硅片是太陽(yáng)能電池片的載體,硅片質(zhì)量的好壞直接決定了太陽(yáng)能電池片轉(zhuǎn)換效率的高低,因此需要對(duì)來(lái)料硅片進(jìn)行檢測(cè)。另外由于硅元素是地殼中儲(chǔ)量最豐富的元素之一,對(duì)太陽(yáng)能電池這樣注定要進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)(massmarket)的產(chǎn)品而言,儲(chǔ)量的優(yōu)勢(shì)也是硅成為光伏主要材料的原因之一。
一、中國(guó)太陽(yáng)能硅片行業(yè)發(fā)展總體概況
硅片為多晶硅的下游工序,與多晶硅環(huán)節(jié)不同,該環(huán)節(jié)為資本密集型,技術(shù)含量不高,產(chǎn)品工藝與投入設(shè)備相關(guān),可分為單晶硅片和多晶硅片。我國(guó)是硅片制造大國(guó),2017年我剛硅片產(chǎn)量約為188億片,折合產(chǎn)量為87.6GW,同比增長(zhǎng)39%,約占全球硅片產(chǎn)量的83%,其中單晶硅片產(chǎn)量約為60億片。
圖表1:2011-2017年中國(guó)及全球太陽(yáng)能硅片行業(yè)產(chǎn)量情況(單位:GW)
資料來(lái)源:OFweek行業(yè)研究中心
二、中國(guó)太陽(yáng)能硅片行業(yè)發(fā)展主要特點(diǎn)
1、硅棒硅片行業(yè)技術(shù)水平及發(fā)展趨勢(shì)
整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問(wèn)題就是如何降低成本,使光伏發(fā)電的性能價(jià)格比能夠優(yōu)于傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電方式。更重要的是,整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)未來(lái)的命運(yùn)也取決于光伏發(fā)電的性能價(jià)格比是否能夠快速地下降到一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的水平。光伏產(chǎn)業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,不但包括傳統(tǒng)的化石能源,而且包括其他的可再生能源。晶體硅太陽(yáng)能電池占整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的80%以上,從技術(shù)角度講,目前降低成本主要通過(guò)兩種方式:提高晶體硅太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率、減少硅用量。
以單晶為例:轉(zhuǎn)換效率方面,單晶硅電池的實(shí)驗(yàn)室效率可達(dá)25%(即單晶硅電池的最佳輸出功率與投射到其表面上的太陽(yáng)輻射功率之比為25%)。單晶硅電池效率無(wú)論實(shí)驗(yàn)室或量產(chǎn)都是商用太陽(yáng)能電池中最高的。提高電池效率首先依賴于提高單晶硅的質(zhì)量,包括降低單晶硅中氧含量以有利于提高電池的轉(zhuǎn)化效率等,這是單晶硅的發(fā)展趨勢(shì)。減少硅用量有兩種選擇:使用其他替代物或者降低電池片的厚度。從經(jīng)濟(jì)性上看,硅與其他替代材料相比,硅用于制造太陽(yáng)能電池是最經(jīng)濟(jì)的。在保證硅片強(qiáng)度的情況下,降低硅片厚度就成了節(jié)省材料的現(xiàn)實(shí)選擇。目前主流厚度是200±20微米,有薄片化趨勢(shì);同時(shí),為了降低后道工序成本,提高后道工序產(chǎn)能,有大片化趨勢(shì),市場(chǎng)將過(guò)渡到以8英寸硅片為主。
2、行業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式
目前,硅棒、硅片企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式有如下三種:(1)獨(dú)立的采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售模式,硅棒、硅片企業(yè)自主采購(gòu)多晶硅原材料進(jìn)行加工,直接銷售給下游電池片及組件廠商;(2)來(lái)料加工模式,下游廠商負(fù)責(zé)提供多晶硅原材料,硅棒、硅片企業(yè)根據(jù)客戶的要求進(jìn)行加工,并收取加工費(fèi),采用這種模式的企業(yè)要求具有較強(qiáng)的產(chǎn)品加工能力;(3)配套生產(chǎn)模式,電池片及組件廠商建立自己的配套企業(yè)生產(chǎn)硅棒、硅片,生產(chǎn)出來(lái)的硅棒、硅片直接內(nèi)部供應(yīng),進(jìn)入下一道電池片生產(chǎn)工序,實(shí)現(xiàn)一體化整合。需要指出的是,這三種模式不具有排他性。一家硅棒、硅片企業(yè)可能同時(shí)采用多種經(jīng)營(yíng)模式。
隨著未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,專業(yè)化和垂直一體化兩種生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式將體現(xiàn)出各自的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),由于太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)是一個(gè)資金技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè),多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均呈現(xiàn)資金技術(shù)密集的特點(diǎn),全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)會(huì)使企業(yè)的資源分散。隨著未來(lái)本行業(yè)利潤(rùn)率水平逐步降低到社會(huì)平均化水平,大部分企業(yè)將向?qū)I(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變,少數(shù)資金技術(shù)雄厚的大型企業(yè)集團(tuán)可能形成垂直一體化的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式。
三、中國(guó)太陽(yáng)能硅片行業(yè)發(fā)展影響因素
1、太陽(yáng)能硅片行業(yè)有利因素
(1)能源危機(jī)迫使人類尋找替代能源
根據(jù)世界能源權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析,按照目前已經(jīng)探明的化石能源儲(chǔ)量以及開采速度來(lái)計(jì)算,全球石油剩余可開采年限僅有45年,國(guó)內(nèi)剩余可開采年限為15年;全球天然氣剩余可采年限61年,國(guó)內(nèi)剩余可開采年限為30年;全球煤炭剩余可采年限230年,國(guó)內(nèi)剩余可開采年限為81年;全球鈾剩余可開采年限71年,國(guó)內(nèi)剩余可開采年限為50年。傳統(tǒng)化石能源的有限儲(chǔ)量迫使人類加速尋找可替代再生能源的步伐。
我國(guó)的一次性能源資源的儲(chǔ)量遠(yuǎn)低于世界的平均水平,我國(guó)可再生能源的替代形勢(shì)比世界其他國(guó)家要更加嚴(yán)峻、緊迫。太陽(yáng)能資源不因使用而減少,對(duì)環(huán)境沒(méi)有不利影響,大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)正是解決當(dāng)前我國(guó)能源供需矛盾,調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要措施和途徑。同時(shí),大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)也是應(yīng)對(duì)氣候變化,實(shí)現(xiàn)未來(lái)能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇,因此具有十分重要的意義。
(2)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重要性
化石能源的過(guò)度開采與使用,已經(jīng)對(duì)人類賴以生存的地球環(huán)境造成了巨大的污染和破壞。二氧化碳的大量排放導(dǎo)致了全球溫室效應(yīng),進(jìn)而引發(fā)了極地冰川的融化和海平面的上升;工業(yè)廢氣和汽車尾氣的大量排放導(dǎo)致了空氣質(zhì)量的嚴(yán)重惡化并引發(fā)呼吸道疾病的流行。人類已經(jīng)意識(shí)到保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的重要性。與此同時(shí),太陽(yáng)能以其可再生性和對(duì)環(huán)境的友好得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用,各國(guó)政府積極采取各種措施來(lái)鼓勵(lì)和發(fā)展太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè),加大研發(fā)的投入,使太陽(yáng)能光伏技術(shù)進(jìn)步的步伐明顯加快,產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,市場(chǎng)需求不斷上升,經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益日益明顯。
?。?)政府的激勵(lì)政策
受化石能源有限性及環(huán)境保護(hù)雙重壓力的影響,可再生能源已逐漸成為各國(guó)能源戰(zhàn)略規(guī)劃的重要組成部分,其中光伏發(fā)電行業(yè)是各國(guó)可再生能源的重要組成部分,自2000年4月德國(guó)通過(guò)《可再生能源法》以來(lái),各國(guó)政府陸續(xù)出臺(tái)一系列促進(jìn)太陽(yáng)能光伏行業(yè)發(fā)展的扶持政策,這些扶持政策促進(jìn)了過(guò)去幾年太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域的快速發(fā)展,也將為未來(lái)太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域提供良好的發(fā)展機(jī)會(huì)。我國(guó)政府也出臺(tái)了眾多政策和規(guī)劃,例如《關(guān)于加快推進(jìn)太陽(yáng)能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》、《金太陽(yáng)示范工程財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》、《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于完善太陽(yáng)能光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)政策的通知》、《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展"十二五"規(guī)劃》、《電力發(fā)展"十三五"規(guī)劃》等,這些政策和規(guī)劃有力的促進(jìn)了我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
?。?)成本優(yōu)勢(shì)使得太陽(yáng)能電池制造業(yè)向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移
由于中國(guó)在勞動(dòng)力成本和測(cè)試封裝領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)日趨明顯,全球太陽(yáng)能電池終端產(chǎn)品的制造也在逐步向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移。出于降低成本的考慮,終端產(chǎn)品制造商一般采取就近采購(gòu)、就近組裝的原則,盡量從本地采購(gòu)零部件。因此,下游制造產(chǎn)業(yè)的遷移也將對(duì)處于中游的硅棒硅片產(chǎn)業(yè)的布局產(chǎn)生直接影響。中國(guó)太陽(yáng)能電池產(chǎn)量的增加必然會(huì)增加對(duì)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能硅棒硅片的需求,進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)太陽(yáng)能硅棒硅片產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
?。?)我國(guó)發(fā)展太陽(yáng)能的資源條件優(yōu)越
在我國(guó)遼闊的土地上,有著豐富的太陽(yáng)能資源。我國(guó)地處北半球,南北距離和東西距離都在5000公里以上,三分之二的國(guó)土面積年日照小時(shí)是在2200小時(shí)以上,年太陽(yáng)能輻射總量大于每平方米5000兆焦,屬于太陽(yáng)能利用條件較好的地區(qū),太陽(yáng)能資源開發(fā)利用的潛力非常廣闊。我國(guó)硅資源豐富,可以為大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)提供原材料支撐。利用荒漠和每年新增的房屋建設(shè)面積,可以提供大量的邊際土地及屋頂和墻面面積用以發(fā)展太陽(yáng)能光伏電站。
2、太陽(yáng)能硅片行業(yè)不利因素
?。?)光伏補(bǔ)貼政策力度階段性減弱
過(guò)去幾年,隨著技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展,光伏太陽(yáng)能原材料價(jià)格下降、轉(zhuǎn)換率提高、使用壽命延長(zhǎng),促進(jìn)了光伏發(fā)電成本大幅下降,且未來(lái)成本有進(jìn)一步下降空間,但短期內(nèi)其成本仍高于傳統(tǒng)能源成本。我國(guó)火電成本約為0.25-0.3元/度,而當(dāng)前光伏發(fā)電成本約為0.7-1.0元/度,國(guó)外大部分區(qū)域的光伏發(fā)電成本也高于火電等傳統(tǒng)能源成本,因此太陽(yáng)能光伏行業(yè)發(fā)展仍很大程度上依賴于產(chǎn)業(yè)政策的扶持力度和政策的可持續(xù)性。
各國(guó)政府設(shè)立光伏補(bǔ)貼政策是為了促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,有計(jì)劃地解決能源危機(jī)以及達(dá)到環(huán)保減排的目標(biāo)。但下調(diào)光伏上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼是必然趨勢(shì),主要原因包括:①隨著光伏行業(yè)的發(fā)展,市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大,技術(shù)水平不斷革新,產(chǎn)品成本也持續(xù)下調(diào),因此補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)力求維持行業(yè)中各參與企業(yè)的適度盈利,否則將導(dǎo)致行業(yè)盈利能力逐漸提高而引起暴利;與此同時(shí),行業(yè)產(chǎn)能也將快速擴(kuò)張進(jìn)而破壞行業(yè)健康有序發(fā)展;②補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)下降推動(dòng)行業(yè)優(yōu)勝劣汰,推動(dòng)各參與企業(yè)進(jìn)一步加大產(chǎn)品研發(fā)和成本控制從而實(shí)現(xiàn)行業(yè)成本下降,只有成本不斷下降才能推動(dòng)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)在擺脫政府補(bǔ)貼狀況下增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力并與傳統(tǒng)能源競(jìng)爭(zhēng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模的推廣應(yīng)用;③降低補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)可以控制新增安裝量,實(shí)現(xiàn)光伏電站建設(shè)有序推進(jìn),減少政府支出。
雖然長(zhǎng)期來(lái)看,各國(guó)制定太陽(yáng)能光伏行業(yè)政策均以促使行業(yè)內(nèi)各投資主體獲得正常投資回報(bào)率、推動(dòng)行業(yè)長(zhǎng)期持續(xù)健康發(fā)展為目標(biāo),但短期內(nèi),各國(guó)補(bǔ)貼政策變動(dòng)會(huì)造成市場(chǎng)安裝量的波動(dòng),并對(duì)光伏行業(yè)中各企業(yè)盈利能力造成影響,只有不斷提高技術(shù)水平、具備成本控制能力的企業(yè)才能取得持續(xù)發(fā)展。
?。?)光伏建設(shè)發(fā)展受到其他可再生能源的影響
除太陽(yáng)能外,可再生能源主要包括風(fēng)能、地?zé)崮?、水能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能。當(dāng)前大部分國(guó)家都將太陽(yáng)能和風(fēng)能作為新能源發(fā)展的重點(diǎn)。與太陽(yáng)能相比,風(fēng)能產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)更好、其成本也更低,但安裝復(fù)雜、后續(xù)維護(hù)成本較高,且對(duì)應(yīng)用環(huán)境要求高。各地區(qū)對(duì)可再生能源的選擇方向及投入力度將影響光伏電站項(xiàng)目在該區(qū)域內(nèi)的發(fā)展情況。
四、中國(guó)太陽(yáng)能單晶硅片市場(chǎng)分布格局
受益規(guī)?;?yīng)和技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的成本下降,“領(lǐng)跑者”計(jì)劃等政策傾斜,國(guó)內(nèi)單晶硅片市場(chǎng)份額不斷增加。2014年,國(guó)內(nèi)單晶市場(chǎng)剛剛起步,市場(chǎng)份額只有5%,2015年迅猛增長(zhǎng)到15%,2016年達(dá)到約27%,2017年上半年達(dá)到36%。單晶替代的趨勢(shì)已確立。單晶產(chǎn)能擴(kuò)張進(jìn)入高潮,隨著單晶硅片需求持續(xù)火爆,硅片主要企業(yè)積極擴(kuò)張產(chǎn)能,而多晶路線企業(yè)也在規(guī)劃投產(chǎn)單晶產(chǎn)能。單晶龍頭隆基股份、中環(huán)股份將2017年新增產(chǎn)能約7.5GW和9GW,而多晶路線的晶科、協(xié)鑫也有GW級(jí)別的擴(kuò)產(chǎn),促使整個(gè)行業(yè)的單晶產(chǎn)能快速擴(kuò)大,2018年有望超過(guò)多晶產(chǎn)能(多晶路線已成熟,鑄錠環(huán)節(jié)無(wú)新投資擴(kuò)產(chǎn))。著眼未來(lái),由于單晶具有天生的晶格整齊排序優(yōu)勢(shì),在金剛線細(xì)線化、硅片薄片化、高效N型電池推廣方面有著更大的潛力。
圖表2:2015-2018年中國(guó)重點(diǎn)單晶硅片企業(yè)產(chǎn)能情況(單位:GW)