我國是全球最大的工業硅生產、消費和出口國,工業硅是廣期所擬上市的第一個品種,對當下硅產業的發展具有重要意義。一方面有利于中下游廠商應對原料價格的大幅變動;另一方面工業硅作為光伏產業鏈上游的主要原料,為廣大投資者提供了參與到新能源投資的新渠道。
一、工業硅簡介
工業硅又被稱為金屬硅,是由硅石和還原劑在礦熱爐內冶煉生成的一種硅單質(硅含量98%以上)產品,工業硅在固體狀態下呈暗灰色,質地堅硬而脆,導電率介于金屬和非金屬之間,可以用來制作半導體,是光伏產業中生產太陽能板、微電子行業制作硅圓晶的重要原材料,被稱為是光伏產業的源頭。
(資料圖片僅供參考)
按照工業硅中硅含量和鐵、鋁、鈣雜質含量不同,可以將工業硅劃分為不同牌號,市場上比較常見的有Si5530、Si4410、Si4210、Si4110等。牌號的后四位數字依次代表產品中主要雜質元素鐵、鋁、鈣的最高含量要求,雜質含量越低的工業硅品質更好,價格也更高。
其中Si5530、Si4210工業硅因下游用途廣泛且成分要求較低,成為我國主要的工業硅型號。
一、工業硅產業鏈
工業硅的產業鏈主要分為采選、冶煉、加工和終端需求四個部分。工業硅的上游是采選及冶煉環節,目前工業硅的冶煉工藝已經較為成熟,主流工藝為電弧爐法。原理是將硅石與木炭、煤、石油焦等還原劑按照一定比例進行配比,混勻后加入電弧爐冶煉,使用石墨電極將原料加熱到2000攝氏度以上,硅石中的二氧化硅被碳質還原劑還原生成工業硅液體,經過澆鑄、冷卻、破碎等步驟生成塊狀或粒狀工業硅。
工業硅的下游產品主要聚集于三大應用領域,分別是有機硅、多晶硅和硅鋁合金。有機硅是目前工業硅消費的第一大領域,產品種類最為豐富,下游產品主要包括硅樹脂、硅油、硅橡膠,廣泛應用于建筑材料、電子電器和日化紡織等多個行業;多晶硅主要應用于光伏,其次是半導體,目前國內消費占比排在第二,但多晶硅的消費增速快,即將在消費量上超過有機硅;硅鋁合金是工業硅的第三大消費方向,也是消費量長期表現最穩定的,主要應用在汽車、摩托車、鋁合金壓鑄行業。
二、工業硅的生產成本模型
在成本模型中,工業硅主要的成本構成為電耗、硅石和還原劑。我國工業硅每噸成本在16000—25000元之間,生產1噸工業硅大約需要2.7-3噸硅石,2噸碳質還原劑(種類包括木炭、石油焦、低灰煤等),0.1-0.13噸電極;每噸工業硅冶煉電耗在11000-14000度,電力成本約占總成本結構的35%。因生產工藝、產品牌號等的不同,成本結構存在一定差異,但主要成本支出還是電力和還原劑。
數據來源:廣期所
拿工業硅的生產工藝來說,工業硅的生產工藝可分為全煤工藝與非全煤工藝兩大類,非全煤工藝由于存在還原劑價格高昂且不符合環保要求等問題,多用于生產高品級工業硅,我國目前主流采用的是全煤工藝。比較兩種工藝下的生產成本,全煤工藝比非全煤工藝成本每噸低800元左右。
此外,我國不同省份主產的工業硅型號不同。新疆以生產通氧 553#、421#為主,國內74.86%的通氧553#和 36.08%的421#源自新疆,而云南、四川主打生產421#。新疆因具有自備電優勢,工業硅生產成本普遍低于四川及云南。
三、工業硅產能分布
工業硅的生產對資源能源依賴性強,我國工業硅產能依托于豐富的煤電、水電資源,主要分布在新疆、云南、四川等地。新疆是我國工業硅第一大產區,產能占全國總產能的32%。云南、四川兩省供應占比分列二、三位,2021年兩省工業硅產能占全國總產能比分別達到22%和19%。前三大產區供應占比合計接近80%,地域集中度較高。剩余產量零散分布在內蒙古、甘肅、福建等地。
數據來源:百川盈孚
我國三大工業硅產區各有優劣勢,其中新疆的硅石和電力優勢明顯,火電全年穩定,但運輸成本略高,生產技術管理劣勢突出;云南硅石和電力優勢明顯,運輸成本較低,但水電受季節影響大,企業規模較小;四川電力優勢明顯,運輸成本中等,但水電受季節影響大,缺乏礦石資源。
2011年起,中國成為全球范圍內最大的工業硅生產和消費國,我國工業硅產能增長經歷了十余年的高速發展期,到2021產能達到499萬噸,產量在291.3萬噸,全球占比均接近80%,處于全球工業硅供應格局中的核心地位。
需求方面,得益于有機硅和多晶硅行業的發展,全球硅需求總體呈現上升趨勢。中國是工業硅的第一大消費國,2021年的消費量為186萬噸,全球占比57%,預計2022年將進一步提升。
一、工業硅生產情況
工業硅的生產依托于豐富的煤電、水電資源,主要分布在新疆、云南、四川等地。我國工業硅產能雖然地域集中度較高,但行業集中度偏低,多以中小民營企業為主。
從統計數據來看,行業前十的企業產能、產量有明顯的斷崖特點,呈現一超多強局面。據百川盈孚數據,2021年我國工業硅生產企業超250家,其中前四家產量占比達38.21%,僅第一名合盛硅業產量占比就達27%,遠超排在其后的企業,預計2022年行業供給集中度會進一步上升。
從各企業產能規模看,云南、四川多以小廠為主,產能較為分散,而新疆企業的平均產能相對較高,尤其是合盛硅業、昌吉吉盛的產能處于行業內領先地位。
數據來源:SMM
二、工業硅消費格局
我國工業硅依托三大下游及出口構建總體的消費格局,消費結構上來看,有機硅消費占比第一,未來有機硅和多晶硅或成為主要的需求增量點。從消費的區域分布上來看,我國工業硅主要消費區域是華東、華北、華南,主要消費大省是廣東、江蘇、新疆、浙江等。
數據來源:中國有色金屬協會硅業分會
1、多晶硅
得益于近年來光伏行業的不斷發展,多晶硅未來發展潛力巨大。我國的多晶硅生產企業主要分布在西北、西南及華中區域,龍頭企業有通威股份、保利協鑫、新特能源、新疆大全等。
2、有機硅
下游有機硅是我國工業硅最主要的應用領域,消費占比接近三成。我國的有機硅企業主要分布于華東、西北兩大區域,國企和上市公司較多,產能集中度較高,國內龍頭企業主要有天賜材料、合盛硅業、新安股份等。由于有機硅下游產品廣泛用于建筑、家電、醫療、紡織等行業,因應用領域眾多,有機硅需求與宏觀經濟密切相關。
3、硅鋁合金
由于汽車消費進入平穩增長期,硅鋁合金的消費對工業硅的需求拉動遠不如有機硅和多晶硅,占工業硅消費量約16%。鋁合金企業的產能較為分散,數量龐大,主要分布區域在華東及華南,龍頭企業有君正集團、青海物通等。
三、工業硅對外貿易格局
中國是全球最大的工業硅生產和消費國,現階段工業硅的生產基本能夠覆蓋國內消費需求,進口量過小,幾乎可以忽略不計。另一方面,中國也是全球最大的工業硅出口國,中國工業硅年出口量在60-80萬噸,占國內工業硅總產量近30%,廣州黃埔港是我國第一大工業硅出口港。出口主要流向亞洲地區,以日本、韓國和部分東南亞國家為主。其中日本及韓國占比最重,分別為24%及11%。
數據來源:中國海關
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