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多晶硅题材上市公司冰火两重天现象解析

2008-03-14 11:20
科技那回事
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   目前,投资者对新能源的关注正在逐渐升温,为满足读者的需要,本报特推出新能源系列解析专题报道,本期主题为多晶硅。作为太阳能电池重要原材料,多晶硅题材一度受到市场大力追捧。但是由于多晶硅制造技术难度大,加上未来市场供需情况变化,多晶硅题材上市公司正面临前所末有的考验。
 
   寻找替代能源是个永恒的话题。

   近几年,国际油价的爆涨再次刺激了业界对新能源行业发展的强力关注,而目前又恰逢“两会”召开阶段,新能源建设作为两会热点话题,市场对新能源题材很是关注。

   而对新能源发展的重要一支——太阳能来说,其上游原材料高纯多晶硅更是市场关注的焦点。

   上市公司追捧太阳能瞄向多晶硅

   从2007年开始,投资太阳能领域的上市公司,99%的将目光瞄向了多晶硅制造,根据统计资料显示(见表1),截至2008年2月共有8家上市公司投资多晶硅项目,累计投资资金达54.39亿元,其中自筹资金占到了85%以上。据了解,2007年有25家上市公司针对煤化工、风能和太阳能等新能源领域的投资,合计金额达到了156.70亿元,而多晶硅项目就包揽了投资额的三分之一。

   能源和环境问题日益成为世界关注的焦点,为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将太阳能发电行业作为发展的重点。在积极政策的引导下,国际太阳能电池市场得到了迅速扩大,太阳能发电产业驶入了快车道。最近10年太阳电池及组件生产的年平均增长率达到33%,最近5年的年平均增长率更是达到了43%,2006年世界太阳电池产量达到2500兆瓦,累计发货量达到8500兆瓦。

   在这一新兴崛起的行业中,中国扮演了重要的角色,2006年中国太阳能电池的实际产量达到了490兆瓦(国际保守统计的数据是369兆瓦),产能已达1200兆瓦,中国紧随日本和德国之后,成为世界第三大太阳能电池生产国。

   据中国可再生能源学会副理事长、光伏专业委会主任赵玉文介绍,2007年中国太阳能电池产业继续保持着高速增长,预计2007年中国太阳能电池的实际产量达到1200兆瓦,与去年490兆瓦的产量相比,增长150%,产能则达到了3000兆瓦,中国继续位居世界第三大太阳能电池生产国。

   由于太阳能发电产业迅速发展,太阳能电池产业下游对上游多晶硅料的需求越来越大,供需关系严重失衡,多晶硅料的价格也是一路飙升。从2001~2003年的25~40美元/kg上升到2006年的200美元/kg,再上涨到如今的400美元/kg,多晶硅生产企业的利润让人惊叹。据了解,2007年新光硅业生产了228吨多晶硅,尽管距离其1260吨/年的设计产能相距甚远,但就是这不足300吨的产能,为新光硅业贡献了达8000万元的主业利润,加上其他非经营性收入,新光硅业利润达1亿元。根据里昂证券亚洲公司分析预计,2005-2010年间,全球太阳能发电产业的平均税前利润率越为25%~20%,其中多晶硅料的税前利润率约为50%~35%,远高于后端的硅片、电池片及组建等中下游环节的税前利润率。

   “拥硅者拥天下”,谁在上游多晶硅制造领域控制了话语权,谁就能够成为太阳能发电行业的主导者。在这种情况下,想进军太阳能领域的上市公司无一不将目光盯在了多晶硅项目上。江苏阳光、南玻A早先一步布下多晶硅这枚棋子,航天机电、天威保变、特变电工紧随其后。目前国内各大上市公司参与的多晶硅项目产能已达数万吨。

   由于多晶硅项目工程复杂、建设周期长,一般从开工建设到实现投产约经历18~24个月的时间,国内各大上市公司主导的多晶硅项目绝大多数都处于工程建设、设备采购过程中。根据各自公告,江苏阳光的宁夏阳光多晶硅公司将在2008年6月完成土建,于10月产品投产,南玻A在湖北宜昌的多晶硅项目将在2008年底2009年初投产,航天机电参股的神舟硅业将在2009年完成整个项目的建设。

   多晶硅供应持续紧张

   2007年中国能够提供多晶硅产品的厂家总共只有4家,除国内3家老牌多晶硅企业——峨嵋半导体材料厂、洛阳中硅、四川新光硅业之外,就是江苏徐州中能光伏于2007年9月实现了投产。实际上,2007年这4家投产企业年实际生产量尚不足1000吨,而这1000吨的多晶硅仅仅只够80兆瓦太阳能电池的生产需求。

   若按照专家所估计的2007年中国太阳能电池有1200兆瓦产量,那么中国有1120兆瓦电池所用多晶硅料依赖于其他途径的解决。按照生产1兆瓦太阳能电池需要11吨多晶硅料来计算,中国多晶硅缺口高达万吨(见表2),若按照2007年中期多晶硅30万美元/每吨价格计算,中国可能为进口国外多晶硅支付了数亿美元的资金。

   目前,全球多晶硅的生产主要集中在Hemlock、Tokuyama、Wacker、Advanced Silicon Materials Inc、MEMC、Mitsubishi、Solar Grade Silicon、Sumitomo等美国、日本、德国8大厂商,他们提供了全球95%以上的高纯多晶硅。由于高额的垄断利润以及自身扩产风险评估,这些企业都放缓了多晶硅产能扩张计划。

   考虑到国内新建的多晶硅项目产能在2009年之前还无法释放出来,那么全球的多晶硅供应还是主要集中在国外多晶硅巨头的身上。按照太阳能电池近5年来的复合增长率35%计算,2007年全球共需太阳能多晶硅3.375万吨,2008年则需4.55万吨。充分考虑技术进步导致的硅料用料减少,2008年太阳能多晶硅料需求仍将达到4.1万吨。而实际上因为新建多晶硅产能没有得到释放,2008年多晶硅的供应将依然紧缺,业界专家认为与2007年相比,2008年的紧张局面是有过之而无不及。

   另外,太阳能发电业界普遍认为因为太阳能发电产业链中下游进入门槛相对较低,太阳能电池硅片、电池片、电池组建扩张快速,而上游多晶硅建设周期长、技术难度高,即使目前新建多晶硅项目计划2008年底2009年初产品投产,但是要实现这一时间表还远非那么容易,若要集中实现规模达产,技术工艺依然是需要面临的最大障碍,多晶硅紧缺局面估计会持续至2010年。

   技术难关是最大的考验

   2007年初,新光硅业在实现多晶硅项目投产之际,其信心百倍——“2007年达到设计产能的90%,2008年达到1260吨的年设计产能”,而在刚刚过去的2007年,新光硅业连涉及产能的20%都还没有达到。如今他们对外的说法谦虚了不少——“2008年计划将更加接近1260吨的设计产量目标”。

   坚持了40余年多晶硅生产的四川峨嵋半导体材料厂,在市场如此紧需的情况下,其2007年的产量也没有超过300吨。

   另据业界人士透露,目前国内“千辛万苦”自产的多晶硅其品质距离国外产品还有较大差距,部分技术指标尚未达到国外产品指标。

   多晶硅制备技术难度之大,由此可见一斑。国内各大多晶硅项目要实现顺利投产、达产还面临着很大的技术挑战。

   多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。

   目前主流的多晶硅制备方法是针对半导体应用的西门子法。西门子法采用冶金级硅与氯化氢反应生成三氯氢硅,然后通过精馏得到高纯的三氯氢硅,高纯三氯氢硅与氢气最后在西门子反应器中气象沉积形成U形多晶硅,最后压碎形成小块供应市场。

   从技术工艺的角度讲,多晶硅生产是综合化学、化工、冶金、半导体、机械、电气和自动化等多学科的大系统工程,必须具备各方面专业人才,需要一个实践经验丰富的团队,这是多晶硅区别其它工程项目的最大特点;其二,西门子制备多晶硅涉及大量氯气、氢气、三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、粉尘和酸碱,是一个易燃、易爆、有一定污染的产业,原料和副产品要考虑到回收或循环使用;另外,目前多晶硅生产技术主要被美国、日本、德国的少数企业所控制封锁,关键生产设备并不能直接在市场上购得,通常需要定制设备。

   从生产环境上考虑,因为多晶硅项目能耗高、规模大、周期长,所以各大项目均选择了靠近硅料产地、享有优惠电价的地区。

   目前上市公司多晶硅项目多采用的是西门子法,具体技术来源不一,有的技术引进自俄罗斯国家稀有金属研究设计院、有的借助中国有色金属设计研究院、还有的是借助峨嵋半导体厂、四川新光硅业的技术,有的项目甚至是集合了不同技术出身的人员,以求能够增加项目顺利投产的砝码。但是这些技术在此之前都还没有诞生过千吨级规模的生产线,业界对其说法不一、尚存争议。

   目前,全球多晶硅的生产主要集中在美国、日本、德国8大厂商,这些国外多晶硅巨头往往都依附国际一流化工集团,其拥有成熟的技术、大规模生产经验以及一流的专业人才,而他们的投产建设期都是2年,完全达产则需要4-5年,中国企业的技术是否能够在2年时间内就支撑起数亿资金投入的多晶硅项目,还需要假以时日。

   一旦国内巨大的多晶硅产能得到集中释放,势必会扭转产品供不应求的局面,多晶硅价格必定下跌。那时,国内的多晶硅企业必将面临严峻的考验,毕竟国外多晶硅巨头生产的产品成本在25美元/kg左右,而目前国内产品的成本则在70~80美元/kg。国内多晶硅生产企业只有将新产能的释放时间表赶在众多新产能集中投放市场之前,企业才能保证自己的利润。

   价格波动影响行业发展

   □ 詹文辉

   多晶硅价格下跌与产能释放孰快?

   如果不考虑国内及世界其它后进入多晶硅厂商的新增产能释放,那么2010年内全球多晶硅供应仍然处于供不应求状态。

   国内庞大的新增产能投资计划何时会充分释放?一旦国内巨大的多晶硅产能释放,势必扭转供不应求的局面造成价格下跌。可以说国内新增产能是关系到多晶硅价格下跌至关重要的因素之一。毕竟2007年国际多晶硅巨头的太阳能多晶硅提炼成本仅25美元/公斤左右,而国内小批量生产太阳能多晶硅的成本则高达70-80美元/公斤,数倍于国外厂商的成本在短期巨大的获利空间面前似乎显得微不足道,然而一旦供过于求,则会对后进入的国内企业形成致命压力。

   那么国内新增产能可能在短期内大规模释放吗?国际大厂有成熟的技术、大规模生产的经验,然而他们的投产建设期是2年,完全达产则需要4-5年,中国人可能在短短的2年内达到千吨乃至万吨级的能力吗?

   巨大的悬念很难让我们凭借一个企业的信心就能够推测。然而国内企业小批量生产的多晶硅的数量却在快速上升,从新光硅业和徐州中能的最新产能释放情况来看,技术的小规模突破似乎又并没有想象中的艰难。

   我们在新建多晶硅企业的工地上感受到了中国企业的弹性、灵活和效率,在暴利的驱使下,赶在多晶硅价格暴跌之前夜以继日的工作,即使只生产两三百吨多晶硅,足以使企业获得暴利。从宏观上来看,如此大规模的投入多晶硅绝对有重复建设甚至盲目冒险的嫌疑,然而对于微观个体来说,多晶硅价格下跌和产能释放孰快,是短期企业最需要考虑的问题。

   我们仔细寻访考察了乐山当地的多晶硅企业,尽管对巨大的产能能否如期释放带着怀疑,但不能不承认,当技术、资金和人才都聚集于此地时,加快建设和突破是企业唯一的选择。

    
   尽管过往10年全球范围内的光伏需求增长迅猛,但不得不承认,太阳光伏系统的应用始终受世界各国政府的政策推动。截至到目前为止,已经有德国、美国、日本、西班牙、韩国、葡萄牙、匈牙利、斯洛文尼亚、奥地利等国家出台了一系列强制购电等鼓励太阳能发电应用的政策法规,但太阳能发电成本居高不下仍然是制约其需求的最根本因素。

   倘若多晶硅价格下跌,太阳能光伏发电的成本会下降多少呢?

   下表为多晶硅售价220美元/公斤时在太阳电池中各部所占比例。假如太阳电池各环节增值不变,则我们发现,如果多晶硅下降到60美元/公斤,则太阳电池组建的价格会下降到2.15美元/瓦,比现有太阳电池组建下降41%。

   根据《2007年中国光伏产业发展报告》的数据,2006年国内并网光伏系统的投资造价为5万元/千瓦,其中太阳能电池所占比重高达66%,按照30%自有资金投资,投资收益10%计算,假设各部分比例和条件不变,仅仅依靠太阳能多晶硅价格的下降使初始投资额下降,光伏发电成本(含税含收益)下降幅度已经非常可观。

   考虑太阳能光伏产业下游的技术革命,如转换效率的提高、硅片切割技术的提高等,我们认为太阳能光伏发电的度电成本下降到与传统能源相近是未来可以预见的。

   (作者为海通证券电力设备行业高级分析师)

   我国多晶硅工业现状

   □ 王亚亚

   多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。

   目前全球太阳能电池主要分为晶体硅电池与薄膜电池,因为光电转化效率高以及制造门槛相对较低,晶体硅电池得到了长足的发展。目前晶体硅占据了太阳能电池95%的市场份额。而晶体硅电池,主要是通过高纯多晶硅——硅棒、硅锭——硅片——电池片等环节一步步得来,因此高纯多晶硅的供应直接影响下游太阳能电池的发展。

   除了太阳能发电产业之外,多晶硅也是半导体产业的上游原材料,多晶硅拉制成单晶棒,再切片、打磨、抛光,最后刻度就形成了芯片。半导体用多晶硅的纯度级别在99.99999999%以上,而太阳能级多晶硅纯度通常为99.9999%就可以。由于半导体行业发展繁荣在前,所以最近几年刚刚蓬勃起来的太阳能发电产业多用的是针对半导体应用的高纯多晶硅。

   我国多晶硅工业起步于上世纪五六十年代中期,当时生产厂多达20余家,但是由于生产技术难度大,生产规模小,工艺技术落后,环境污染严重,耗能大,成本高,绝大部分企业亏损而相继停产和转产,到1996年仅剩下四家,即峨眉半导体材料厂(所),洛阳单晶硅厂、天原化工厂和棱光实业公司,合计当年产量为102.2吨,产能与生产技术都与国外有较大的差距。1995年后,棱光实业公司和重庆天原化工厂相继停产。老牌多晶硅厂就剩下峨眉半导体材料厂(所)、洛阳单晶硅厂。

   伴随太阳能发电产业异军突起,原本主要是面向半导体产业的多晶硅市场供需平衡也被打破了,全球多晶硅供应开始紧缺。随着太阳能电池产业的不断壮大,下游对上游的需求越来越旺盛,多晶硅紧缺局面一直没有缓解,价格一路上扬,生产企业享受着高额的利润。

   在这种情况下,国内不少企业纷纷进军多晶硅领域(详情见表1)。目前国内已建的多晶硅项目产能达到10060吨/年,在建与拟建的项目一期产能达到29060吨。这些新建项目主要技术来源就是峨嵋半导体材料厂。

   同国际先进水平相比,目前国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在以下六个方面:首先,多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中,供需矛盾尖锐,严重制约了我国相关产业发展。其次,生产规模小、现在公认的最小经济规模为1000吨/年,最佳经济规模在2500吨/年,而我国现阶段多晶硅生产企业离此规模仍有较大的距离。第三,工艺设备落后,同类产品物料和电力消耗过大,三废问题多,与国际水平相比,国内多晶硅生产物耗能耗高出1倍以上,产品成本缺乏竞争力。第四,千吨级工艺和设备技术的可靠性、先进性、成熟性以及各子系统的相互匹配性都有待生产运行验证,并需要进一步完善和改进。第五,国内多晶硅生产企业技术创新能力不强,基础研究资金投入太少,尤其是非标设备的研发制造能力差。第六,地方政府和企业项目投资多晶硅项目,存在低水平重复建设的隐忧。

   目前,发展壮大我国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟,国家相关部门正在加大对多晶硅产业技术研发的支持力度,努力发展我国多晶硅产业。据了解,国家发改委已开始组织实施高纯硅材料高技术产业化重大专项,专项的内容包括电子级高纯硅材料生产、太阳能级高纯硅材料生产以及高纯硅材料产品标准制订等三方面内容,国家发改委能源局可再生能源处副处长周篁表示,政府的工作目前将集中在加强全国市场以及产业发展规划,组建国家队,使得中国目前分散的宝贵的技术力量能够形成合力,同时建立市场准入规则、完善相关产品的标准与认证制度。

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