第四章全球太阳能电池材料产业分析

中国科学院武汉文献情报中心产业技术分析中心1 第四章 全球太阳能电池材料产业分析第一节 硅太阳能电池材料产业分析1.1 硅太阳能电池产业链分析在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备（单晶硅、多晶硅、非多晶硅薄膜） 、硅片生产、 电池制造、组件封装四个环节。产业链最上游是太阳能晶硅制备，这个环节技术门槛高 （尤其是多晶硅） ， 具有一定垄断性， Hemlock 、 Wacker、 Tokuyama、 REC、 MEMC 、Misubishi 和 Sumitomo 等公司掌握晶硅制备技术， 占据全球太阳能多晶硅总产量的 95以上。第二个环节是硅片生产，主要技术流程包括铸锭（或单晶生长） 、切方滚磨、用多线切割机切片、化学腐蚀抛光，其中铸锭（或单晶生长）环节属于高能耗，切割机等的投资规模相对较大， 在工艺、 资金方面存在壁垒。 在这个环节中夏普、 Q-cells 、 BP Solar、 Deutsche Solar、Kyocera 等公司占据较大的市场份额。中国的天威英利是这个领域的竞争者之一，具备生产单晶硅片的能力， 技术难度仅次于多晶硅的制造。 第三个层次是太阳能电池制造， 中国的代表企业是宏威集团、 无锡尚德和天威英利， 产能、 产量都属于全球主流的太阳能电池制造商。第四个环节是组件封装， 技术含量相对较低， 进入门槛低，属于劳动力密集型产业，国内有较多企业参与这个市场。表 1 全球太阳能电池材料企业在晶硅产业链中的位置概况产业链 子行业 全球龙头企业 国内主要企业上游（晶硅制备）单晶硅 Tokuyama， Hemlock 拓日新能、 兰花科创多晶硅Tokuyama， Hemlock ， Wacker， REC ，MEMC ， Misubishi ， Sumitomo 拓日新能、无锡尚德、大全新能源非晶硅 Misubishi 拓日新能中游（硅片生产）Sharp、 Q-cells 、 BP Solar、 Deutsche Solar、 Kyocera 天威英利、中环股份、 大成硅科技、 昱辉阳光、 阿特斯、 河北晶澳、江西赛维、保定英利下游（ 电 池 的 制造、组装）宏威集团、无锡尚德、 天威英利、 江苏林洋、保定英利中国太阳能电池材料产业技术分析报告 2011 2 1.2 硅太阳能电池材料企业竞争格局1.2.1 硅太阳能电池材料企业产能变化分析随着近年来世界多晶硅行业的快速发展， 许多新兴的多晶硅厂商逐渐成长起来， 打破了世界多晶硅行业完全由传统七大巨头垄断的局面。 尤其值得关注的是， 国内光伏企业纷纷扩充多晶硅产能，目前超过万吨产能的就有保利协鑫旗下的江苏中能（ 2.1 万吨）和赛维 LDK（ 1.1 万吨） ，中国多晶硅生产企业在国际市场上的竞争力逐渐增强。同时， 前几年多晶硅的高价高毛利吸引了全球大批没有生产经验的厂商进入， 其中绝大部分来自于中国。 从各硅料厂计划的投资产能来看， 未来几年新进入者产能规模非常大。 如韩国的 DC 化学、中国的 LDK 、江苏中能等都有万吨以上的产能扩张。表 2 全球多晶硅新厂商产能扩张情况（ t）公司 国家 2007 2008 2009 2010（ E）赛维 LDK CH 1000 16000 16000 江苏中能 CH 1500 3000 8250 13500 四川永祥 CH 1000 4000 10000 亚洲硅业 CH 2000 4000 6000 洛阳中硅 CH 1000 2000 3000 3000 大全集团 CH 3000 3000 3000 昱辉多晶硅 CH 3000 3000 3000 江苏阳光 CH 1500 3000 无锡中彩 CH 300 1000 3000 3000 乐电天威 CH 3000 新津硅业 CH 3000 江苏顺大 CH 2500 2500 2500 大陆新能源 CH 2500 2500 峨嵋半导体 CH 200 350 1025 1700 宜昌南玻 CH 1500 1500 1500 内蒙古神州硅业 CH 1500 1500 新疆新能源 CH 1500 新光硅业 CH 1260 1260 1260 1260 林州中升半导体 CH 300 300 300 300 上海棱光 CH 40 40 40 40 Silicio Energia ES 2500 5000 Sunways GER 1000 1000 M.Setek JP 3000 4680 6250 13500 Nitol RU 3700 3700 DC Chemical S.Korea 5000 5000 16500 26500 KCC Corporation S.Korea 3200 PV Cyrstalox UK 1800 1800 Hoku Scientific US 4000 4000 中国科学院武汉文献情报中心产业技术分析中心3 1.2.2 光伏企业产能扩张情况分析2010 年，随着全球经济逐渐转暖，各国政府大力推广太阳能政策的拉动效应渐显，国内外光伏产业呈现出强劲的复苏态势。 国内各企业普遍看好光伏产业前景， 导致许多光伏企业开始逐步扩充各自产能， 来应对潜在的市场需求。 根据各企业项目建设情况分析， 这部分产能绝大多数会在 2011 年得到释放。而产能的集中释放，会造成世界光伏电池和组件产能过剩的局面。根据相关数据预测， 2011 年国内主要光伏电池片和组件生产企业的产能扩张幅度基本上能够达到 100，而世界光伏市场对电池片和组件需求的增长不会超过 30，市场供求增速的失衡将导致企业开工率的大幅下降。表 3 内主要光伏电池片和组件生产企业的产能扩张情况一览表 单位 MW 尚德 英利 晶澳 赛维 晶龙 天合 阿特斯 国内总产能2010 2600 1900 1400 460 1600 1150 1050 14GW 2011（ E） 3400 2200 1950 1900 1800 1300 1250 23-32GW 1.2.3 企业竞争格局分析2011 年欧洲主要光伏大国会继续下调光伏上网电价的补贴， 这就使得 2011 年欧洲光伏市场规模增速将明显放缓；另一方面，美国、日本、 中国等新兴光伏市场规模的增长速度又相对有限。受以上这些因素的影响， 2011 年将会是全球太阳能光伏市场的一个小年。总体上来看， 2011 年欧洲光伏市场的需求将出现同 2009 年相类似的突然性下滑，在整个行业发展增速放缓的大背景下， 2011 年国内光伏产业链上各板块的平均利润率也将有不同幅度的下降。当前国内多晶硅行业的平均利润率在 30左右，多晶硅的价格暂时稳定在 80 美元 /千克左右，预计 2011 年国内多晶硅行业受下游光伏电池和组件企业开工率下降的影响，多晶硅的市场售价可能会有小幅下滑， 行业平均利润率也会因此受到影响， 下降到 20左右。由于多晶硅价格出现下降， 2011 年国内晶硅电池片和组件行业的成本压力会有所减小，产品的售价也会有所降低。 另外， 晶硅电池片的光电转换效率也会保持连年提升的势头， 2011年国内主要光伏企业所产晶硅电池片的光电转换效率会达到 18左右，理论上电池片光电转换效率的提高可以支撑更高的产品售价，但是大多数企业不会将此作为产品提价的理由，而是会采取一种 “加量不加价” 的竞争策略， 所以电池片光电转换效率的提升对光伏企业的产品售价和利润不会造成直接影响。当前国内各大光伏电池和组件生产企业都在扩充产能， 应该说对于规模经济效应明显的光伏产业来说， 企业保持一个合理的产能规模是非常有助于降低生产成本的， 但是当前国内主要光伏电池和组件企业的产能规模大多位于 12 GW 之间， 已经处在了一个规模最优的阶段， 如果相关企业在此基础上继续扩大产能， 那么产能扩张带来成本下降的边际效应就会递减，所以 2011 年产能扩张过快的国内光伏企业在成本控制方面并不会占据较大优势。总的来说 2011 年国内光伏行业内的企业将呈现两极分化的现象，强者恒强的趋势更加明显。由于 2011 年世界光伏市场的需求预期将会出现减少，这实际上使得该行业之前的供中国太阳能电池材料产业技术分析报告 2011 4 需关系发生了逆转， 组件需求方将在市场上处于相对优势地位。 市场的萎缩会使需求方将订单更多投向综合实力较强的光伏企业，中小型光伏企业获得订单的难度会大大上升；另外，实力较强的光伏企业多是垂直一体化建设比较成功的企业， 这些企业抗市场风险的能力普遍较强，这种优势在市场低迷时会越发的凸显出来。因为市场需求的基本面还在，所以 2011年不容乐观的光伏市场环境对国内主要光伏企业的影响不大， 但是对于那些中小型光伏企业带来的压力较大。1.3 硅太阳能电池材料市场动态分析1.3.1 硅太阳能电池材料市场供给情况分析2003 年以前，中国并没有多晶硅生产能力。不过在 2005 年之后，随着全球光伏产业的高速发展， 中国多晶硅供给能力不断增强。继洛阳中硅、 四川新光硅业、徐州中能和峨嵋等新建和扩建后， 许多实力雄厚的大中型企业看好多晶硅产业发展商机， 纷纷投入到多晶硅产业中来，建立多晶硅生产线，形成了我国多晶硅产业发展热潮。到目前为止，有近 50 家公司正在建设、 扩建和筹建以西门子改良法为技术路线的多晶硅生产线， 总建设规模超过 10Wt ，总投资超过 1000 亿。2008 年以前，全球七大多晶硅传统生产商满足了半导体和光伏行业多晶硅的绝大部分需求。 从下表可以看到， Hemlock 和 Wacker 是两个最大的多晶硅生产商， 两者 2007 年产能都达到 10000t， 并且都公布了 20082012 年激进的产能扩张计划。 REC 和 MEMC 也都公布产能扩张计划。从生产技术方法上看，绝大多数公司都采用西门子法生产多晶硅， MEMC还使用硫化床（ FBR ）方法， REC 也建立了 FBR 法多晶硅工厂。七大集团多晶硅生产的历史较长，技术成熟，生产成本都有显著的竞争优势。表 4 20062010 年七大传统多晶硅供应商产能扩张情况（ t）公司 国家 2006 2007 2008 2009 2010 Hemlock US 10000 10000 19000 19000 25000 MEMC US 4400 6000 8000 12000 15000 REC US 6000 6000 8667 17500 17500 Wacker GER 6000 10000 10000 15150 25150 Tokuyama JP 5200 5200 5200 8200 8200 Mitsubishi JP 3000 3150 3300 3300 4300 OsakaTitanium JP 900 1300 1400 1400 1400 数据来源 PVnews考虑到建设多晶硅厂的高资本需求、 较长的建设周期以及新进入者较少的生产经验， 整体产能扩张的情况并不会与规划完全一致。另外，新的进入者融资比较困难， UMGs（ Upgraded Metallurgical Grade Silicon ，高纯度冶金级硅）产品可接受性仍然有风险。综合考虑这些因素，并减去半导体行业的供应后，可以得到多晶硅产量及增速的变化趋势。中国科学院武汉文献情报中心产业技术分析中心5 图 1 我国多晶硅产量及增速变化趋势1.3.2 硅太阳能电池材料市场需求情况分析太阳能级多晶硅的需求主要受两个因素支配， 其一是晶体硅电池的产量， 另外就是其对应的每瓦用量。 近年来由于薄膜技术的快速发展， 晶体硅电池所占的比例不断下降。 另外随着硅片切割技术的不断进步， 厚度下降， 导致单位发电所耗用的硅材料也在不断降低。 2006年到 2010 年， 硅片切割厚度由 200 μm 下降至 150 μm 。 从而导致每瓦电池耗用硅量从 12 g/W下降至至 6.5 g/W 。根据光伏晶体硅产量及每瓦耗用多晶硅量可以估算出太阳能级多晶硅需求量的变化趋势。图 2 全球太阳能用多晶硅需求量变化趋势（单位 t）1.3.3 中国多晶硅供需平衡及价格走势分析我国在 2008 年超过日本和欧洲，成为世界第一大太阳能电池生产大国。而据行业最新统计， 2009 年国内光伏电池总产量达 3500 MW ，其中薄膜太阳能电池产量为 100 MW ，硅太阳能电池产量为 3400 MW ，按每瓦需要 7g 多晶硅计算，则需多晶硅 2.0～ 2.2 Wt 左右，加上半导体的需求，我国目前多晶硅年需求应在 2.5Wt 左右。我国已经成为太阳能电池生产大国，但是 2007 年以前多晶硅供给能力很薄弱。 2007 年我国多晶硅需求量超过 10000 t，但是供给量却只有 1130t。 2008 年全年多晶硅需求量超过17000t，供给量也仅有 4110t，缺口较大，太阳能电池产业原料对进口依赖度较高。中国太阳能电池材料产业技术分析报告 2011 6 图 3 我国多晶硅供需平衡变化趋势尽管我国多晶硅供需关系仍然存在明显缺口， 但是国内多晶硅价格受到国际多晶硅价格影响更为明显。 随着全球多晶硅供需关系的改善， 多晶硅价格已经一路走低。受此影响，我国多晶硅价格和国际价格完全同步，也在 2009 年中期达到 60 美元 /kg，并在下半年一直徘徊在 6070 美元 /kg 附近的低位。图 4 2008-2009 国内多晶硅价格走势图（美元 /公斤）图 5 多晶硅价格变化趋势及走势预测（美元 /kg）80 290 1130411019000330001652 4686 10597 17000 25000 30000 0100002000030000400002005 2006 2007 2008 2009 2010E多晶硅产量（吨）