中国工业硅行业发展现状及趋势分析,工业硅生产向西北地区转移「图」

一、工业硅概述

工业硅即工业生产的单质硅,由硅矿石冶炼,下游应用三分为有机硅、光伏、硅铝合金。工业硅,又称金属硅,硅元素含量占比达 98%,是一种重要的无机化工产品。工业硅的原料为硅矿石(主要成分为二氧化硅)和木炭、煤及石油焦等碳质还原剂,两类反应物在矿热炉内经高温还原反应,将 SiO2还原为纯度较高的硅单质。从工业硅产业链来看,上游主要是石英等硅矿石,电力、煤炭、石油等能源,下游广泛应用于光伏材料、有机硅材料与合金材料。

工业硅产业链

工业硅产业链

资料来源:华经产业研究院整理

工业硅主要分类型号

工业硅主要分类型号

资料来源:华经产业研究院整理

上游方面,硅矿石是冶炼的最主要原料。作为原料密集型行业,工业硅生产企业聚集于硅矿石储量丰富的地区。碳质还原剂不仅为反应提供足够的还原碳量,还是矿热炉中电流的主要导体。改变还原剂的种类与用量能够改变炉料的电阻,控制生产进程,并获得不同质量品级的工业硅。工业硅生产所用的碳质还原剂须符合固定碳纯度高、灰分低、比电阻高、反应活性好、高温下不易石墨化、颗粒适宜、来源广泛、价格低廉等特点。目前常用的碳质还原剂有木炭、石油焦、低灰分烟煤。为了增加导电性,生产过程中技术人员也会在矿热炉内放入石墨电极。

按照使用碳质还原剂的种类,工业硅生产工艺主要被分为两大类——全煤工艺与非全煤工艺。全煤工艺仅使用洗精煤作为碳质还原剂,而非全煤工艺同时使用木炭、烟煤和石油焦三种还原剂。当前我国主流生产技术以全煤工艺为主。木炭化学活性高,比电阻高,最适合生产工业硅。但木炭较为稀缺,因此价格较高,也不符合环保要求,只在具有特殊要求的品级中使用。烟煤的化学活性与比电阻均低于木炭高于石油焦,但其灰分较高,生产过程中形成的残留炉渣较多。石油焦的固定碳含量最高,灰分低,可用于生产高品级的工业硅。

工业硅生产常用碳质还原剂特点

工业硅生产常用碳质还原剂特点

资料来源:华经产业研究院整理

二、工业硅成本构成

从工业硅的成本构成来看,原材料与能源消耗的累计成本占比将近 80%,是成本的主要组成部分。为了实现工业硅冶炼中的还原反应,生产过程中需要达到并保持在较高的温度水平,因此将产生较高的电力消耗。为了有效降低成本,工业硅生产企业一方面自行建立或兼并硅矿石开采企业,在原材料端减少费用;另一方面,努力寻求低廉的电力资源。在原材料与能源双因素的混合作用下,国内的工业硅生产企业主要集中于新疆与云南。

工业硅成本构成

工业硅成本构成

资料来源:华经产业研究院整理

三、工业硅生产现状

我国的工业硅生产始于1957年,在之后的20多年间,迅速建立起十几个生产单位,形成了年产近2万吨的产能,基本达到了自给自足。80年代后,受到工业硅价格大幅上涨的影响,工业硅的产能得到扩张,在21世纪初期形成年产60万吨以上的产能。但由于技术条件落后,工业硅炉容量基本在3200kVA-6300kVA,生产企业数量多且分散,在有色、钢铁、军工、机械等行业都有分布。而此时国外的工业硅炉容量大多在10000kVA以上,企业数量少,单个企业的生产能力较强。

数量众多的小型工业硅冶炼企业不仅造成了严重的环境污染,而且使市场陷入了无序竞争,生产混乱的情况。因此在国家产业政策的指导下,众多容量小于6300kVA的冶炼炉被清退,同时工业硅企业从国外引入大型工业硅炉设计、建设技术,工业硅生产效率明显提升。2009年以来,工业硅市场较好的利润表现激发市场投资热情,产能增速维持在高位,但市场无序生产、产能盲目扩张的现象较为严重。历经60多年的发展,工业硅产业规模已成为我国第五大有色金属品种,但进入2018年后,在环保政策的监管下,不符合生产排放标准的工业硅生产企业逐渐停产,新建产能的审批要求不断提高,审批流程逐渐严格,国内工业硅产能增速明显放缓,甚至出现缩减的趋势。

2011-2020年中国工业硅产能变化情况

2011-2020年中国工业硅产能变化情况

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

2011-2020年中国工业硅产量变化情况

2011-2020年中国工业硅产量变化情况

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

21世纪以来,全球工业硅产业快速发展,这一时期中国成为全球最大的工业硅生产国。特别是在2010年之后,中国工业硅产能规模扩张明显,市场占有率持续提升,中国工业硅产能快速扩张是拉动全球产能增长的主要动力。2011-2020年期间,我国工业硅产能、产量占全球工业硅产能、产量分别从72.7%、61.2%增长至77%、69.1%,稳居全球最大工业硅生产国。

2011-2020年中国工业硅产能全球占比情况

2011-2020年中国工业硅产能全球占比情况

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

2011-2020年中国工业硅产量全球占比情况

2011-2020年中国工业硅产量全球占比情况

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

四、中国工业硅生产向西北地区转移

随着多晶硅、光伏和有机硅产业的快速发展,我国工业硅产能、产量出现大幅增加。特别是在金融危机之后,随着大量有机硅和多晶硅项目的投产以及汽车产量的剧增,国内工业硅市场需求大幅增长,进一步激发了民间投资工业硅产业的热情。

据中国有色金属工业协会硅业分会统计,我国工业硅产能从2009年的240万吨增加至2019年的482万吨,新增产能总计242万吨,其中新疆新增产能155万吨,占比达到64.1%;同期我国产量从80万吨增加至220万吨,产量增长140万吨,其中新疆产量增长91万吨,占比达到65%,年均增长率达到32.7%。新疆自2015年超越云南,成为我国工业硅产量第一的省份;2018年,地区产量首次突破一百万吨,稳居全国产量榜首位置。截止2019年,新疆工业硅产能产量占全国的比重分别为35.2%和44.1%,较2009年分别提高了29个百分点和36.6个百分点。以上数据表明,我国工业硅产业向西北地区转移的态势已逐步显现。

2009-2019年我国工业硅分地区产量情况表(单位:万吨)

2009-2019年我国工业硅分地区产量情况表(单位:万吨)

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国工业硅行业发展监测及投资战略规划研究报告》

工业硅产业是资源密集型产业,对能源消耗巨大,每冶炼一吨工业硅预计耗电12500KWH。由于地域禀赋不同,新疆地区炼硅使用火电,全年电价和开工率保持平稳;四川、云南、福建炼硅使用水电,枯水期电价比丰水期高0.1-0.2元/KWH,电费成本比丰水期高1300元/吨-2600元/吨,生产并不经济。因此,四川、云南、福建的工业硅企业通常只在丰水期生产,枯水期开工率下降,开工率季节性明显,因此我国工业硅产业逐渐向西北地区转移。

然而凡事都具有双面性,有优势就有劣势,新疆地区能源优势虽明显,但原料及产品销售在外,物流成本高。特别是每年夏季瓜果成熟、冬季雨雪天气影响、煤炭资源的运出都会导致新疆工业硅产品的运力下降,运费会有所上调。原材料不能够及时运进或者是产品不能够及时运出都将一定程度影响新疆工业硅产品在市场上的销售进度。

2019年我国各地区工业硅生产成本细分表(单位:元/吨)

2019年我国各地区工业硅生产成本细分表(单位:元/吨)

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

2019年我国产量位居前10的企业中,新疆企业共计4家,分别为合盛硅业、东方希望、新疆晶鑫、新疆晶维克,4家企业产量共计76.8万吨,占新疆地区产量的79.2%,占全国产量的34.9%。

合盛硅业为我国最大的工业硅生产企业,公司在新疆石河子拥有12500KVA冶炼炉32台,25000KVA冶炼炉20台;鄯善工厂一期、二期项目共计32台33000KVA冶炼炉分别于2017年底、2018上半年建成,并陆续投入运行;同时公司于2018年收购金松硅业4台12500KVA冶炼炉,三厂累计产能共计80万吨,占国内总产能的16.5%。合盛硅业股份有限公司于2017年10月30日起在上海证券交易所主板上市交易,鄯善工厂二期项目建成后,合盛硅业已成为全球排名第一的工业硅生产商。

2019年我国前10大工业硅厂产量表(单位:万吨)

2019年我国前10大工业硅厂产量表(单位:万吨)

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

据统计,截至2019年底,新疆地区工业硅产能达到170万吨/年,较2014年底增加105万吨。值得关注的是东方希望孤网运行的煤电硅一体化项目给业内带来巨大的冲击。据硅业分会统计,近些年在新疆已建或计划在新疆拟建的项目多以孤立电网的煤电硅一体化项目为主。其中已建项目包括合盛、东方希望、新疆中硅、鑫涛硅业,产能共计70万吨;在建、拟建项目产能仍超过50万吨/年,尽管在建项目全部投产运营还需时日,但我国工业硅产业向新疆地区转移的趋势已十分明显。

新疆地区拟建及在建的工业硅项目统计表

新疆地区拟建及在建的工业硅项目统计表

资料来源:中国有色金属工业协会硅业分会,华经产业研究院整理

五、工业硅行业面临的问题与发展建议

近十年来我国工业硅产业实现了长足发展,产业规模已跻身铝、铜、铅、锌之后的第五大有色金属品种。但随着产业规模的逐步扩张,行业也面临着环保治理水平待提高、产业结构待优化等多重挑战。

1、环保设施副产物回收治理问题

党的十九大报告把污染防治作为决胜全面建成小康社会的三大攻坚战之一,我国环境治理力度因此明显加大。对于工业硅行业,云南、新疆省政府相继出台文件强制要求地区企业配套建设环保除尘、脱硫等设备。2018-2019年间,云南、新疆部分企业着手建设环保脱硫设施,并陆续投入运行阶段。这是我国工业硅行业向绿色环保方向发展迈出的第一步。然而随着脱硫设施在各地普遍投入运行,其运行过程中在清理了工业硅粉尘污染的同时,有副产物石膏产生,副产物石膏的回收再利用问题成为企业面临和关注的又一问题,也是未来值得探讨的课题之一。

建议:未来我国工业硅行业在突破环保约束瓶颈的同时,仍需抓住技术创新不放松。要增加研发投入,与科研院所合作,加强基础研究,对其环保设施副产物石膏的合理应用实现突破。重塑产业价值链体系,持之以恒开展重点攻关。

2、需求增速放缓供给侧面临结构性改革

我国工业硅消费市场在2018年已呈现出需求增速放缓的态势,并延续至2020年。下游铝合金行业消费增速放缓表现最为明显,甚至在2019年呈现出负增长态势。相较于前些年我国民间投资工业硅产业的高涨热情,2018-2020年间我国工业硅新增产能不足20万吨,增速明显放缓;产量方面,在外需收缩、内需不足的倒逼下,2019年国内产量首现七年来同比回落态势。

建议:对于发展新常态的中国来说,需求和供给的失衡正在给中国经济带来长期性的隐忧。2015年11月10日在中央财经领导小组会议上,习主席首次提出“供给侧结构性改革”,旨在适度扩大总需求的同时,提高供给体系质量和效率。当前我国工业硅行业处于阶段性产能过剩时期,未来一方面要严控盲目投资,一方面如能在产业格局变化的过程中,通过采取兼并重组,获取规模效益,也不失为是提高工业硅产业生产效率的有效途径。

六、新疆工业硅崛起对行业未来的影响

1、逐步提高工业硅产业集中度

随着新疆工业硅产业的快速发展,我国工业硅产业集中度逐年提高,根据硅业分会统计2019年产量排名前十的企业生产总量占国内总产量的46.6%,较2009年提高27.6个百分点。新疆企业利用能源优势快速发展,产能扩张明显,然而在借助优势逐渐发展的同时,也应警惕区位产能过剩带来的隐患。企业应在充分了解行业发展状况的前提下,考虑企业自身优势,严格遵守国家环保政策,防止产能过剩。

2、推动技术升级加速前进

近年来,我国新疆新建在建工业硅项目大多为25000KVA以上的大炉型。截止2019年底,国内大炉型产能为148万吨/年,占全国产能的31%。一些新建项目大多在设计阶段便采用余热发电技术。随着大型冶炼炉采用全煤技术生产和新型还原剂工艺实现突破,整个产业技术升级加速前进,生产经济指标进一步优化。在大型炉装备不断提升的同时,中小企业也十分注重技术提升,特别是新疆的企业纷纷通过技术改造完成了生产自动化和机械化。

3、高低品位工业硅价差拉大

新疆地区硅石品质与南方地区有所差别,品质略低,导致新疆地区生产高品位工业硅存在难度。例如2202#牌号(硅含量99.58%、Fe含量0.2%、Al含量0.2%、Ca含量0.02%)工业硅目前国内只有福建、云南的几家企业可以生产,尽管上述地区电价成本高于新疆,但其工厂生产仍旧存在竞争力,并且产品可以以高价出售。而553#、441#等低品位工业硅在各地区都能够生产的情况下,市场主流价格会因新疆产能的逐步释放而难以走高。新疆工业硅产业在全国的地位虽然日趋重要,但其也并不能完全替代西南地区的工业硅生产。

华经产业研究院对中国工业硅行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局,把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容,请关注华经产业研究院研究出版的《2021-2026年中国工业硅行业市场供需格局及行业前景展望报告》。

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责任编辑:宋小宝_HN359
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