当前位置: 工艺门 >> 工艺门介绍 >> 三氯氢硅行业分析光伏需求驱动,三氯氢硅开
(报告出品方/作者:国金证券,陈屹)
一、下游快速扩张,光伏级三氯氢硅需求同步高增
1.1产业链基础较好,多晶硅为核心下游
三氯氢硅(SiHCl3)是卤硅烷系列化合物中最重要的一种产品,通过金属硅粉和氯化氢反应合成,主要用于制造多晶硅及硅烷偶联剂。其中多晶硅应用领域为太阳能电池、半导体和金属陶瓷等;硅烷偶联剂主要应用于表面处理剂、无机填充塑料、增粘剂、密封剂、特种橡胶粘合促进剂等领域。多晶硅为三氯氢硅最主要的下游应用领域,年消费量占比为32%,硅烷偶联剂消费占比为25%。
1.2三氯氢硅仍为生产多晶硅的必备原料
改良西门子法为生产多晶硅的主流工艺,技术路线成熟且具备规模优势。多晶硅的制备方法主要有改良西门子法和硅烷流化床法这两种,目前改良西门子法为全球最成熟、应用最广的方法,自年以来全球采用改良西门子法生产的多晶硅产量占比维持一直在98%。这一技术是以氢气为载气,通过三氯氢硅气体在还原炉内的高温硅棒表面发生气相沉积反应生成多晶硅,当前从技术到设备均已全面实现国产化。目前硅烷硫化床法实现工业化生产的企业极少,国内仅有保利协鑫建成了规模化生产装臵。
硅烷流化床法虽然具备一定的优势,但在中短期仍难动摇改良西门子法的主流地位。对比两种工艺可以发现硅烷硫化床法的生产流程符合大化工概念,适宜规模化生产,且在装臵运行的连续性和能耗降低方面都具备优势,但由于其生产稳定性和产品纯度等方面仍然存在技术问题,还需要时间去解决和完善当前的工艺。同时考虑到国内仅有保利协鑫一家企业掌握了颗粒硅的工业硅技术,独家的技术壁垒也限制了技术的进一步普及优化,因此我们预计未来很长一段时间内多晶硅生产的主流工艺仍是改良西门子法。
三氯氢硅在多晶硅的生产反应过程中不可或缺。参考大全能源的多晶硅生产流程:公司的生产工艺包含制氢、氯化氢合成、三氯氢硅精馏提纯、还原、产品破碎整理、尾气回收和冷氢化这8个工序,可以看出除了前期的制氢、氯化氢合成和中间的产品破碎整理外其他的生产流程均和三氯氢硅密切相关。此外,三氯氢硅的纯度对产出的多晶硅的品质也有直接影响,因此三氯氢硅在多晶硅生产中的重要性较高。
1.3多晶硅扩产潮已至,带动光伏级三氯氢硅需求高增
碳中和背景下多晶硅领域的消费量极具增长潜力。-年在乐观预测下全球光伏装机量分别为、、GW,保守预测下全球光伏装机量分别为、、GW。考虑到硅片环节我国已经基本实现国产化,国内产量占比在96%以上,多晶硅作为光伏上游的重要原料消费量也会实现同步高速增长,按照中性条件下进行预测,未来3年多晶硅需求端的复合增速为16%,-年的理论需求量为86、96、万吨。
国内多晶硅厂家投产高峰期来临,对三氯氢硅的需求量预计出现阶段性爆发。在双碳背景下,国内多晶硅企业纷纷抓住机遇快速扩张,目前国内已公告的多晶硅新增产能总规划高达.3万吨,并且未来3年累计将有.8万吨产能分批投放。预计-年我国多晶硅产能可达到72、、万吨,能够释放出的产量分别为66、、万吨。假设多晶硅供需平衡,预计-年对光伏级三氯氢硅的需求量分别为14.9、21.6、23.8万吨,3年复合增速为29%。考虑到新投产的多晶硅企业对三氯氢硅单耗需求更高,根据多晶硅的投产节奏,我们认为今年下半年到明年年初光伏级三氯氢硅的供应最为紧张。
1.4硅烷偶联剂消费稳步向上,对整体需求增长具备支撑
硅烷偶联剂属于功能性硅烷,产品具备独特的性能与显著的改性效果因而应用领域持续扩大。从我国的功能性硅烷生产结构来看,年硅烷偶联剂的产量占比为64%,是最主要的硅烷品种,具备品种多、结构复杂、用量少而效果显著、用途广泛等特点。硅烷偶联剂是有机硅材料的四大门类(硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂)之一,常见的硅烷偶联剂有含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。从产品结构来看,硅烷偶联剂是一种同时具有亲水性和疏水性官能团的物质,亲水性官能团可以在无机物表面发生化学反应,疏水性官能团可以与有机物发生化学反应。偶联剂可以通过这种“桥接”作用改善无机物和有机物之间的界面结合力,进一步提升材料的各方面性能。
橡胶和复合材料为主要应用,共同推动硅烷需求稳步增长。从功能性硅烷的消费结构来看,全球及我国最核心的下游消费领域均为橡胶和复合材料,年橡胶和复合材料领域在全球的消费量占比分别为34%和19%,国内的消费占比分别为30%和17%。未来随着新能源汽车、复合材料和表面处理等新兴市场需求的逐渐成熟,将驱动整体硅烷市场的消费量持续增长,我们预计未来几年的复合增速在10%左右,-年的需求量分别为24、28、30万吨。
我国为功能性硅烷的主要产地,供给端能较好满足下游消费的持续增长。过去十年全球功能性硅烷产业一直稳步增长,全球产能从年的35.6万吨扩张至年的76.5万吨,整体行业开工率一直维持在60%-70%。随着有机硅产业链在国内的快速发展成熟,我国也逐渐成为最大的功能性硅烷生产国,年中国共有40多家功能性硅烷企业,产能为55.8万吨,占全球产能的73%,全年共生产32.3万吨产品,占全球产量的68%。考虑到国内多家龙头企业未来2年均有产能扩张规划,随着产能的释放预计后续的行业供应能够得到保障。
硅烷偶联剂产量将同步增长,推动对三氯氢硅的消费量稳步向上。我国硅烷偶联剂产量约占功能性硅烷总产量的60%-70%,产品本身具备优异的性能,已经广泛运用于胶黏剂、涂料和油墨、橡胶、玻璃纤维、电缆、和表面处理等行业,并且应用领域还在在持续扩大。同时考虑到国内多家龙头企业如三孚股份、宏柏新材等均有扩产规划,预计产量将随整体行业实现同步增长,进一步带动对三氯氢硅的需求向上,我们预测-年该领域对三氯氢硅的消费量分别为10、11、12万吨。
二、光伏级产品供需错配,行业高景气有望延续
2.1光伏级产品标准较高,可供应厂家数量有限
我国三氯氢硅整体产能稳中有降,生产企业大多具备一体化布局。近两年随着部分企业产能关停,我国三氯氢硅产能呈现出小幅回落的态势,年我国共有55.1万吨三氯氢硅产能,全年产量为34.6万吨,整体产能利用率达到62.8%,相比过去几年有所回升。从产能的具体分布企业来看,纯外售型的企业数量不多,主要的头部企业均有相应的下游布局,例如:新安股份、晨光新材和宏柏新材的三氯氢硅均以自用生产有机硅深加工产品为主,新疆大全则是自用生产多晶硅。
光伏级三氯氢硅的品质要求更高,国内外售厂家数量少且可外售光伏级产能有限。从国家标准来看,对用于生产多晶硅和硅烷偶联剂的三氯氢硅技术要求存在明显差异,各项指标都更加严格,这也为光伏级三氯氢硅的生产筑起了一定的壁垒。从产能结构上来看,尽管国内厂家众多但可生产光伏级三氯氢硅的并不多,其中还有部分多晶硅企业产品仅自用不外售,因此当前我国可外售光伏级三氯氢硅的厂家仅有三孚股份、宁夏福泰、河南尚宇和新安股份,合计可用于生产光伏级产品的产能为19万吨。
2.2可外售的产能增量有限,整体供应偏紧
虽然部分企业开始布局和扩产光伏级三氯氢硅,但仍以一体化布局的自用产能居多。根据各家企业的公告显示,目前有规划建设光伏级三氯氢硅产能的仅有三孚股份、宏柏新材和东方希望三家企业,其中三孚股份的5万吨产能预计今年3季度投产,一半产能需要用于生产偶联剂;宏柏新材的5万吨新增产能中预计也只有一半能够实现外售;东方希望的7.5万吨产能基本用于自供生产多晶硅;因此可外售的光伏级三氯氢硅增量仍较为有限。
供需错配局面中短期较难改善,长期供需预计维持紧平衡。从需求端来看,目前有通威股份和大全能源两家企业实现了原料三氯氢硅的自供,其中通威有2万吨三氯氢硅产能,还需外采一部分才能保障整体生产,新增产能方面东方希望的7.5万吨产能在今年如期投放后预计可以实现三氯氢硅的完全自供。整体看来,除去部分多晶硅企业的自供产能,-年行业需要外采的三氯氢硅分别为9.7、15.7、16.8万吨。从供给方面来看,今年预计可增加10万吨产能用于光伏级产品的生产,但考虑到各家企业有一部分产能需要自供生产下游产品,预计实际可释放出的光伏级三氯氢硅产量仍然有限,假设未来3年光伏级三氯氢硅的销量占比分别为45%、53%和57%,预计-年光伏级产品外售量分别为9.7、15.4、16.7万吨,行业供需缺口分别为0、-0.3、-0.1万吨。考虑到多晶硅新产能投放时对三氯氢硅的需求单耗会显著提升,从多晶硅产能的投放节奏来看,预计今年下半年尤其是在第四季度时行业供需会愈发紧张。
2.3价格仍有上探空间,价差预计持续扩大
复盘三氯氢硅的历史价格可以看出,供需错配已经成为推动三氯氢硅价格上行的核心驱动力。年上半年普通级产品价格大部分时候都在-元/吨之间,年3季度时普通级和光伏级产品价格分别稳定在元/吨和元/吨。年9月中旬在能耗双控和原料工业硅价格大幅上行的背景下,三氯氢硅价格开始同步高涨,普通级和光伏级产品价格最高分别涨至元/吨和元/吨,后续原料价格回落导致成本端失去支撑,年底普通级和光伏级产品价格分别跌至元/吨和元/吨。回顾这一轮涨价周期可以发现,今年以来核心原料工业硅的价格处于下行周期,而三氯氢硅的价格却持续上行,主要源于多晶硅企业在建产能的持续释放,行业阶段性供需错配下产品价格一路走高,当前普通级和光伏级的产品价格已经分别涨至元/吨和元/吨。
三氯氢硅涨价对多晶硅企业的盈利影响较小,光伏级产品价格仍具备向上的动力。从多晶硅企业的角度来看,在碳中和政策的推动下光伏行业步入高速发展期,多晶硅价格自年开始快速上涨,从过去的7万元/吨涨至了当前的25.7万元/吨,根据百川盈孚数据显示,近期随着原料工业硅价格的下跌,当前多晶硅的行业生产成本已不足7万元/吨,毛利率在70%以上,产品盈利能力极为丰厚。虽然目前三氯氢硅价格处于高位,但考虑到生产多晶硅对三氯氢硅的原料单耗较低,按照当前的价格计算,三氯氢硅在多晶硅的生产成本中占比不足10%,三氯氢硅价格每上涨1万元,多晶硅的毛利率仅下降0.9%。考虑到多晶硅企业具备极高的利润空间,以及光伏级三氯氢硅产品对新产能顺利投产的必要性,预计下游企业对三氯氢硅产品的容忍度较高。
原料价格再度出现大幅波动的可能性不高,三氯氢硅产品的盈利能力预计持续提升。今年以来原料端随着供给量的增加和近期丰水季的来临,工业硅价格持续回落,长期看随着头部企业扩产计划的顺利推进,预计工业硅行业供需将维持紧平衡状态,产品价格预计在较为合理的区间小幅波动。未来随着三氯氢硅价格的高位延续,产品价差或将继续扩大。
三、投资分析重点公司分析
核心观点:碳中和背景下,国内多晶硅产能大幅扩张带动对光伏级三氯氢硅需求快速增长,预计-年需求分别为14.9、21.6、23.8万吨,除去部分多晶硅企业的自供产能,未来3年行业需要外采的三氯氢硅分别为9.7、15.7、16.8万吨;供给端目前可外售产能共19万吨,虽然今年有17.5万吨新产能将投放,但除去自用部分实际能供应外售的光伏级产品有限,预计-年行业供需缺口分别为0、-0.3、-0.1万吨。我们认为光伏级三氯氢硅的供需错配局面中短期较难缓解,行业高景气状态有望延续。考虑到当前多晶硅行业利润极为丰厚,下游企业对三氯氢硅涨价的容忍度较高,光伏级产品价格仍有一定的上探空间,具备光伏级三氯氢硅产能的企业有望持续受益。
3.1三孚股份
公司围绕着“两硅两钾”进行产业链布局,三氯氢硅涨价推动公司业绩爆发。公司当前的产品以硅系列为主,钾系列为辅,其中硅系列产品主要有三氯氢硅、四氯化硅、高纯四氯化硅、气相二氧化硅、电子级二氯二氢硅、电子级三氯氢硅、硅烷偶联剂;钾系列产品包括氢氧化钾、硫酸钾产品。年公司实现营业总收入16亿,同比增长59%;归母净利润3.4亿,同比增长%。从产品结构来看,三氯氢硅全年销量为5.95万吨,实现5.3亿元的销售收入,占整体收入比例达到35%。年公司业绩的大幅提升主要源于硅系列产品价格的持续上涨,三氯氢硅在年的销售均价从1季度的元/吨提升至4季度的元/吨,全年产品毛利率也从年的12%大幅回升至44%。
公司目前具备最多的光伏级三氯氢硅产能,未来将充分受益于产品的量价齐升。截至年底,公司共具备6.5万吨光伏级三氯氢硅产能,占外售光伏级产能的比例为34.2%,为国内最大的光伏级三氯氢硅供应商。在当前光伏级三氯氢硅高景气的背景下,年1季度实现5.3亿元营收,同比增长85%;归母净利润1.5亿元,同比增长%。目前公司还有5万吨产能在建,预计将在年第3季度正式投产,除去自用生产硅烷偶联剂的部分,仍会有一部分光伏级产能实现外销。随着在建产能的释放,预计公司业绩的高增长状态还将延续。
3.2宏柏新材
公司为国内含硫硅烷龙头企业,产业一体化布局完善,率先实现了氯元素的闭锁循环。公司自年成立以来专注于各类功能性硅烷的研发、生产和销售,期间通过并购实现规模的持续扩张,建成了“硅块-三氯氢硅-中间体-功能性硅烷-气相白炭黑”的绿色循环产业链。工艺方面公司通过闭锁循环的系统能够较好实现对副产品的综合利用,从而提升整体生产系统的经济效益。去年以来,硅烷类产品价格持续向上推动公司业绩向好,年实现营收12.8亿元,同比增长43%;归母净利润1.7亿元,同比增长37%。
公司在建项目丰富,扩产后能够实现部分光伏级三氯氢硅的外售。公司目前有工业级三氯氢硅产能5万吨,对应终端硅烷约6.7万吨,在建的5万吨二期项目是按照光伏级标准进行规划设计的,后续将根据公司下游产品投放进度和市场情况灵活调节不同产品的生产比例。在光伏级三氯氢硅进入外售市场后,公司业绩将实现进一步增长。
3.3新安股份
公司深耕硅基材料领域多年,技改后具备2.5万吨光伏级三氯氢硅产能。硅基材料和农药为公司的两大核心业务板块,有机硅方面拥有25万吨硅氧烷产能,其中80%用于自用生产终端深加工产品。年公司有机硅终端产品的品种近0种,硅基终端及特种硅烷产品实现营业收入32亿元,同比增长69%,终端产品中的中高端产品占比达44%。公司目前拥有6.5万吨三氯氢硅,过去大部分用于自供生产硅烷类产品,去年年底2.5万吨/年光伏级生产装臵已经技改完成并投入使用,公司也成为了国内为数不多的光伏级三氯氢硅供应商之一。
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