多晶硅专题报告：多晶硅需求测算模型及需求展望

多晶硅专题报告 多晶硅需求测算模型及需求展望 研究员：陈寒松期货从业证号：F03129697投资咨询证号：Z0020351联系方式：:chenhansong_qh@chinastock.com.cn. 第一部分摘要 截至2024年，多晶硅生产厂家共19家，供应统计较为简便。需求方面，硅片产量可作为较为高频的需求测算数据。多晶硅下游需求涉及多个环节，且每个环节均有损耗，多晶硅需求的精细化计算难度较高。多晶硅需求测算有两种方式，一是根据硅片生产片数和单片重量测算。另一种方式更贴合行业习惯，硅片、组件环节对多晶硅消耗测度的单位一般是g/w，而多晶硅常用单位为吨，两者单位不统一使得大部分投资者对多晶硅需求测算较为困惑。本文通过调研、查阅行业数据对多晶硅需求测算模型进行推导。根据最新的行业相关参数测算，2024年拉晶、切方损耗为6.67%、综合硅片/组件单瓦耗硅量1.9/1.98g/w。 从模型计算结果来看，2024年硅片单瓦耗硅量和SMM统计的单瓦硅片对多晶硅实际消费量之间存在较大差异，主要系：数据统计误差和多晶硅、硅片、电池等损耗。按照模型对2022年、2023年的硅片单瓦耗硅量进行测算，最终与SMM统计的后验数据比对，2022年、2023年修正系数均在1.08左右（修正系数=单瓦硅片对多晶硅消费量/模型测算单瓦耗硅量）。但2022年不同硅片尺寸市场份额较难统计，且部分166硅片并未在模型内计算，1.08或无严格意义。2024年修正系数在1.13左右，与2022年、2023年差距较大，主要原因在于2024年N/P型电池市场占有率切换较快，Q1、Q2贡献了主要的硅片产量，其功率在统计上可能偏低，进而导致最终修正系数偏大。预计2025年硅片尺寸、N/P型电池市场占有率相较于2024年不会有较大的变化，因而2025年模型修正系数或与2024年相近。预计2025年N型硅片厚度相较于2024年或再度降低5μm，P型电池转换效率基本接近极限值，2025年难有较大改变，N型电池效率或仍有0.005%左右的提升空间。据此测算得出2025年单瓦硅片对多晶硅消费量为2.03。假设2025年硅片产量数据为650-700GW，则多晶硅需求量为132-142万吨。 第二部分多晶硅需求测算模型 国内多晶硅生产厂家共19家，且各家开工率在某一时间比较确定，因而多晶硅供应分析较为简单。多晶硅下游需求涉及多个环节，且每个环节均有损耗，多晶硅需求的精细化计算难度较高。多晶硅需求测算有两种方式，一是根据硅片生产片数和单片重量测算，适合较为高频的周度或月度需求测算。另一种方式更贴合行业习惯，硅片、组件环节对多晶硅消耗测度的单位一般是g/w，而多晶硅常用单位为吨，两者单位不统一使得大部分投资者对多晶硅需求测算较为困惑。本文通过相关调研和数据对多晶硅需求模型进行推导，供参考。 一、硅片单瓦耗硅量的测算 多晶硅到硅片需要经历拉晶、切方、切片几个环节，本文首先计算拉晶、切方过程中的损耗，同时根据硅片良率确定硅片环节对多晶硅的损耗，根据不同类型电池的转换效率确定单片硅片功率，同时计算出单位硅片耗硅量，进一步计算出硅片单瓦耗硅量。 数据来源：银河期货、公开资料整理 数据来源：银河期货、公开资料整理 （1）拉晶过程中的损耗 光伏行业技术进步较快，因而本文选取2023年12月5日昆明市生态环境局东川分局公示的昆明东川宇泽半导体有限公司年产20GW单晶硅拉棒生产线项目数据作为参考。根据其物料平衡表可以看出，产线总进多晶硅原料为104726t/a,实际产出方棒为71424t/a，可回收物料为28200t/a，其中净损耗为5102t/a。一次加工损耗为4.8717%，可回收物料比例为26.9269%。考虑回收物料N次循环利用过程中均有损耗，通过测算每次循环后的损耗可以得出首次拉晶过程中回收的硅料实际损耗为1.7952%。可得单次拉晶过程多晶硅损耗比 例为6.667%（详细测算过程见表2）。即每公斤方棒所消耗的多晶硅原料量为：1/（1-6.667%）=1.071kg。 （2）切片过程出片量 单晶拉棒和切方完成后，正式进入切片环节，主要使用金刚线进行切割。金刚线粗细直接决定单位长度方棒切片数量。单位方棒截面积由硅片表面积决定，因而可以通过硅密度、硅片表面积计算单位重量的方棒长度，根据金刚线、砂径、硅片厚度进一步计算出导轮槽径后，可以计算得出单位方棒可切割的硅片数量。计算模型参考表3。 近两年硅片尺寸趋于标准化、大尺寸化，但尺寸类型依旧多样。从形状来看，主要有方形硅片和矩形硅片，方形硅片主要有M10-182*182mm、G12-210*210mm两种。矩形硅片类型多样，本文主要选取当前一些主流产品计算，包含183.75*182.2mm、182*210mm,以及 主要用于HJT电池的182*191.6mm类型硅片。硅片外形尺寸参数参考高景太阳能股份有限公司产品。 硅片厚度：硅片薄片化是光伏产业的趋势之一，但在近两年进程有所放缓。硅片薄片化有利于增加单位硅棒产出硅片数量，但过薄的硅片会降低电池片的良率和光电转化效率。根据光伏行业协会数据，截至2023年，P型单晶硅片平均厚度150μm左右，较2022年下降5μm。为保持N型产品竞争力，用于TOPcon电池片和异质结电池片的N型硅片产品片厚减薄动力较强，用于TOPCon电池的N型硅片平均厚度为125μm，用于异质结电池的硅片厚度约120μm，分别较2022年下降15μm和5μm。 （3）硅片单瓦耗硅量 硅片单瓦耗硅量测度的是硅片每单位功率消耗的多晶硅数量。硅片本身并不能发电，功率无从谈起，因而需借用相关电池的光电转换效率进行功率的测算。硅片生产过程中，硅片良率会影响实际的硅片产出，拉晶、切方、切片过程对多晶硅存在损耗，硅片单瓦耗硅量需将三次损耗考虑在内。 硅片功率等于硅片面积、光强（一般取1000W/𝑚2）、相关电池的光电转换效率乘积，不同厂家同类电池光电转换效率差异较大，且相同类型的电池所用硅片亦有差异。查阅相关资料和主流电池厂家参数后，基本确定当前PERC电池主要使用M10-128、G12-210硅片，Topcon电池主要有183R、210R和G12-210硅片，HJT电池主要采用182*191.6mm硅片。 根据OFweek维科网统计的数据，目前Topcon、HJT和BC电池的技术平均量产转换效率都在25%以上，甚至最高可达26.80%（BC路线）、26.50%（Topcon路线）水平。从各家公布的电池转换效率来看，大部分Topcon电池生产商量产电池转换效率均在25%以上。HJT电池方面，爱康科技的单面微晶异质结电池的平均转换效率为25.3%-25.5%，最高批次可达到25.6%，生产良率为98%。东方日升HJT电池转换效率已达25.5%。本文选取东方日升HJT电池转换效率作为测算数据。不同尺寸硅片对应的电池在光电转换效率有一定差异，本文选取2024年电池出货量第三的专业化电池厂家中润光能Topcon、PERC电池产品参数作为参考，对应参数如下： （4）硅片、组件综合单瓦耗硅量 以上测算了不同类型电池所用硅片的单瓦耗硅量，但各类型硅片耗硅量差异较大。因而需要进一步测算不同电池的市场占有率，最终加权平均后得出硅片综合单瓦耗硅量。考虑电池和组件环节良率后，得出组件单瓦耗硅量。 参考最新的SMM2024年1-10月分类型电池产量数据，可以测算出PERC电池、Topcon183R电池、Topcon210R电池、Topcon210电池以及HJT电池的市场占有率。PERC电池中M10、G12两种类型占比并未给出。因而我们参考中国光伏行业协会《2023-2024光伏产业发展技术路线图》中的数据，得到183、210市场占比大致为70%、30%。 数据来源：银河期货，CPIA 数据来源：银河期货，SMM 不同类型电池市场占有率与其对应的硅片单瓦耗硅量加权平均后便能得出硅片综合单瓦耗硅量。考虑电池、组件良率后可进一步得出组件综合单瓦耗硅量。具体测算数据如下： 二、硅片单片耗硅量的测算 硅片单片耗硅量的测算较为简单，只需测算出硅片单片重量，在此基础上考虑各环节损耗后，便可得出。具体如下： 三、新增装机与多晶硅消费量的关系 光伏装机量与组件需求量之间并不是1:1的关系，新增光伏装机量与组件需求量之间由容配比决定。容配比是指光伏电站中组件标称功率与逆变器额定有功功率的比值。容配比可分为补偿超配和主动超配两类。补偿超配以系统不会出现限功率为原则增大系统容配比，使逆变器在光照最好的时候能达到满载输出。主动超配以系统LCOE（平准化电力成本）最低为原则增大系统容配比，可能会出现逆变器限功率的情况，但系统的度电成本会达到最低。容配比大小受组件衰减、系统损耗、不同区域辐照度差异以及组件安装倾角等影响。且不同国家光伏装机容配比差异巨大。从2023年光伏组件消费和全球装机量来看，容配比在1.2-1.25之间。 第三部分数据的修正及2025年多晶硅需求展望 从需求模型计算结果来看，2024年硅片单瓦耗硅量和SMM统计的单瓦硅片对多晶硅的实际消费量之间存在较大差异，主要系：数据统计误差、多晶硅、硅片、电池等损耗。因而我们尝试按照此模型对2022年、2023年的单瓦硅片产量对多晶硅消费量进行计算，最终与SMM统计的后验数据比对，发现2022年、2023年修正系数均在1.08左右（修正系数=单瓦硅片对多晶硅消费量/模型测算单瓦耗硅量）。但2022年不同硅片尺寸市场份额较难统计， 且部分166硅片并未在模型计算，因而1.08或无严格意义。2024年修正系数在1.13左右，与2022年、2023年差距较大，主要原因在于2024年N、P型电池市场占有率切换较快，Q1、Q2贡献了主要的电池产量，其效率在统计上可能偏低，进而导致最终修正系数偏大。预计2025年硅片尺寸、N、P型电池市场占有率在2024年不会有较大的变化，因而2025年模型修正系数或与2024年相近。预计2025年N型硅片厚度相较于2024年或再度降低5μm，P型电池转换效率基本接近极限值，2025年难有较大改变，N型电池效率或仍有0.005%左右的提升空间。据此测算得出2025年硅片单瓦硅片产量对多晶硅消费量为2.03。假设2025年硅片产量数据为650-700GW，则多晶硅需求量为132-142万吨。 作者承诺 本人具有中国期货业协会授予的期货从业资格证书，本人承诺以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接接收到任何形式的报酬。 免责声明 本报告由银河期货有限公司（以下简称银河期货，投资咨询业务许可证号30220000）向其机构或个人客户（以下简称客户）提供，无意针对或打算违反任何地区、国家、城市或其它法律管辖区域内的法律法规。除非另有说明，所有本报告的版权属于银河期货。未经银河期货事先书面授权许可，任何机构或个人不得更改或以任何方式发送、传播或复印本报告。 本报告所载的全部内容只提供给客户做参考之用，并不构成对客户的投资建议。银河期货认为本报告所载内容及观点客观公正，但不担保其内容的准确性或完整性。客户不应单纯依靠本报告而取代个人的独立判断。本报告所载内容反映的是银河期货在最初发表本报告日期当日的判断，银河期货可发出其它与本报告所载内容不一致或有不同结论的报告，但银河期货没有义务和责任去及时更新本报告涉及的内容并通知客户。银河期货不对因客户使用本报告而导致的损失负任何责任。 银河期货不需要采取任何行动以确保本报告涉及的内容适合于客户。银河期货建议客户独自进行投资判断。本报告并不构成投资、法律、会计或税务建议或担保任何内容适合客户，本报告不构成给予客户个人咨询建议。 银河期货版权所有并保留一切权利。 联系方式 银河期货有限公司大宗商品研究所 北京：北京市朝阳区建国门外大街8号北京IFC国际财源中心A座31/33层上海：上