占全球总产能比例达93.0%；产量147.1万吨，占全球总产量比例达92.1%，目前中国多晶硅供应已占据全球绝对地位。我们认为主要有以下几点原因：一是无论原料工业硅还是多晶硅的生产过程，都需要大量的电力消耗，我国相对低廉的电力成本有效降低了多晶硅的生产成本；二是我国消费需求最大，中国在2015年正式超越德国成为新增光伏装机第一大国，自此以后始终位居全球领先地位；三是随着中国产业的逐步升级，不断加强自主可控，终于摆脱了光伏产业链“两头在外”的窘境，形成完备的全产业链。

2.国内多晶硅供应

近年来，国家政策大力支持光伏产业快速发展，特别是双碳目标发布之后，中国引领全球新能源发展浪潮，国内新增光伏装机量持续攀升，进而推动我国多晶硅产能、产量迎来爆发式增长。2021年-2023年，我国多晶硅产能从51.9万吨增加至209.9万吨，上涨304.43%，年复合增长率185.98%，产量从49万吨增加至147.1万吨，上涨200.20%，年复合增长率73.26%，增速明显高于全球增速。

图表4：中国多晶硅产能及增速（万吨，%）

图表5：中国多晶硅产量及增速（万吨，%）

分区域来看，国内多晶硅生产较为集中，主要分布在新疆、内蒙和四川三省，据百川盈孚数据2023年三省产能占比75%左右。由于接近原料工业硅主产地加之电价低廉，这些地区拥有明显的成本优势。

图表6：中国多晶硅产能分布

从企业分布看，我国多晶硅企业集中度相对较高，但随着新增产能项目的释放，集中度已经出现高位回落，截至2023年底，国内多晶硅CR5为73%，相较2021年的高点下降12个百分点。根据硅业分会统计的企业扩产计划，随着新进入的企业新增产能陆续投产释放，预计未来行业集中度将进一步降低。

图表7：2023年中国多晶硅产能主要厂家（万吨）

图表8：2023年中国多晶硅产能主要厂家（万吨）

多晶硅需求格局

多晶硅的下游主要包括光伏产业和半导体产业，其中半导体产业消费量较为稳定，占比也较小。而随着光伏产业的快速发展，目前太阳能级多晶硅已成为最主要的终端消费市场，约占多晶硅总需求的95%以上。光伏的主产业链为多晶硅-硅片-电池片-组件-光伏装机，据中国光伏行业协会数据显示，2023年这四个主要环节的产量同比增速均超过60%。

多晶硅的直接下游是硅片，据硅业分会数据统计，2010-2023年期间，全球硅片产量总体维持增长趋势，这正是拉动多晶硅消费需求的核心增量。其中，中国产量连续十年占全球首位，占据绝对优势地位，自2019年后产量占比全球持续稳定在95%以上。而海外占比较少，主要分布在越南、马来西亚等地。

图表9：2010-2023年中国硅片产量及占全球产量的比重

截至2023年，国内主要硅片生产企业为27家，硅片产能增加至910GW，相较2021年的416.6GW，增幅达118.4%。主要分布在内蒙古、云南、宁夏、四川、青海等地，占比分别为37.6%、18.6%、14.7%、9.8%，五大区域产能合计占国内总产能的80.7%，内蒙古和云南两地区占半壁江山。生产企业方面，前五大硅片生产商为隆基绿能、TCL中环、晶科能源、高景太阳能、双良硅材料，共计产量411.4GW，占全国总产量的69.5%。

随着全球经济可持续发展深入人心，各主要发达国家已经设定碳中和目标或是新能源发展路径，我国在2020年9月明确提出“双碳”目标，能源结构转型势在必行。未来，我国将分阶段、按步骤地，到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。

据国家能源局数据，2023年国内光伏新增装机量为216.88GW，同比增长148%。在装机预期方面，中国光伏行业协会认为，2030年新增光伏装机量将达到650GW，增速将有所放缓，但每年新增光伏装机量仍呈持续增长态势，多晶硅消费需求也将持续增长。

图表10：2014-2023年中国光伏新增装机量及同比（GW）

多晶硅进出口

我国多晶硅以进口为主，出口较少，2023年我国多晶硅进口量为6.29万吨,出口量为8450吨，出口量不到进口量的七分之一。2014-2023年，进口量呈现先增后减趋势，主要原因在于近年来随着国内多晶硅产能快速投放，自主供应能力逐步增强，从2017年至今，进口量处于稳步下降，而出口量却有所增长。

从绝对值上看，2014-2023年我国多晶硅进口量在6-16万吨区间波动，2017年以前，多晶硅进口量逐步增长，从2014年的10.2万吨涨至2017年的15.9万吨，年均复合增长率为15.8%；2017年以后，多晶硅进口量逐步下降，从2017年的15.9万吨跌至2023年的6.3万吨，年均复合增长率为-14.3%。

从相对值上看，多晶硅进口量占国内总供应量的比重逐年下降，2014-2023年期间，占比从43.3%下降至4.1%，我国多晶硅对外依存度明显下降，随着国内产能进一步投产释放，预计未来进口量仍将持续下降。

图表11：2014-2023年中国多晶硅进出口量（万吨）