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硅能源视角下的硅产业发展趋势
2022年9期 发行日期:2022-05-05
作者:■ 硅产业绿色发展联盟SAGSI 北京国化新材料技术研究院 王育武 梁雅婷

  1月24日,在中央政治局就努力实现碳达峰碳中和进行的集体学习时,习总书记强调要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置,积极有序发展光能源、硅能源、可再生能源。其中硅能源主要包含两方面:一是以多晶硅为原料,发展光伏产业,利用太阳能发电,以新能源替代传统煤炭发电;另一方面,是发展有机硅材料,替代部分传统碳基材料,减少对化石能源的依赖。

  硅元素地壳丰度为25.7%,仅次于氧(49.4%),相当于其他所有元素总和,是碳元素的1000倍。硅与碳同属第四主族,与碳性质相似但更为稳定,属于非金属过渡元素,这决定了它的性能。不依赖于化石资源,储量丰富,这也决定了发展硅能源的必要性。未来几年,整个硅产业将继续保持高速发展。

  目前,全球硅产业都在向我国集中。从原料金属硅,到多晶硅与有机硅,我国产能占比都占主导低位,同时还在不断扩张,未来占比还将进一步增加。但硅产业的发展,也伴随着高能耗、高污染、产能过剩等问题。以下就金属硅、多晶硅及有机硅目前国内现状,以及硅能源战略下未来发展趋势进行探讨。

金属硅:小而散产能将逐步被取代

  1.发展历史及生产规模

  金属硅,也称为工业硅,是硅产业链的基础。我国金属硅发展历史悠久,始于1957年,当时在全国各地建有十几家生产单位,合计产能约2万吨/年,基本实现自给自足。从1980年以后,产品开始出口,并且随着出口,生产企业与产能如雨后春笋般迅速增长。随后,经历了几波大规模扩产潮与停产潮。截至2021年底,我国金属硅总产能约523万吨/年,有效产能约492万吨/年,全年产量约261万吨。2021年我国金属硅有效产能与实际产量全球占比分别达到77%与75%,是全球最主要的金属硅生产地区。

  2.市场行情

  在2021年之前,金属硅市场相对稳定,价格长期维持在12000~15000元/吨,行业整体利润偏低。近年来,随着环保政策的实施及能源价格上涨导致生产成本增加,金属硅产量从2018年开始出现连续下降。但下游有机硅与多晶硅近几年大幅扩产,对于金属硅需求增加,同时海外需求增速较快,金属硅出口量激增。以上各种因素共同影响,导致金属硅在2021供应处于紧平衡状态,下半年,随着能耗双控政策及电力紧缺影响,多地开始出台相关政策,对金属硅进行限产,导致其价格创历史新高,最高达到70000元/吨。但后期随着保供稳价等政策出台,实际生产并未受到太大影响,同时价格上涨刺激企业生产,最终价格回落至20000~22000元/吨。

  2022年一季度,受成本上涨以及下游产品高价影响,金属硅价格短暂上涨。但受库存较高与下游消费被抑制影响,价格又快速回落。二季度,预计随着西南地区丰水期到来,价格还有继续回落空间。

  3.下游消费与未来趋势

  金属硅下游消费主要有三大领域,即铝合金、多晶硅和有机硅。 2021年我国以上三个领域消费占比分别是24%、31%及42%。目前来看,有机硅消费占比最大,多晶硅占比最少。但未来几年,消费结构将会出现大变化,多晶硅与有机硅将保持高速增长,铝合金领域则增速有限。预计到2025年,多晶硅消费占比将会超过有机硅;到2030年,多晶硅消费占比将超过50%。

  由于金属硅属于高耗能行业,目前国内生产相对分散,小产能较多。未来几年小产能将会被逐渐取代,向规模化生产与上下游一体化生产方向发展,越来越多的下游多晶硅与有机硅生产企业将配套金属硅生产装置。

多晶硅:未来供需失衡风险较大

  1.发展历史及生产规模

  我国多晶硅发展历史可以追溯至1999年,当时由峨嵋半导体材料厂承担的国家重点科技创新项目——我国首条年产100吨多晶硅工业试验示范线通过国家鉴定,标志着我国多晶硅生产实现规模化生产,彼时我国多晶硅产量全球占比不到全球0.5%。从2007年开始,我国多晶硅生产开始出现爆发式增长,期间也经历大幅扩产产能过剩,以及欧美反倾销,不断有企业进入与退出,生产企业最多时达43家,最少时减至11家。2010—2021年期间,国内多晶硅产能增长5倍,年均增幅达到17.9%。截至2021年底,国内多晶硅产能为51.9万吨/年,产能全球占比从2010年的29.8%提升至77.3%。

  2.市场行情

  多晶硅市场价格波动较大,在2008年4月,最高价格曾达到330.1万元/吨;最低价格则出现在2020年5月,跌至5.8万元/吨。2012—2018年期间,价格长期处于10.0~15.0万元/吨。从2018年开始,受“531”光伏新政影响,多晶硅价格开始大幅下跌,从15.6万元/吨降至2020年5月的最低5.8万元/吨;期间在产数量从24家减少至11家,而且这11家企业也连续多年亏损。2021年,多晶硅行业迎来爆发式发展,价格一路上涨,5月份价格突破20.0万元/吨,10月份最高接近27.0万元/吨,后长期维持在23.0万~25.0万元/吨。目前价格约24.8万元/吨。

  今年多晶硅新增产能较多,主要集中在二季度与四季度,其中二季度有望新增产能3万吨/年,四季度有望新增26万吨/年。随着多晶硅新增产能释放,预计二季度价格会出现一定回落,四季度可能出现较大幅度回落,但全年均价有望达到20万吨/年。

  3.消费与发展趋势

  多晶硅主要用于光伏产业,随着国家“双碳”政策推进,未来几年光伏装机将出现爆发式增长。2021年,全球光伏累计装机容量为920GW,其中我国累计装机约306GW,当年新增54.88GW。从需求端预测,到2025年和2030年全球光伏装机需求分别将达到400GW和1000GW,折算成多晶硅需求量将分别达到151万吨和294万吨。虽然光伏装机容量增长速度很快,但目前多晶硅扩产产能体量巨大。根据各多晶硅在产和新建企业规划产能统计,预计到2025年底,我国多晶硅产能将超过400万吨/年,产能供需失衡风险较大。

有机硅:新增产能超过800万吨/年

  1.发展历史及生产规模

  我国有机硅产业发展始于建国初期,开始主要服务于国防军工领域。改革开放以后,开始逐渐扩大生产规模,到2000年,我国有机硅单体产能达到约2万吨/年。从2005年开始,随着外资企业在国内建厂,以及国内民营企业不断加入,我国有机硅产能快速增长。截至2022年二季度,我国甲基有机硅单体产能已达490万吨/年,其中包含正在试车投产的合盛鄯善二期40万吨/年产能。2021年底至2022年二季度,我国有机硅新增110万吨。因产能增长迅速,目前我国有机硅产能全球占比已达69%。

  2.市场行情

  在2016年之前,国内有机硅行业长期处于亏损生产状态。从2016年下半年开始,我国有机硅行情开始好转,价格不断上涨。以DMC为例,价格从13000元/吨上涨至2018年的最高35500元/吨,2019—2021年长期处于20000元/吨附近。2021年全年价格保持高位,更是在10月份创历史新高,达到68000元/吨。主要是受原料金属硅上涨与市场炒作影响,后期由于价格虚高,原料价格回落,最终回落至最低21000元/吨。2022年一季度,受出口与下游集中采购影响,价格再次出现上涨,最高达到39500元/吨。3月受交通运输受阻等因素影响,价格回落最低26000元/吨,目前价格约为28000元/吨。从长期来看,今年二季度新增有机硅产能有合盛鄯善二期装置,规模为40万吨/年单体。同时,近期新增产能产量提升,供应增加较多,价格还有回落空间,后期有机硅可能长期处于较低价格水平波动。

  3.消费与发展趋势

  有机硅消费领域较多,在建筑、电子家电、电力新能源、医疗/个护、纺织及工业领域都有大量应用。目前我国占比最大的消费领域是建筑领域,主要用途有幕墙结构胶密封胶、耐候胶、门窗密封胶、内装胶、美缝胶和中空玻璃密封胶等,但未来建筑领域消费增长空间较小。未来带动有机硅消费增长的最主要领域在新能源与硅胶日用品领域,尤其是锂电与光伏密封胶领域,将保持高速增长。

  未来几年,有机硅下游消费需求情况依旧比较好。但目前扩产规模较大,在建产能约135万吨/年,已公布计划拟建项目产能超500万吨/年。即使只计算投产可能性较大的企业,预计2025年我国甲基有机硅单体产能将超过800万吨/年。要消化如此大的新增产能,预计至少需要7~8年时间。

     在硅能源背景下,硅产业将迎来爆发式增长。但目前大规模扩产,多晶硅与有机硅将会出现结构性产能过剩,低端产品严重过剩,但部分高端产品仍会紧缺。未来,上下游一体化、产品差异化将是企业发展的主要方向。因此,生产企业要抓住能源转型机遇,借助本轮高景气所获利润,进行工艺创新升级、降低成本,提高企业综合竞争力,迎接即将到来的竞争期。


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