2022年多晶硅行业竞争格局及供需情况分析 新进入者扩产或拉高成本曲线

  • 来源:国金证券
  • 发布时间:2022/05/23
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通威股份(600438)研究报告:精益管理成就龙头,稳步扩张巩固竞争优势。规模优势显著,多晶硅扩产规划稳定可期。公司包头二期5万吨、乐山三期12万吨分别计划2022、2023年投产,2022/2023年底铭牌产能将达到23/35万吨,2024-2026年规划产能80~100万吨,稳居行业第一。降本要素切换,精耕细作巩固成本优势。随着设备投资的规模效应边际递减、原燃料价格上涨,多晶硅行业逐步从资本开支驱动降本向技术进步驱动降本过渡,对企业技术创新与精益管理提出更高要求。公司在多晶硅行业稳扎稳打十多年,技术及精细化管理水平领先同行。2021年公司新产能生产成本最低已至3.37万元/吨,同比下降7....

1. 产能刚性导致周期底部竞争激烈,扩产时机尤为重要

全球多晶硅产能分布:从海外到中国,国内企业凭借成本优势基本完成国 产替代。早期多晶硅产能主要集中于海外,德国 Wacker、美国 Hemlock、 韩国 OCI 为主要的多晶硅厂商。2005 年我国首条 300 吨/年多晶硅产业化 示范线建成,打破海外技术封锁,但 2009 年发改委将多晶硅列为产能过 剩行业,加之国外倾销压制、信贷紧缩,我国多晶硅产业一度陷入困境, 直至 2013 年发改委等将多晶硅从产能过剩行业中排除,我国多晶硅行业 才重启发展和扩张。2018 年 531 政策出台后多晶硅价格快速下跌,OCI、 Wacker 等海外企业的多晶硅业务面临亏损,国内企业凭借成本优势及产业 规模优势站稳脚跟,逐步完成国产替代。

国内多晶硅产能分布:从东部到西部,电价为产能布局的重要考虑因素。 国内多晶硅产能分布较为集中,新疆、内蒙古、四川三地集中了国内近 80% 的产能,主要由于当地电价具有显著优势,利于多晶硅环节降本。2020 年 6 月美国商务部将 4 家中国多晶硅生产企业与新疆生产建设兵团列入“实 体清单”,拟禁止进口新疆光伏产品,由于美国多晶硅需求在全球需求占比 较小(不足 15%),目前国内多晶硅企业并未受到实际影响,但企业后续 布局多晶硅(及原料工业硅)产能时将更多考虑国际贸易关系风险。

多晶硅行业属性:资金壁垒高、扩产周期长、产能偏刚性。

资金壁垒及规模门槛提升:多晶硅是光伏产业链里技术、资金壁垒最 高的环节之一,经过数十年的发展,2021 年多晶硅投资强度已降至 8- 10 亿元/万吨,但为了达到更优的成本控制,企业需要通过提升单位装 臵产能带来规模效应,单体扩产规模不断提升,2019 年前多晶硅项目 投资规模基本在 5 万吨以内,2021 年起大幅提升至 10 万吨,规模与 资金门槛进一步提升。

扩产周期长,实际投产、达产达标进度具有不确定性:多晶硅项目从 立项、审批、开工到投产至少需要 18 个月,投产后一般还有 3-6 个月 的爬产期才能满产。此外,扩产受到项目审批、项目建设、技术水平 等多种因素影响,具有一定不确定性。

产能刚性:多晶硅产线折旧成本占比大、关停重启费用高,一旦产能 开始运转,不会轻易停产或降低开工率;从成本角度考虑,折旧及财 务费用(甚至人工)等开支不随减产/停产而减少,故只要产品价格高 于现金成本,企业一般维持 100%开工率。

产能刚性且扩产周期长,更易出现供不应求导致涨价。在光伏行业并不算 长的历史上曾多次出现“拥硅为王”的局面,主要为 2004-2008 年、 2010-2011 年初、2020-2021 年的三次硅料价格大幅上涨,导致这些结果 的直接原因都是短期需求超预期而供给增长没有跟上(阶段性供需错配), 最终导致硅料价格维持高位,并由硅料产能限制了行业产出规模及终端装 机量。从本质上看,在一个高成长的行业,硅料作为技术/资金壁垒高、产 能刚性且扩产/爬产周期长的环节之一,叠加例行检修、生产事故等增加供 给不确定性的因素,比其他环节更容易出现因供不应求而导致涨价的情况。

价格底部竞争激烈,扩产时机的选择尤为重要。

由于行业具有明显的周期性,多晶硅企业扩产的时机尤为重要,理性的企 业会选择在周期低点扩产,但市场往往难以保持完全理性,由于企业难以 准确判断行业周期、周期底部资金状况差、对未来盈利能力不自信等多种 因素,只有少数企业勇于在周期底部进行扩张。

当硅料盈利处于高位时,又会吸引大量企业积极扩产,容易造成 12~18 个 月建设期后行业阶段性产能过剩。由于硅料环节产能刚性、折旧成本高, 短时间内只要售价高于现金成本,一般企业都会选择 100%开工,造成在 行业周期底部产品价格低、盈利能力差,竞争激烈且残酷。多晶硅行业发 展初期参与者较多,经过数轮周期后目前市场只剩十家左右的参与者。

若企业无法保证成本的领先性,当产能过剩时将面临生产越多亏损越多的 尴尬状况。如老牌多晶硅企业南玻集团自 2005 年即进入太阳能光伏领域, 在 2015 年投资 5.9 亿元将 6000 吨多晶硅产能扩建至 9000 吨,2018 年达 产后恰逢行业 531 政策,在多晶硅价格跌破 80 元/kg 后停产,直至 22Q2 才重新启动,此时多晶硅价格在 200 元/kg 以上高位已维持超过 3 个季度, 且大概率将持续至 22Q4。

2. N 型、高效化趋势提升硅料品质溢价,将进一步拉开企业盈利能力差距

多晶硅的杂质(如碳、氧及其他元素)含量决定了硅料的品质和纯度,按 照现行国家标准,多晶硅纯度按照由高到低分为电子级三级、二级、一级 和太阳能级特级、三级、二级、一级。太阳能级多晶硅通常要求硅的纯度 达到至少 6N(99.9999%)以上,单晶用料纯度则要求达到 9N 以上(太 阳能特级及以上),具有较高的技术门槛。

硅片及电池片按照掺杂元素不同可分为 P 型和 N 型,N 型电池具有无光衰、 弱光效应好的优点,目前 P 型单晶电池量产转化效率已接近理论极限,随 着异质结、TOPCon 技术的发展,N 型产品有望成为未来主流的电池技术。

N 型技术对硅料纯度要求更高,一般需要达到电子二级及以上水平,目前 只有少数几家头部企业具备 N 型料稳定供应能力,随着下游 N 型电池占比提高,N 型料有望因供不应求和高转换效率而产生溢价,盈利差距有望拉 大。

3. 多晶硅供需:短期为产业链瓶颈环节,中长期新进入者或拉高成本曲线

能源转型成为全球共识,光伏超级成长周期开启。2020 年 9 月中国宣布努 力在 2060 年实现碳中和、2030 年之前实现碳达峰,欧盟、美国、日本等 主要经济体也制定了执行周期 30-40 年的碳中和目标,能源转型成为全球 共识。近期欧洲地缘政治动荡,2 月 28 日德国提出拟将 100%实现可再生 能源发电的目标提前 15 年至 2035 年达成,3 月 8 日欧盟提出一项名为 REPowerEU 的方案,旨在 2030 年前逐步摆脱对俄罗斯化石燃料的依赖, “能源的饭碗要端在自己手里”逐步成为全球共识。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,光伏超级成长周期开启。

全球平均成本快速下降,光伏平价时代来临。2020 年,全球光伏平均建造 成本为 883 USD/kW,同降 12.5%;全球 LCOE 均值 0.057 USD/kWh, 已经低于欧洲 27 国工业电价(0.102-0.301 USD/kWh )和居民电价 (0.115-0.382 USD/kWh),光伏平价时代来临。

全球光伏装机需求维持高速增长。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,我们认为近几年光伏 需求将持续维持高速增长。

硅片薄片化、金刚线细线化及电池高效化推动单瓦硅耗下降。降本增效是 光伏行业发展的永恒趋势,增效方面,各电池厂商积极推进 N 型电池技术 研发进程,随着异质结、TOPCon 技术的发展,电池转换效率已提升至 24% 以上,并仍有持续提升空间;降本方面,近年多晶硅价格维持高位,为降 低硅耗,硅片薄片化、金刚线细线化加速推进,2021 年量产 P 型单晶硅片 厚度下降至 170μm,金刚线切割线径下降至 40-42μm,2022 年均进一步 降低至 160μm、40μm。随着硅片薄片化、金刚线细线化、电池高效化推 进,单瓦硅耗将继续下降。

多晶硅供给:2022H2-2023 新增产能集中释放。2018-2020 年多晶硅环节 整体盈利不佳,企业扩产热情减退,导致 2021 年多晶硅环节基本无新增 供给,在下游光伏新增需求快速增长的背景下 2021 年硅料因供需紧张价 格持续上涨,随后相关企业加大扩产力度,考虑到建设及爬产周期,新增 产能自 2022 年初开始陆续释放,2022 年底多晶硅产能将大幅提升。若所 有在建、规划产能建设进展顺利且如期投产,则预计 2022-2023 年底全球 多晶硅铭牌产能将分别达到 140/180 万吨,同比增长 84%/29%。

多晶硅供需:短期为产业链瓶颈环节,2023 年后或逐步趋于过剩。据硅业 分会,2021 年国内多晶硅供应量为 60.6 万吨,2022Q1 新增硅料产能释放 不及预期,国内单季度硅料总供应量约 18.1 万吨。考虑到新增硅料产能释 放及爬产节奏,预计 2022 全年多晶硅新增供应量约 23~25 万吨,由于单 瓦硅耗下降,我们预计 2022 年多晶硅供应量可支撑约 290-300GW 左右组 件产出,同比增加约 50%,对应交流侧装机约 240-250GW,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,预计 2022 年硅料环节仍 为供应链刚性瓶颈。

基于当前行业扩产计划,2023 年多晶硅供应量预计增加至 120-140 万吨, 可支撑 450GW 以上组件产量和 360GW 以上交流侧装机规模,2024 年可 支撑 500GW 以上装机,基于当前的需求预测,即使不出现比多晶硅更 “短板”的供应链环节,多晶硅产能也将逐步趋于过剩。

边际产能现金成本提供短期价格支撑,完全成本决定行业长期利润中枢。

理性来看,由于企业无法在产品售价低于其现金成本的情况下长期维持生 产,边际产能现金成本附近是短期内产能开始出清的位臵,将为下跌的多 晶硅价格提供支撑。长期来看,企业生产及保持扩张的前提是获得合理的 利润,因此边际产能完全成本附近是长期使落后产能退出的位臵,此时龙 头企业凭借成本优势可赚取合理利润。

新进入者完全成本将决定行业长期合理利润中枢。龙头企业凭借多年 的工艺技术积累,单位能耗、原材料单耗、装臵运行稳定性等生产技 术指标具有优势,且产能已布局低电价区域,其新建产能将位于成本 曲线最左侧。而新进入者虽然也有能力获得较低电价,但由于硅料生 产的高技术壁垒,生产成本难以在短期内赶超龙头企业,其产能或位 于成本曲线中部,当高电价、高成本产能(约 20 万吨)完全出清后, 行业新进入者的成本将在一定程度上决定行业的合理利润中枢。

本轮周期底部多晶硅价格支撑点预计在 70~80 元/kg,长期看头部企业单 吨净利中枢 20~30 元/kg。

我们将 2023 年底全球多晶硅产能的现金成本进行排序,可以看到本轮多 晶硅产能释放后的底部理论价格支撑点在 70~80 元/kg 附近,即高成本老 产能现金成本位臵(考虑美国市场特殊性,已剔除海外产能影响),当高成 本老产能出清后,边际产能将变成新进入者的产能,按照“新进入者的完 全成本+不足以使其具有扩产动力的微薄利润”估算长期价格波动中枢,大 约在 80~90 元/kg,预计届时领先龙头企业单吨净利中枢为 20~30 元/kg。(报告来源:未来智库)

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