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行业分析:中国工业硅将主导全球产业链的发展
来源:太平洋证券 作者:强力化工 发布时间:2022-12-22 09:25 阅读次数:378

一、 工业硅:需求快速增长,价格走势乐观

(一) 工业硅位于产业链上游


工业硅又称金属硅,由硅石和碳质还原剂在矿热炉内冶炼而成,主要应用于硅铝合金、有机 硅、多晶硅等行业。工业硅的主要成分为硅元素,含量在 98%以上,其余杂质为铁、铝、钙等。 按照化学成分不同,可以分为 8 个牌号,并以数字表示,数字不同代表杂质含量不同。

工业硅上游是硅矿石

工业硅的上游原料是硅矿石,自然界的石英岩、石英砂、石英砂岩、脉石英等硅质原料统称 为硅矿石,生产工业硅的原材料主要是石英岩。从中国硅矿石资源类型看,石英岩查明资源储量 23.1 亿吨,占比 49%,主要分布在青海和陕西;石英砂储量 15.5 亿吨,占比 33%;石英砂岩储 量 7.8 亿吨,占比 17%;脉石英储量 0.5 亿吨,占比 1%。

工业硅下游包括硅铝合金、有机硅、多晶硅

在合金中,工业硅作为非铁基合金的添加剂,能提高基体金属的强度、硬度和耐磨性。在多 晶硅中,工业硅是制造多晶硅的主要原料,并用于光伏硅片生产。在有机硅中,工业硅用于生产 硅烷、硅酮、硅油、硅烷偶联剂等产品。

能源动力是工业硅成本的重要构成

直接材料和能源动力是工业硅主要的成本构成,直接材料包括:硅矿石、石油焦、硅煤、石 墨电极等,能源动力包括:煤炭、电力。以合盛硅业 2021 年工业硅生产成本拆分看,直接材料 占比 46%、能源动力占比 32%。我们按照最新的原材料价格测算新疆工业硅企业成本构成,石英 砂占比 11%、硅煤占比 23%、石墨电极 20%、电力占比 27%。

(二) 中国是全球主要的工业硅供应国

由于对矿石资源和能源消耗大,中国是全球工业硅产能和产量的主要贡献力量。2012-2021年全球工业硅产能从 481 万吨增至 662 万吨,中国产能从 360 万吨增至 498 万吨,全球新增产能 集中在中国。2018 年后,受国内各地对高耗能产业政策调整影响,中国工业硅产能增速放缓。 从产量情况看,2012-2021年全球工业硅产量从 196 万吨增至 338 万吨,中国产量从 113 万 吨增至 261 万吨、中国产量占比从 58% 增至 77%。虽然中国产能增速放缓,但是产能利用率的提升导致产量仍处于增长中。2021 年中国工业硅产量 261 万吨,同比增长 24%。

从全球产量分布看,集中在中国、巴西、挪威、美国等国家,其中:巴西和美国拥有高品质 硅矿石资源,2020 年产量占比 7.3% 和 4.3%;挪威拥有丰富的水电资源,2020 年产量占比 6.6%。 2020 年海外市场(不含中国)前七家企业产量占比 77%,呈现集中度高的特点。

从中国产量分布看,集中在新疆、云南、四川等地,这些地区电力成本优势突出,拥有生产 工业硅的上游资源。2021年我国工业硅产量占比前三的省份为新疆、云南和四川,分别为 46%、 19% 和 13%。2021年合盛硅业工业硅产量 79 万吨、国内产量占比 30%,为全球产量最大的工业 硅企业。中国前十大工业硅企业国内产量占比 53%,行业集中度偏低。

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(三) 产业政策导致主产区新增产能受限

国家对工业硅采取了限制新增产能和淘汰落后产能的政策,两个工业硅主产区(新疆和云南) 都出台了限制新增产能的政策,同时政策鼓励企业向有机硅新材料领域发展。政策的变化导致行 业内新增产能主要是有机硅和多晶硅企业向上游拓展工业硅产能。由于全产业链发展对资金的需求大,且龙头企业资金充裕,我们认为未来工业硅行业集中度有望提升。

2017 年 7 月新疆发布《着力推进硅基新材料产业健康发展实施意见的通知》:严格施行行业 准入,各地(州、市)不得以任何名义、方式审批、核准、备案新增工业硅项目。重点打造 准东和鄯善两大基地-准东开发区重点发展多晶硅、单晶硅、切片及组件、铝硅合金新材料、 碳化硅及下游新材料等;鄯善工业园区重点发展含硅合金、有机硅、多晶硅新材料等。疆内 产能置换,必须在两个基地内实行等量或减量置换。

2017 年 12 月云南发布《关于推动水电硅材加工一体化产业发展的实施意见》:前 5 大企业 产能产量提高到 50%以上,产业布局更加优化,工艺技术装备和节能减排水平进一步提高。 新(改、扩)建工业硅项目,一律实施产能减量置换,产能减量置换方案报经省行业主管部 门确认并经州、市人民政府公示后,完善有关手续方可建设。

由于计划从有机硅和多晶硅向工业硅拓展企业数量的增加,以及项目建设周期短等因素,新 增产能投产时间存在不确定,因此我们仅统计相对确定的 2022-2023 年新增产能情况。我们预计 2022-2023 年国内工业硅产能 582 /601 万吨、增速 17/3%,产量 283 /342 万吨、增速 8/21%。

(四) 工业硅需求持续向好

根据有色协会硅业分会的数据,有机硅是工业硅最主要的消费领域。2021 年铝合金消费工 业硅 45 万吨,占比 24%;多晶硅消费工业硅 59 万吨,占比 32%;有机硅消费工业硅 77 万吨,占 比 41%。根据硅业分会发布的 2022 年工业硅需求预测,2022 年铝合金消费工业硅 46 万吨,占比 19%;有机硅消费工业硅 88 万吨,占比 37%;多晶硅消费工业硅 96 万吨,占比 40%,多晶硅有望 成为工业硅最大的消费领域。 除了国内消费外,中国每年有大量的工业硅出口。2021 年中国工业硅出口量 78 万吨,占国 内产量 30%。从出口国家看,日本、韩国、泰国是主要的目的地,占比 25%、13%、9%。

从消费数据看,2021 年中国工业硅表观消费量 184 万吨、同比增长 13%,需求量 186 万吨、 同比增长 13%。从细分领域看,2021 年中国有机硅和多晶硅需求保持快速增长,对工业硅需求带 动大,硅铝合金需求保持平稳。(报告来源:未来智库)

(五) 供需缺口扩大,看好价格走势

2022-2023 年中国供需缺口扩大

根据埃肯(Elkem)的预计,2021-2026 年全球工业硅需求复合增速 6%,其中:多晶硅领域 需求增速 9%、有机硅领域需求增速 7%、硅铝合金领域需求增速 3%。从主要经济体需求增速看, 2021-2026 年中国工业硅需求复合增速 9%,为全球增速最快的地区。

我们预计 2022-2023 年中国工业硅消费量 234/282 万吨、增速 26/20%,其中:硅铝合金消 费量 49/55 万吨、增速 9/13%,有机硅消费量 93/125 万吨、增速 21/34%,多晶硅消费量 87/96 万吨、增速 47/11%,净出口量 77/77 万吨、净出口量在国内产量占比 27/22%。我们预计 2022- 2023 年国内供需缺口(需求-供给)28/16 万吨。

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价格跌至成本线

工业硅主要有 421/553 两个品种报价,前者代表化学级价格、后者代表冶金级价格。以冶金 级 553 报价为例,2018-2021 年 6 月,价格基本在 10,000-14,000 元波动。2021 年三季度,受国 内能耗双控政策影响,部分主产区停产,进而带动工业硅价格大幅上涨,煤炭和电力成本上涨也 助推价格进一步上涨,冶金级 553 报价最高达到 67,000 元。随后价格出现回落,目前价格最低 回落至 17,000 元。 我们对工业硅成本进行测算,预计全行业平均成本(含税)17,338 元,目前的工业硅价格 在行业平均成本线附近。随着下游需求的恢复和成本对价格的支撑,工业硅价格下跌空间有限, 我们看好未来工业硅价格走势。

二、 有机硅:新产能集中投产,价格走势承压
(一) 有机硅涉及的下游领域众多

有机硅是指含有 Si-C 键、且至少有一个有机基直接与硅原子相连的化合物。有机硅聚合物 种类众多,包括聚硅氧烷、聚碳硅烷、聚氮硅烷等。其中,聚硅氧烷(DMC)是有机硅化合物中 应用最广的一类,占比超过 90%。

有机硅上游主要为金属硅、氯甲烷、催化剂等原材料;中游为有机硅行业,主要产品为硅油、 硅树脂、硅橡胶、硅烷偶联剂四大类,其中:室温胶占比 41.7%、高温胶占比 30.4%、硅油占比 22%、液体胶占比 3.2%、硅树脂及其他占比 2.7%。有机硅具有优异的耐温性、耐候性、电气绝缘 性能、生理惰性、低表面张力等特点,广泛应用于建筑、电子电器、纺织等领域,需求占比分别 为 34%、26%、12%。

(二) 国内有机硅新增供给偏多

全球有机硅产能向中国转移趋势明显,我国已成为有机硅生产和消费大国。2012-2021 年, 全球有机硅(折 DMC)产能复合增速 3.9%、中国有机硅产能复合增速 8.6%,中国产能增速远超 全球增速。截至 2021 年底,中国有机硅(折 DMC)产能 188 万吨、全球占比 62%,有机硅产量 142.1 万吨、同比增长 11%。

有机硅产业链主要包括有机硅中间体和有机硅深加工产品。全球有机硅中间体企业生产相对 集中,单个企业的生产规模较大,国内前五大企业集中度 72%、海外(除中国)前五大企业集中 度 87%。由于应用领域广泛、产品种类众多,使用有机硅中间体做深加工企业数量众多,有机硅 中间体生产企业的议价能力更强。

根据我们统计,2022 年上半年中国有机硅(折 DMC)新投产产能 55 万吨,下半年计划新增 产能 20 万吨。我们预计 2022-2023 年国内有机硅(折 DMC)产能 262.5/310 万吨,增速 40/18%, 产量 173/233 万吨、增速 18/35%。我们以 2022-2023 年中国有机硅(折 DMC)产量作为预测基础, 预计有机硅产量增长带动国内工业硅需求增长 16 /31 万吨。

(三) 有机硅需求保持快速增长

从消费数据看,2021 年中国有机硅(折 DMC)表观消费量 118 万吨、同比减少 1%,需求量 148 万吨、同比增长 17%。我们认为,随着海外有机硅产能关停,中国有机硅出口将继续增长, 5G、新能源汽车、光伏等新兴领域将带来新的需求增量,新兴市场国家有望领跑全球需求。

有机硅出口持续增长

2020 年以来,受全球疫情影响,海外有机硅企业产能有所收缩,其中:2020 年迈图关闭位 于美国的有机硅产能(折 DMC 11 万吨)、2021 年陶氏关闭位于英国的有机硅产能(折 DMC 5.5 万吨)。由于中国是全球最大的有机硅生产国,海外产能关停有利于中国产品出口增长。 随着海外产能的缩减及国内需求增长,中国从 2015 年转为有机硅净出口国。2021 年中国净 出口聚硅氧烷 24.2 万吨,占国内产量 17%。中国出口产品仍以初级聚硅氧烷为主,出口单价远 低于进口产品单价,2021 年出口产品单价 4,220 元、进口产品单价 6,944 元。

新兴领域带动有机硅需求增长

由于有机硅具有优异的耐高温、耐压缩、耐辐射及导电性能,因此被广泛应用于新经济领域, 未来 5G、新能源车、可再生能源、芯片半导体等新兴产业将会带动有机硅需求进一步增长。

新兴市场国家增长潜力巨大

人均有机硅消费量与人均 GDP 呈正比关系。目前,中国等新兴市场国家人均有机硅消费量 不足 1kg,而西欧、北美、日本、韩等发达国家和地区已接近 2kg。未来随着经济的发展,新兴 市场国家的有机硅消费需求仍有巨大增长潜力,以中国、印度等为代表的亚洲市场,人口基数大、 人均消费量低,未来将成为全球主要的有机硅需求增长区域。

(四) 有机硅供需缺口收窄

由于有机硅下游应用领域广泛,我们以埃肯(Elkem)对 2021-2026 年全球有机硅需求复合 增速 7% 作为中国有机硅下游需求预测依据。我们预计 2022-2023 年中国有机硅(折 DMC)需求 158/169 万吨,净出口量 29/40 万吨、在国内产量占比维持 17%。我们预计 2022-2023 年国内有 机硅(折 DMC)供需缺口 15/-24 万吨。

2022 年上半年有机硅市场大量新产能释放,有机硅(折 DMC)产量 85.6 万吨,同比增长 30%。有机硅大量的新产能投产,且下游需求华东市场占比高,导致市场供需格局变化。DMC 价 格在 3 月达到 39,000 元后持续下跌,目前跌至 20,000 元以下。我们测算,目前行业的平均成本 (含税)高于 20,000 元。下半年,随着合盛硅业鄯善项目 20 万吨(折 DMC)投产,市场供应进 一步增加,有机硅价格继续承压。

三、 多晶硅:价格走势坚挺,新增产能陆续投产
(一) 多晶硅是光伏产业上游

多晶硅是以工业硅为原料,经一系列的物理、化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料,是 制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料。按照纯度不同可以分为电子级多晶硅和光 伏级多晶硅。根据有色协会硅业分会数据,2020 年全球多晶硅消费量 54.3 万吨,其中:多晶硅 在光伏领域的消费量 51.3 万吨,占比 94%。因此,光伏是影响多晶硅需求的主要因素。 光伏产业链包括:高纯多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、光伏电池、光伏组件、光伏发电系统等环 节。其中,上游为高纯多晶硅的生产,中游为多晶铸锭/单晶拉棒、切片、光伏电池生产、光伏 发电组件封装等环节,下游包括集中式光伏电站、分布式光伏电站等光伏发电系统。

(二) 全球装机增长带动多晶硅需求

伴随着全球光伏产业的发展,中国多晶硅产能持续增长。2012-2021 年中国多晶硅产能从 16 万吨增至 56 万吨,中国多晶硅产量从 8.4 万吨增至 48.7 万吨、产量复合增速 19%,中国产量全 球占比从 35% 增至 78%,海外多晶硅产量则呈现下降的趋势。2021 年中国多晶硅净进口量 10.38 万吨,表观消费量 59.08 万吨、同比增长 20%。

光伏作为可再生能源,在全球范围内重视程度提高,全球光伏装机量持续增长。2021 年全 球新增光伏装机 183GW、同比增长 38%,中国光伏新增装机 54.88GW、同比增长 11%。根据中国光 伏行业协会名誉理事长王勃华预测(2022 年 2 月 23 日表态),2022 年国内新增光伏装机规模将 增至 75GW 以上,大约在 75GW-90GW 左右。根据中国光伏协会的预计,2025 年中国光伏新增装机 90-110GW,全球光伏新增装机 270-330GW。装机量的持续增长将带动多晶硅需求,进而带动对工 业硅的需求。

我们以全球光伏新增装机上限作为预测基础,预计 2022-2023 年国内多晶硅领域对于工业硅 需求量 87/96 万吨,新增 28/9 万吨。

(三) 多晶硅价格逼近历史高位

2022 年以来,国内多晶硅价格持续上涨。截止 2022 年 7 月 5 日,多晶硅价格涨至 28.4 万 元/吨,价格为近十年来高位。由于工业硅价格的下行,多晶硅企业利润空间持续增加,刺激了 企业扩产的热情。我们预计 2022-2023 年国内多晶硅总产能将增至约 120/200 万吨,对应全球约 350/580 GW 装机总量,多晶硅领域存在阶段性供给过剩的可能。

四、 铝合金:汽车需求向好,建筑需求改善
(一) 渗透率提升和轻量化带动需求增长

铝合金按加工方法分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。在铸造铝合金中硅含量一般在 6.5%-13%,通过添加硅元素可以提高合金的高温流动性,减少收缩率,减少热裂倾向,提高耐磨 性;变形铝合金中硅含量一般在 0.5%以下,属于间接使用金属硅用于铝硅中间合金生产,硅单 独加入铝中仅限于焊接材料。因此,铸造铝合金的发展对于工业硅的需求至关重要。 铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金和铝稀土合金等, 铝硅合金在铸造铝合金中产量占比约 50%。从铸造铝合金下游消费看,汽车占比 63%,汽车、摩 托车以及电动车等交通领域合计占比 73%以上。

铝在新能源汽车中应用于车身、车轮、底盘、防撞梁、底板、电池壳等。根据中国汽车工程 学会发布的《节能与新能源汽车路线图》,2020 年国内新能源汽车单车用铝量 190 公斤、2025 年 单车用铝量有望达到 250 公斤。 2021 年中国新能源汽车产量 367.7 万辆,按照单车用铝量 190 公斤计算,新能源汽车耗铝 70 万吨。2020 年 11 月,国务院办公厅印发《中国 2035 新能源汽车发展规划》,2025 年中国新 能源汽车渗透率要达到 20%。2022 年 1-5 月,中国新能源汽车产量 218 万辆,渗透率 22%,其中: 5 月单月产量 50 万辆,渗透率 25%。我们假设,2025 年中国汽车产量维持在 2,750 万辆,按照 渗透率 25%计算,中国新能源汽车产量 688 万辆。按照单车用铝量 250 公斤计算,新能源汽车用 铝量 172 万吨,2022-2025 年新能源汽车用铝复合增速 25%,为硅铝合金最大的增长领域。

(二) 铝合金用硅需求有望回升

2021 年中国铝合金产量 1068 万吨、同比增长 11%,铝合金领域用硅 45 万吨、同比持平。我 们预计 2022-2023 年铝合金领域对工业硅需求增速 9.4/12.5%,对应需求量 49/55 万吨。(报告来源:未来智库)

五、 重点公司分析


(一) 收入和利润持续增长

合盛硅业主要从事工业硅及有机硅等硅基新材料产品的研发、生产及销售,是我国硅基新材 料行业中业务链最完整、生产规模最大的企业之一。截至 2021 年底,公司的工业硅总产能 79 万 吨、有机硅(单体)总产能 93 万吨,工业硅和有机硅产能位列国内首位。 随着公司产量增长和产品价格上涨,公司收入和利润保持较高增速。2014-2021 年公司收入 复合增速 29%,利润复合增速 62%。2021 年受产品价格上涨影响,公司实现营业收入 213 亿元、 同比增长 138%,归母净利润 82 亿元、同比增长 485%。

(二) 量价齐升,成本稳定

2021 年公司工业硅销量 53 万吨、同比增长 46%,有机硅销量 41 万吨、同比增长 42%。同时 受能耗双控政策影响,产品价格大幅上涨,工业硅销售均价 16,703 元、同比上涨 59%,有机硅销 售均价 29,646 元、同比上涨 72%。 在产品价格上涨的同时,公司成本控制得当,成本涨幅远低于价格上涨。2021 年公司工业 硅生产成本 8,495 元、同比上涨 9%,有机硅生成产本 13,085 元、同比上涨 9%。公司成本控制力 强,主要与区域优势及产业链优势有关。、 直接材料和能源动力在工业硅成本占比高。公司地处新疆,区域内煤炭资源丰富,公司用电 成本低于疆外企业。2021 年公司自发电成本 0.21 元,自发电比例 83%,综合用电成本 0.22 元。新疆石油焦资源丰富,公司拥有 7.5 万吨石墨电极产能,完全自给工业硅并部分外售 。

工业硅作为有机硅的上游,公司部分工业硅用于有机硅生产,保证有机硅产品竞争力。公司 有机硅产能集中在华东和西南,靠近下游市场。

(三) 储备项目丰富,产业链向下游延伸

2021 年公司工业硅产量 79 万吨、同比增长 60%,有机硅产量 65 万吨、同比增长 34%。21 年 公司资本性支出 26 亿元,同比翻倍。 公司项目储备丰富,新产能投产后,公司工业硅和有机硅产量将大幅增长,多晶硅和光伏玻 璃产能的投产将进一步拓展下游领域。项目投产后,公司工业硅和有机硅单体产能增至 199 万吨、 253 万吨,较 2021 年末增加 152%、172%,多晶硅产能 20 万吨、光伏玻璃产能 300 万吨。

扩产项目:黑龙江合盛 6 万吨工业硅复产、隆盛碳素 4 万吨石墨电极扩产。

新增产能:东部合盛 20 万吨工业硅项目、鄯善合盛 40 万吨有机硅(折 DMC,分两期)项目、 云南合盛 80 万吨工业硅(分两期)和 40 万吨有机硅(折 DMC,分两期)项目、中部合盛 20 万吨多晶硅项目、中部合盛 300 万吨光伏玻璃项目(分两期)。

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