太阳能电池行业产业链分析.doc
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1、太阳能电池行业产业链分析1.1 太阳能电池行业产业链分析在太阳能电池产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装和系统装配等五个环节。从各个环节的技术特点和发展来看,多晶硅制备产业进入壁垒较高,对于资金和技术要求最高。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,也具有较高的技术和资金壁垒。电池片生产领域虽然也有一定的技术要求,但是总体看规模优势更加重要。组件行业则是产业链中技术和资金门槛最低的一环,建设周期也比较短,附加值较低。属于劳动力密集型产业,国内有较多企业参与这个市场。系
2、统厂商虽然技术壁垒一般,但是对于光伏技术整体把握能力和综合运用能力要求较高。总体看太阳能电池主要的产业链条示意图如下图。对于太阳能电池片的产业链上下游分析主要围绕着晶硅供应和光伏系统需求为主。数据来源:世经未来整理图1 太阳能电池行业产业链分析数据来源:世经未来整理图2 太阳能电池链企业数量分布正因为产业链中不同环节的技术能力和资本门槛不同,可以看出整个太阳能多晶硅产业链产品供应商的数量呈明显的金字塔形分布,位于最上端的多晶硅生产厂商相对较少。硅片厂商则接近70家企业,而电池片供应商则达到150家,组件企业和系统厂商数量则远远高于上游供应商数量。因此,过去太阳能电池发展的一个重要瓶颈就是晶硅供
3、给能力不足,导致晶硅价格高居不下,使得太阳能电池成本过高影响其推广和使用。可以看到晶硅价格在200美元/kg时,晶硅价格占到电池组件成本的51.9。随着2008年以来晶硅供应量的不断扩张,晶体硅价格也不断走低。目前晶体硅价格在60美元/kg左右,此时晶体硅价格占到太阳能电池组件成本的四分之一左右。可以说原材料瓶颈问题已经逐步解决,这有助于太阳能电池未来的推广和应用。数据来源:世经未来整理图3 晶硅价格在200美元/kg和60美元/kg时太阳能电池组件的成本结构1.2 2009年太阳能电池行业上游产业分析太阳能电池目前主流仍然是晶体硅电池。在国际和国内的太阳能电池市场中晶体硅太阳能电池都要占到9
4、0以上。另外,薄膜电池中也会用到少量的硅片。因此,太阳能电池行业上游影响最大的产业就是晶体硅行业。其中,单晶硅是由多晶硅经过区域熔炼或者直拉单晶等方法提取的。因此,对于太阳能电池行业的发展影响最为深远的仍然是多晶硅产品的市场供需关系以及价格走势。另外,从多晶硅到晶体硅电池的中间环节还有硅片生产,也是对太阳能电池行业发展影响非常重要的产业。多晶硅料是光伏产业的最上游,在过去五年中在整个产业链中一直占据举足轻重的位置。多晶硅主要包括电子级多晶硅和太阳能级多晶硅。二者的主要区别是纯度的不同。太阳能级电池生产用高纯硅要求含量在6N 以上,按照技术的不同来划分,目前多晶硅的提纯方法可以分为化学法和物理法
5、。目前的主流工艺主要是化学法中的西门子法和改良西门子法。数据来源:世经未来整理图4 多晶硅提纯技术分类1.2.1 全球多晶硅供需分析1.2.1.1 全球多晶硅供给分析2008年以前,全球七大多晶硅传统生产商供应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10000吨,并且都公布了2008-2012年激进的产能扩张计划。REC和MEMC也都公布产能扩张计划。假设所有的产能扩张按计划进行,这些传统厂商的产能2010年将超过2007年的两倍,达到96550吨。从生产技术方法上看,决大多数公司都采用西门子法生产多
6、晶硅,MEMC还使用硫化床(FBR)方法,REC也建立了FBR法多晶硅工厂,计划2008年4季度开始商业生产运行。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1 2006-2010年七大传统多晶硅供应商产能扩张情况(吨)公司国家20062007200820092010(E)HemlockUS1000010000190001900025000MEMCUS4400600080001200015000RECUS6000600086671750017500WackerGER600010000100001515025150TokuyamaJP520052005200820082
7、00MitsubishiJP30003150330033004300OsakaTitaniumJP9001300140014001400数据来源:PVnews,公司公告 世经未来整理此外,近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、江苏中能等等都有万吨以上的产能扩张。表2 全球多晶硅新产商产能扩张情况(吨)公司国家2007200820092010(E)赛维LDKCH10001600016000江苏中能CH15003000825013500四川永祥CH10004
8、00010000亚洲硅业CH200040006000洛阳中硅CH1000200030003000大全集团CH300030003000昱辉多晶硅CH300030003000江苏阳光CH15003000无锡中彩CH300100030003000乐电天威CH3000新津硅业CH3000江苏顺大CH250025002500大陆新能源CH25002500峨嵋半导体CH20035010251700宜昌南玻CH150015001500内蒙古神州硅业CH15001500新疆新能源CH1500新光硅业CH1260126012601260林州中升半导体CH300300300300上海棱光CH40404040Sil
9、icio EnergiaES25005000SunwaysGER10001000M.SetekJP30004680625013500NitolRU37003700DC ChemicalS.Korea500050001650026500KCC CorporationS.Korea3200PV CyrstaloxUK18001800Hoku ScientificUS40004000数据来源:PVnews,公司公告 世经未来整理另外,除了传统采用西门子法及改良西门子法生产多晶硅外,近年来已经有部分企业采用物理法制造多晶硅。物理法制造多晶硅,与西门子法相比具有投资成本低(西门子法的1/10左右)、电力
10、消耗少(西门子法的1/4以内)的优势。这部分的产能扩张后,有望在2010年实现5万吨以上的产能。运用上述公司的产能投资计划,我们对近期多晶硅产量做大致预测。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,目前信贷危机下,新的进入者融资比较困难,UMGs(Upgraded Metallurgical Grade Silicon,高纯度冶金级硅)产品其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。数据来源:PVnews 世经未来整理图5 全球2006-2010太阳能级多晶硅
11、供给及增速变化趋势1.2.1.2 全球多晶硅需求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,导致单位发电单元所耗用的硅材料也在不断降低。2006年切割厚度为200m,而目前硅片厚度平均为180 m,预计到2010年硅片的厚度将有可能下降至150m。而每瓦电池耗用硅量则从12g/W下降至8g/W,预计2010年该指标有望下降至1.5g/W。数据来源:EPIA图6 多晶硅片切割厚度及每瓦耗用量变化趋势根据光伏晶体硅产量及每瓦耗用多晶硅量可以估算出太
12、阳能级多晶硅需求量的变化趋势。数据来源:EPIA图7 全球太阳能用多晶硅需求量变化趋势1.2.1.3 全球多晶硅供需平衡分析2008年以前,光伏行业发展一直受制于多晶硅材料的产量不足,使得多晶硅一直处于供不应求的状况,导致价格偏高;但随着2008年下半年以来全球范围内多晶硅新增产能的快速释放及金融危机下市场需求的回落,2009年多晶硅原料出现供大于求局面难以避免,而到2010年将出现阶段性的多晶硅产能过剩。数据来源:EPIA图8 太阳能用多晶硅供需平衡变化趋势1.2.1.4 全球多晶硅价格走势分析多晶硅的价格分为现货价格和长单价格两种。现货价格反映了多晶硅阶段性的供需情况,长单价格则是企业之间
13、签订的长期供货合同,时间一般为3-5 年,受短期供求关系的影响较小。过去两年由于太阳能电池需求强劲,再加上适逢半导体行业景气高峰,多晶硅需求一夜间爆增,出现了严重的供不应求现象,每公斤多晶硅现货价格在2008年三季度创下450美元的历史天价。但受金融危机及多晶硅供需关系变化的影响,自2008年四季度开始多晶硅价格也大幅下跌。太阳能级多晶硅每公斤价格在2009年7月中下旬现货价已再跌至60美元/公斤。而2009年下半年则一直徘徊在60-70美元/公斤的低位。预计2010年多晶硅价格走势将更为稳定,但随着多晶硅市场供求关系逐渐转换,多晶硅价格的长期下跌仍然是不可逆转的趋势,原材料生产环节暴利的时代
14、将逐渐成为过去。 数据来源:EPIA图9 多晶硅长单及现货价格走势图1.2.2 中国多晶硅供需分析1.2.2.1 中国多晶硅供给分析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10万吨,总投资超过1000亿。按照现有建设规模,预计到2009年底我
15、国多晶硅产能将超过5万吨,到2010年底产能有望超过8万吨。表3 我国多晶硅产商产能扩张情况(吨)公司国家200720082009(E)2010(E)赛维LDKCH10001600016000江苏中能CH15003000825013500四川永祥CH1000400010000亚洲硅业CH200040006000洛阳中硅CH1000200030003000大全集团CH300030003000昱辉多晶硅CH300030003000江苏阳光CH15003000无锡中彩CH300100030003000乐电天威CH3000新津硅业CH3000江苏顺大CH250025002500大陆新能源CH25002
16、500峨嵋半导体CH20035010251700宜昌南玻CH150015001500内蒙古神州硅业CH15001500新疆新能源CH1500新光硅业CH1260126012601260林州中升半导体CH300300300300上海棱光CH40404040数据来源:PVnews,公司公告 世经未来整理数据来源:EPIA图10 我国多晶硅产量及增速变化趋势不过多晶硅作为技术和资本高度密集型的产业,新建生产线完全达到设计产能还需要较多时间,目前大部分投产生产线仍然处于试运行阶段。因此,在2008年以前我国多晶硅产量仅有4110吨,不能完全满足我国太阳能电池产业的有效需求。不过,按照目前情况统计200
17、9年全年多晶硅产量达到19000吨,同比增长超过300。从多晶硅供给增速来看,连续四年保持在200以上,有效缓解了我国太阳能电池多晶硅原料依赖进口的状况。1.2.2.2 中国多晶硅需求分析我国在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3500MW,其中薄膜太阳能电池产量为100MW,硅太阳能电池产量为3400MW,按每瓦需要7克多晶硅计算,则需多晶硅2.0万2.2万吨左右,加上半导体的需求,我国目前多晶硅年需求应在2.5万吨左右。1.2.2.3 中国多晶硅供需平衡分析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
18、能力却少的可怜。2007年我国多晶硅需求量超过1万吨,但是供给量却只有1130吨。2008年全年多晶硅需求量超过17000吨,供给量也仅有4110吨,缺口较大,太阳能电池产业原料对进口依赖度较高。数据来源:EPIA图11 我国多晶硅供需平衡变化趋势不过,随着前期建设的多晶硅生产线陆续投入生产,且生产水平稳步提高,2009年我国多晶硅需求缺口已经降至6000吨。同时预计2010年我国多晶硅供需平衡关系将会逆转。全年多晶硅供给量将首次超过需求量。这也是我国产业政策将多晶硅列入限制范围的主要原因。1.2.2.4 中国多晶硅价格走势分析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
19、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60-70美元/kg附近的低位。 数据来源:EPIA图12 2008-2009国内多晶硅价格走势图(美元/公斤)1.3 上游行业对太阳能电池行业的影响分析多晶硅行业从2008年下半年以来呈现出来的运行特点是:全球多晶硅供大于求,国内供需缺口不断改善,产品价格一路走低。这种运行趋势对太阳能电池的发展呈现出多方面的影响。首先,多晶硅国内供给不足的局面得到明显改善将有利于国内太阳能电池产业乃至光伏产业的整体发展。过去我国太
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