深度解 析| 多晶硅價格沒有最低，可以更低？

編輯 | 光伏頭條 劉珊

多晶硅價格走勢在不同歷史時期表現不同。2013年前，多晶硅價格在供需經常性錯配的影響下大幅波動。但2013年後隨著市場出清引發的供需再平衡，多晶硅價格的波動幅度明顯減緩，價格出現穩定區間。中債資信認為，多晶硅的短期市場價格低於現金成本的可能性很小，同時受到「搶裝潮」影響可能出現脈衝式波動。長期，多晶硅均衡價格將由社會平均生產成本決定，在技術進步和政策引導等因素的影響下，預計至2025年，仍有20%左右的下降空間。

改良西門子法是多晶硅生產的主流工藝。硅烷流化床法雖在原理上具有很大的成本削減潛力，但因技術不成熟，目前尚無成本優勢；未來隨著技術的革新，其市場份額將呈現緩慢增長。

目前，國內外企業生產多晶硅的成本結構不同，海外企業因人工成本高，在競爭中不具有優勢。多晶硅生產成本的壓縮源於用電成本的下降、原材料成本的削減、設備投資額的減少及人工成本的降低，預計至2025年末，多晶硅生產的現金成本存在13%~20%的下降空間。

光伏發電，是指通過光電效應，使太陽光直射至光伏材料表面而產生電流直接發電的過程。光伏發電可分為晶硅材料發電和薄膜材料發電。目前，晶硅材料發電在的市場份額超過99%。

光伏（晶硅）產業鏈自上而下可分為光伏級多晶硅（以下簡稱「多晶硅」）生產、鑄錠與切片、電池與組件製造、電站建設與運營四個行業節點，涵蓋化工、機械、電力等多個領域。本文將從歷史沿革與價格走勢、生產工藝與成本控制等角度出發，分析光伏（晶硅）產業鏈的最上游節點：多晶硅生產。

多晶硅價格走勢在不同歷史時期表現不同。2013年前，多晶硅價格在供需經常性錯配的影響下大幅波動。但2013年後隨著市場出清引發的供需再平衡，多晶硅價格的波動幅度明顯減緩，價格出現穩定區間。

多晶硅的專用性極強，下游光伏電站的供需變動對多晶硅的市場價格具有決定性影響。多晶硅的價格走勢曾隨著光伏發電景氣度的變化，出現大起大落。但自2013年起，隨著多晶硅落後產能被相繼淘汰，供需出現新的平衡點，多晶硅市場價格基本穩定在13美元/千克~22美元/千克的區間內，具體而言：

1950 ~1980年，多晶硅處於科學研究階段，研究成果主要應用於航天領域，國家尚未提出相關的行業扶持政策。受產品用途限制，多晶硅價格缺乏指導意義。

1981 ~2003年，多晶硅行業開始緩慢發展，後期多晶硅市場價格穩定。1981年，「第六個五年規劃」正式將太陽能在內的可再生能源納入國家科技政策體系，並安排了專項科研經費。在該時期，引進了多條光伏電池生產線，產能從八十年代初期的幾百千瓦提升到4.5兆瓦。其中，2000~2003年，光伏級多晶硅需求增長平緩，價格穩中有升，但基本維持在20~30美元/千克。

2004~2008年10月，受歐洲光伏市場興起影響，全球多晶硅需求暴漲，市場價格出現飆升。2004年後，隨著德國頒布上網電價法，歐洲光伏市場興起，光伏發電需求迅速增長。但由於供給端無法及時響應擴充產能，市場出現供不應求，多晶硅價格迅速上升。2005~2006年，多晶硅短缺成為制約光伏行業發展的最主要因素。2005年，多晶硅價格漲至65~70美元/千克，2006年則超過200美元/千克。

此時，大量資本湧入多晶硅行業，但受投產周期影響，新增產能無法迅速滿足需求增長，多晶硅供不應求的狀況更加嚴峻，市場價格出現飆升。2007~2008年上半年，多晶硅交易價格已達400~450美元/千克。此時，光伏企業仍集中於電池製造環節，而產業附加值較高的多晶硅生產與光伏電站運營均被國外廠商佔領，光伏產業呈現「兩頭在外」的格局。

2008年10月~2010年初，多晶硅市場價格因全球金融危機影響出現暴跌。2008年金融危機爆發，2009年歐債危機爆發，發達國家經濟增速放緩，對新能源補貼的力度有所減弱。德國政府於2008年下調了光伏上網電價；2009年，歐洲新增裝機規模同比增速由282.16%下滑至2.19%。受制於前期產能的集中釋放，多晶硅從供不應求開始轉向產能過剩。至2010年初，多晶硅市場價格跌至50美元/千克左右。

2010年初~2012年，多晶硅價格在反彈后，再次出現斷崖式下滑。歐美市場受金融和債務危機的影響最為直接，導致光伏產業的景氣度陷入低谷。為了應對外部環境變化，加快了實體經濟的發展，而光伏行業作為一項戰略性新興行業，被給予充分重視，各地紛紛興建光伏產業園生產光伏產品，導致光伏組件供應量提升，價格大幅下跌，直至降幅超過了歐洲光伏電價補貼的下降幅度，使得光伏電站運營商的盈利空間上升，投資熱情回暖，再次拉升了多晶硅的市場需求。

至2011年中期，國際多晶硅價格回升至約75美元/千克。但是，自2010年起新建的產能規模過大，待2012年初投產後，導致行業供需格局迅速惡化，多晶硅市場價格自2011年的高點跌至2012年的低點（約16美元/千克）。多晶硅行業在經歷了此輪洗牌后，不具有成本優勢的企業被大量淘汰。

2013年至今，隨著市場出清，多晶硅市場價格相對穩定。2013年，隨著市場出清，落後產能被逐步淘汰，加之光伏裝機規模的迅速增長，光伏行業景氣度略有上升，多晶硅價格在13美元/千克~22美元/千克的區間內徘徊。

短期，多晶硅的市場價格低於12美元/千克（現金成本）的可能性很小，同時受到「搶裝潮」影響可能出現脈衝式波動；長期，多晶硅均衡價格將由社會平均生產成本決定，在技術進步和政策引導等因素的影響下，預計至2025年，仍有20%左右的下降空間。

多晶硅的市場價格是供需關係、競爭格局、成本控制、行業政策等因素共同作用的產物。就多晶硅的短期價格走勢來看，考慮到國內外主流多晶硅供應商的現金成本，我們推測，短期內多晶硅市場價格低於12美元/千克的可能性很小。此外，受「搶裝潮」影響，多晶硅需求在某一特定時期內可能出現脈衝式增長，直至「搶裝潮」過後，其市場價格將再次回歸平衡水平。

就多晶硅的長期價格走勢來看，其仍存在一定的下降空間。

首先，多晶硅需求的增長速度可能低於預期，行業產能過剩或將更加明顯；

其次，多晶硅的生產成本仍存在下降空間，預計未來10年多晶硅生產的現金成本將存在13%~20%的下行預期；

最後，全球光伏（晶硅）產業鏈的發展路徑趨同，即「政府補助推動企業創新、企業創新推動降本增效、降本增效引起補助降低、補助降低再次促使產業升級，直至實現與火電的平價上網」，而多晶硅價格下降是實現上述目標的先決條件。

因此，多晶硅均衡價格將由社會平均生產成本決定，在技術進步和政策引導等因素的影響下，預計至2025年，仍有20%左右的下降空間。

1、多晶硅生產的工藝流程

多晶硅的生產方法主要有改良西門子法和硅烷流化床法兩種，改良西門子法是當前多晶硅生產的主流工藝。全球主要多晶硅生產企業中，除挪威REC集團外，均完全或主要採用改良西門子法。

具體而言，改良西門子法主要包括以下步驟：（1）工業級硅料的冶鍊與提純；（2）三氯氫硅的生成與精餾；（3）光伏級多晶硅的還原製備；（4）尾氣的分離與再利用；（5）冷氫化：將副產物四氯化硅與氫氣及硅粉反應重新生成三氯氫硅返回循環。

硅烷流化床法生產多晶硅的原料並非三氯氫硅，而是硅烷氣。其工藝流程是將硅烷氣通入裝有硅籽晶的流化床內進行連續熱解。經還原的硅烷氣在流化床內的硅籽晶表面不斷沉積，進而形成顆粒硅。隨著生產的推進，顆粒硅從流化床底部不斷排出，而硅籽晶則從流化床頂部加入。

從兩種工藝的對比來看，硅烷流化床法在原理上具有很大的成本削減潛力。首先，硅烷流化床法化學反應轉化率高，物料利用充分，有利於減少循環次數、削減生產成本。其次，硅烷流化床法是一個連續的生產過程，而改良西門子法是一個非連續的生產過程，連續生產能夠降低能耗。此外，硅烷流化床法生產的顆粒硅可加大鑄錠環節的填料量。由於顆粒硅較改良西門子法生產的多晶硅塊更加緻密，其可增加約30%的坩堝填料量，故可降低鑄錠環節的現金成本。

但是，硅烷流化床法在實踐中較改良西門子法尚無成本優勢。目前，硅烷流化床法存在安全隱患大、技術不成熟、控制難度高、產出的顆粒硅過於緻密反而容易擠碎坩堝等缺點，導致其實際現金成本較改良西門子法不具有優勢。2016年四季度，挪威REC集團利用硅烷流化床法生產多晶硅的現金成本為11.20美金/千克，而江蘇中能硅業科技發展有限公司（以下簡稱「中能硅業」）、新特能源股份有限公司（以下簡稱「新特能源」）、新疆大全新能源股份有限公司（以下簡稱「新疆大全」）採用改良西門子法生產多晶硅的完全成本分別僅為11.88美金/千克、11.15美金/千克、11.40美金/千克。

即使與同樣受人工成本制約的其他海外企業相比（如採用改良西門子法的德國瓦克化學2016年現金成本為10.48美金/千克，按照2016年美元兌人民幣中間價均值折算），其現金成本仍處於較高水平。因此，在現有的技術水平下，硅烷流化床法的成本優勢無法得以體現，這也是其在業界市場份額很低的重要原因。

中債資信認為，未來如無重大技術突破，改良西門子法作為多晶硅生產主流工藝的地位不會改變。多晶硅生產企業將以合作研究或小幅投產等方式對硅烷流化床法的成本削減潛力進行探究，以增加其奪取成本先機與產品提質的機會。

目前，國際上以硅烷流化床法生產的多晶硅的市場份額約為5%，而採用硅烷硫化床法生產多晶硅的企業主要包括：中能硅業（已試投產5000噸硅烷流化床生產線）、天宏瑞科硅材料有限責任公司（截至2016年9月末尚未完成流化床新產線的投資），其他生產商仍以改良西門子法作為多晶硅生產的首選方法，對硅烷流化床法仍持觀望態度。

只有待行業領跑者積累了大量技術數據后，硅烷流化床法的市場份額才可出現明顯增長。根據光伏行業協會的統計，截至2016年末，以硅烷流化床法生產的多晶硅產品的市場份額僅為2%（不含物理冶金法）。未來隨著技術的革新，其市場份額將呈現緩慢增長。

2、多晶硅生產的成本控制

多晶硅專用性極強，下游光伏電站上網電價的下調將對光伏新增裝機的需求產生深刻的影響，並傳到至上游多晶硅領域。同時，多晶硅對下游產品價格波動的適應性差，只有通過控制生產成本，方能提升企業對市場風險的抗性。

國內外企業生產多晶硅的成本結構不同，海外企業人工成本高，在成本競爭內企業更有優勢。

我們選取了三家國內樣本企業（中能硅業、新特能源、新疆大全）及一家海外樣本企業（德國瓦克化學），分析國內外多晶硅生產的成本水平及成本構成情況。上述四家企業2015年多晶硅累計產量達16.13萬噸，佔全球多晶硅總產量的近50%，具有較好的代表性。截至2015年末，三家國內樣本企業多晶硅生產成本約為69~74元/千克，現金成本約53~56元/千克；海外樣本企業多晶硅生產成本約為101元/千克，現金成本約85元/千克。由此可見，多晶硅龍頭企業的成本水平低於國際競爭對手。

從成本構成看，國內多晶硅生產的成本主要由能源動力和原材料構成，三家樣本企業的能源動力及原材料成本佔總成本的比重均值分別為38.65%、26.53%，人工成本佔比則很低，平均約為6%。國外多晶硅生產的成本構成與有所差異，其人工及原材料成本佔比高，能源動力成本佔比低。如德國瓦克化學人工、原材料成本在總成本中的比重均接近40%，而能源動力成本佔比僅為10%左右（可能系分類口徑不同所致）。

雖然成本結構有所差異，但國內外企業能源動力及原材料成本的合計值相近，故導致國外樣本企業生產成本較高的主要原因在於其人工成本較高。另一家海外多晶硅生產商挪威REC集團的實踐也證明了這一點：2016年11月，挪威REC集團採取包括裁員70人在內的成本削減計劃，使當季多晶硅生產的現金成本由年均15.3美元/千克降至11.2美元/千克，甚至低於2014年接近滿產時的現金成本12.1美元/千克。因此，在技術水平相近的情況下，降低人工支出，是海外多晶硅企業削減生產成本的方向之一。

多晶硅生產成本的壓縮源於用電成本的下降、原材料成本的削減及設備投資額的減少。預計至2025年末，多晶硅生產的現金成本存在13%~20%的下降空間，新設備初始投資額的減少對多晶硅生產成本的降低亦具有積極作用。

多晶硅的生產成本主要由能源動力、原材料、折舊和人工構成。從長期看，由技術升級帶動的能源動力、原材料、人工消耗下降（如自動化水平提升）是及海外多晶硅企業控制成本的主要途徑。2010~2016年，德國瓦克化學的生產成本由27.46歐元/千克降至11.74歐元/每千克，現金成本由23.42歐元/千克降至9.48歐元/千克（其中，能源動力、原材料、人工成本降幅分別為68.42%、55.57%、59.65%）。

（1）能源動力方面，多晶硅生產企業可通過在電價較低的西北地區設廠或開設自備電廠降低用電單價，也可通過技術手段或改變生產工藝削減電耗。

能源動力佔多晶硅生產總成本的比重接近40%，而電力成本又是能源動力成本的核心，具有最大的成本壓縮空間。電力成本的降低可通過降低用電單價及降低電耗實現。降低用電單價方面，多晶硅生產企業通常在單位電價較低的西北地區設廠，或通過建設自備電廠達到降低單位電價的目的。如中能硅業為改變江蘇地區用電成本高的現狀，於2015年8月投產了35萬千瓦的超臨界自備燃煤電廠，發電成本（不含過網費）僅0.21元/千瓦時，甚至低於新疆、青海等地的火電標杆上網電價。

但考慮到化工企業自備電廠往往存在統籌規劃差、未批先建、批建不符、環保效益不達標等問題，國家發改委、國家能源局於2015年11月發布《關於加強和規範燃煤自備電廠監督管理的指導意見》（以下簡稱「指導意見」），要求新建燃煤自備電廠項目應納入火電建設規劃，禁止在總量控制規模外核准，並嚴格執行項目環保程序、國家產業政策和環保標準。指導意見的出台導致各地自備電廠審批收緊，企業在環保責任與成本削減間進行取捨后，亦可能放棄新建計劃。

降低電耗是控制能源動力成本的另一途徑。如採用改良西門子法，電耗的降低主要體現在降低還原電耗與降低冷氫化電耗。目前，生產單位多晶硅產品的行業平均還原電耗為52KWh/Kg-Si，平均冷氫化電耗為9.35 KWh /Kg-Si，平均綜合電耗為80KWh /Kg-Si。還原電耗占綜合電耗的比重超過60%，具有重要的成本削減空間。在改良西門子法中，可通過加大還原反應壓力，增加還原爐硅芯對數的方法降低還原反應電耗。

實踐證明，在一定區間內增加反應壓力與硅芯對數可以加大單爐產能。由於改良西門子法是一個非連續生產過程，單爐產能的提升可以減少對還原爐的重新加熱，從而降低還原電耗。未來，還原爐內壁材料的升級、氣體配比的優化也將對還原電耗的降低起到推動作用。預計未來十年，改良西門子法的平均還原電耗將降至40KWh /Kg-Si。冷氫化電耗的削減則主要得益於反應催化劑的開發和反應效率的提升，預計未來十年，生產單位多晶硅產品的平均冷氫化電耗將降至8KWh /Kg-Si。在上述兩種電耗降低的共同作用下，改良西門子法的平均綜合電耗在未來10年間將有近27%的下降空間至58KWh /Kg-Si。

除上述技術手段外，改變生產工藝亦是降低電耗的選項之一。硅烷流化床法可將多晶硅生產轉變為一個連續過程，無冷氫化環節，且反應溫度相對較低，具有明顯的成本削減潛力。但受前文所述的技術瓶頸限制，在實踐中以硅烷流化床法削減多晶硅生產成本尚需時日。

（2）原材料方面，實現產物中不同化學物質的分離與再利用是降低原材料成本的重要手段。

中間產物的分離與再利用是提高原材料利用率、減少外購物料的重要手段，在改良西門子法中已得到廣泛運用。改良西門子法生產多晶硅所面臨的重大問題是高毒性副產物四氯化硅含量較高。如不加以回收利用，既無法向環境中排放，又會導致氯元素的大量損耗，進而加大公司採購氯元素的成本。而採用冷氫化工藝，將四氯化硅與氫氣及硅粉反應生成三氯氫硅，實現了原材料的循環利用，從而提高了原料利用率，削減了外購物料的成本。目前，生產單位多晶硅產品所消耗的平均硅量為1.2Kg/Kg-Si。未來隨著冷氫化技術的進步及原材料利用率的提升，預計至2025年行業平均硅耗可下降10%至1.08Kg/Kg-Si。

（3）折舊方面，企業已掌握了多晶硅生產設備的製造與改造技術，未來生產線投資成本的下降將帶動折舊金額的削減。

在多晶硅生產的起步階段，設備主要依賴於進口，設備投資居高不下。隨著企業議價能力的提升及設備國產化比率的不斷提高，初始投資成本已大幅下降。2007~2016年10年間，設備初始投資成本降幅達85%。目前，萬噸級多晶硅生產線的投資成本已降至約15億元/萬噸；預計至2025年，投資成本將進一步壓縮至8億元/萬噸，而投資成本的下降將帶動折舊金額的削減。

為進一步測算多晶硅生產的成本控制幅度，我們假設：（1）在未來一段時間內，多晶硅生產要素的價格不會發生明顯波動；（2）同期，多晶硅生產各要素成本在總成本中所佔的比重不會發生顯著變化；（3）人工及「其他」現金成本項目預期不會發生明顯變化。

截至2025年末，原料硅和水等原材料耗量約有10%~22%的下降空間，電耗和蒸汽等能源動力耗量約有20%~27%的下降空間。假設單價不變，各要素成本的下降幅度將與其耗量降幅保持一致。按照多晶硅生產企業的成本結構測算，能源動力和原材料在現金成本中的佔比分別約為50%、30%（其餘20%為人工成本和「其他」項目中的現金成本），則未來10年多晶硅生產的現金成本將存在13%~20%的下降空間。

此外，由於新增生產設備的初始投資將大幅降低，在會計政策、會計估計不變的情況下，多晶硅生產的折舊存在近50%的下降空間。但該50%的下降空間是以「滿產」為前提的。如產能利用率低於100%，產量對固定成本的攤薄作用將減弱，導致多晶硅生產的非現金成本降幅不足50%。但其對多晶硅生產成本的降低仍具有積極作用。