三氯氢硅:光伏多晶硅核心材料,市场格局梳理
多晶硅作为光伏以及人工智能、信息处理、光电转换等半导体行业,特别是下游光伏行业中硅片的直接原料,主要用于生产多晶硅光伏电池。
截至2022年3月底,我国已公布新建、拟建多晶硅规划产能共计超过170万吨/年。目前国内已公告的多晶硅新增产能总规划超过 300 万吨。
根据三孚股份的投资者关系活动表披露,在开机阶段,多晶硅厂商每新增1吨多晶硅产能,需一次性投入三氯氢硅约0.2吨以补液位和清洗系统;在生产阶段,多晶硅厂商每生产1吨多晶硅,需消耗三氯氢硅0.3-0.5吨以补充循环系统的损耗。
随着多晶硅产能的快速扩张,未来几年我国光伏级三氯氢硅的市场需求有望持续增长。
三氯氢硅行业概览
三氯氢硅位于硅基材料产业链中游,通过金属硅粉和氯化氢反应合成,主要用于制造多晶硅和硅烷偶联剂。
作为反应过程中不可或缺的原料,三氯氢硅对保障多晶硅企业的顺利扩张和投产具备重要意义。
根据国家标准GB/T28654-2018《工业三氯氢硅》,工业三氯氢硅分为I、II两类,其中I类用于生产多晶硅,II类用于生产硅烷偶联剂。
总体来说用于多晶硅生产的I类三氯氢硅对纯度和杂质要求更高,尤其在铝、磷、硼、铁等杂质和总碳上有严格控制。
根据大全能源招股书,三氯氢硅除硼磷技术为其生产的核心技术之一,进一步对光伏级三氯氢硅较高的技术门槛形成验证。
从技术工艺方面来看,三氯氢硅主流方法为硅氢氯化法和四氯化硅氢化法两种,其中四氯化硅氢化法需在高温高压下完成,且能耗高、对设备腐蚀严重,此外需要较大资金投入,主要被下游多晶硅企业用来对生产副产物四氯化硅进行回收,而硅氢氯化法由于技术较为成熟且适合产业化而被国内三氯氢硅企业所广泛使用。
三氯氢硅产业链
三氯氢硅产业链的上游原材料为氯化氢气体和硅粉,大规模制取高纯度的氯化氢气体并导入合成装置,需要三氯氢硅厂商拥有稳定的氯。
氯气是氯碱工业的主要产品之一,在工业生产中通常使用直流电电解饱和食盐水的方法来制取。由于氯气具有较强的毒性,其生产、运输、储存均需要相关部门的审批,且对厂商的技术水平和安全生产、管理的经验有较高要求。
市场上仅有部分多晶硅厂商和功能性硅烷厂商拥有自制三氯氢硅的能力。
从产业链下游需求来看,三氯氢硅主要用途为制造多晶硅以及硅烷偶联剂。
三氯氢硅市场格局
从需求结构上看,我国电子级三氯氢硅仍大量依赖进口。
从供给端来说,三氯氢硅产能并不稀缺,但光伏级三氯氢硅生产难度较大,其中很大部分未达到光伏级别产品指标要求,真正为下游多晶硅企业配套光伏级别产品的产能较少。
根据国金证券研究数据显示,2021年国内三氯氢硅产能分布情况;新安化工 14.1% ,唐山三孚 11.5% ,新疆大全 10.6% ,新安化工占据第一。河南尚宇、晨光新材、宏柏新材和宁夏福泰等也占据一定的市场份额。
根据百川盈孚统计,我国现有三氯氢硅有效年产能约56.6万吨,大部分产能以自用为主,其中能生产光伏级三氯氢硅并对外销售的企业仅唐山三孚股份、河南尚宇、宁夏福泰三家,合计年产能约16.5万吨,市场供应偏紧。
当前多晶硅行业利润极为丰厚,以及外购光伏级三氯氢硅对新产能顺利投产的必要性。根据多晶硅的投产节奏,今年下半年到明年年初光伏级三氯氢硅的供应会愈发紧张。预计下游企业对三氯氢硅涨价的容忍度较高,光伏级产品价格仍有一定的上探空间。
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多晶硅:光伏上游重要环节,市场格局梳理
2020年全球光伏占能源消费的比例仅为1.37%,光伏占全球发电量的比例仅为3.2%,能源转型仍处于起步阶段。
2021年在平价、双碳等因素的共同作用下,全球新能源“潜在需求规模”急速扩张。
光伏作为全球绝大部分地区最低成本电源的趋势已不可逆转,再叠加2022年欧洲各国将“加速清洁能源转型、提升能源独立性”提升到战略诉求高度,光伏需求有望持续维持高速增长。
多晶硅产业链
光伏制造主产业链包括上游多晶硅料,中游硅片/硅锭、电池、组件,以及下游光伏电站。
多晶硅是光伏产业链重要的上游环节,与硅片、电池片、组件环节不同,多晶硅环节更多的具有化工行业的属性。
多晶硅位于光伏产业链上游:
在光伏产业链的四大环节中,我国在硅片、电池片、组件环节的产量规模处于世界领先水平,但上游多晶硅料环节的产量占比较低,与下游硅片的产量占比不匹配,因此现阶段多晶硅产量无法满足国内需求,仍需进口,国内多晶硅产能扩张替代进口还有一定空间。
我国多晶硅产量占比为光伏产业链中最低环节:
我国光伏产品产量及增长情况:
多晶硅概览
多晶硅按照下游应用领域不同,可分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅,其生产一般是以纯度99%左右的工业硅为原料,经过各种物理或化学方法提纯后,使硅纯度到达6N(即99.9999%)以上的高纯硅材料。
一般太阳能级多晶硅的纯度要求硅含量为6N-9N之间,电子级多晶硅在9N-11N。
太阳能级硅主要用于太阳能电的生产制造,而电子级多晶硅作为主要的半导体电子材料,广泛应用于电子信息领域。行业的属性。
目前而言,随着光伏产业的迅猛发展,太阳能电池对多晶硅的需求量的增长速度远高于半导体多晶硅的发展。
太阳能级多晶硅经过融化铸锭或拉单晶切片后,可分别制成多晶硅片和单晶硅片,进而用于太阳能电池的生产制造。
光伏多晶硅市场格局
多晶硅市场呈现寡头垄断的竞争格局,根据目前各家企业的扩产进度,前四家企业分别为通威股份、保利协鑫、新疆大全、新特能源,产能占比将达到69%。
2021年底多晶硅产能份额:
丰厚的利润吸引了众多新旧厂家相继投入了多晶硅扩产的行列,且都规划了万吨级以上的新产能。
根据PVInfoLink调研预估,2022年的多晶硅产量约85.8万吨,约可以提供314GW的组件使用,但考虑到多晶硅的化工产业特性,新建产能开始投产到产能完全爬坡约需半年的时间,硅料的实际供给无法出现快速的成长,加上硅片环节的过度产能扩张,将造成硅片厂家在手的预备库存水位需远高于以往,导致2022年的多晶硅产能看似能够充足的满足终端需求,但是在产能爬坡时间与各环节存货影响下,2022全年多晶硅供给仍是处于紧张的状态。
2022年各季度硅料产量释放节奏预测:
考虑到全球化石能源价格飙升、各国对能源独立诉求提高,光伏终端需求将呈现爆发增长,潜在需求规模显著超过行业供应量上限。
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