西部的硅:从工业硅到多晶硅
资本成长学堂 · 道纳出品
设想西北一个工业园区里,两座厂房隔着一条马路。一边是矿热炉,炉口火光一刻不停,出来的是一块块灰黑色的工业硅;另一边是还原炉和精馏塔,出来的是银灰色、纯度要数到小数点后好几个 9 的多晶硅。两边的人见面,聊得最多的不是技术,而是同一件事:这个月的电价又是多少。
硅这条链,从石英砂到光伏组件,中间要过好几道工序。其中最「吃电」的两道,就是工业硅和多晶硅。它们在西部扎堆,不是偶然:一吨多晶硅背后,连着几万千瓦时的电,电价每差一毛钱,成本就能差出几千元。
我们在第 143 期讲过储能,在第 160 期讲过绿氢,算的都是「电怎么变成钱」。这一篇接着往下:电变成硅,账怎么算;电价之外,原料和周期又各占几分;以及读一份硅材料项目的材料时,先看哪几个数。
先把链条理清楚。
| 环节 | 投入 | 产出 | 主要工艺 | 这一段卖的是什么 |
|---|---|---|---|---|
| 硅石开采 | 石英岩、石英砂 | 硅石 | 开采、破碎、筛分 | 资源 |
| 工业硅 | 硅石、碳质还原剂、电极 | 工业硅(金属硅) | 矿热炉碳热还原 | 电和规模 |
| 多晶硅 | 工业硅、氢、氯 | 太阳能级多晶硅 | 改良西门子法为主,另有颗粒硅等路线 | 电、工艺和良率 |
| 硅片及以后 | 多晶硅 | 硅棒、硅片、电池片、组件 | 拉晶、切片等 | 设备、技术和客户 |
工业硅和多晶硅这两段,有一个共同点:电费是成本里最大或者第二大的一块。 也有一个很大的不同:工业硅的另一半成本在原料,多晶硅的另一半成本在设备折旧和工艺。
我们在第 129 期讲有色金属时说过,每一段卖的东西不一样。硅也一样。一个地方有硅石,不等于适合做工业硅;有工业硅,也不等于适合往多晶硅走一步。要看的是:这一段需要的东西,本地有没有。
1. 项目的节能审查和环评公示。 高耗能项目要做节能审查,环评报告里会写清楚设计产能、单位产品综合能耗、用电负荷、原料消耗和来源。单位产品能耗这个数,是判断项目技术水平最直接的依据。
2. 能耗限额标准和能效基准。 工业硅、多晶硅都有国家层面的单位产品能源消耗限额标准,主管部门也发布过高耗能行业重点领域的能效标杆水平和基准水平。新建项目要达到什么水平、存量项目达不到要怎么改,以现行标准和文件为准。
3. 当地的电价文件。 省级价格主管部门的输配电价、电网企业每月公布的代理购电价格、当地对高耗能行业的差别电价或阶梯电价政策。绿电直连、自备电厂的规定也在这一类里。
4. 上市公司的年报。 多晶硅、工业硅企业的年报里,通常会披露单位产品电耗、产能利用率、产品价格和成本的变化。不需要点名哪一家,翻几份年报的「经营情况讨论与分析」,行业的周期位置大致就能看出来。
5. 行业协会和期货市场的价格数据。 工业硅和多晶硅都已经上市了期货品种,期货价格、交割标准、库存数据都是公开的,可以用来看价格的波动幅度和市场预期。
工业硅的生产,是在矿热炉里,用碳把石英里的硅「抢」出来。一吨工业硅,大致要用:
电:每吨一万多千瓦时,随炉型、原料品质和操作水平变化;
硅石:每吨两吨半以上,品位越高、杂质越少越好;
碳质还原剂:洗精煤、石油焦、木炭或木片等,配比各家不同;
电极:石墨电极或碳素电极,按消耗量计。
所以工业硅的成本,大致是「一半电费、一半原料」。这就决定了工业硅布局的两条逻辑:
一是跟着电走。 西北的煤电和新能源、西南的水电,是工业硅最集中的两类地方。西南水电地区有一个特点:丰水期电价低,枯水期电价高,工业硅的开工率跟着季节起伏,枯水期减产、丰水期满产是常态。我们在第 210 期讲过季节性产业怎么过冬,工业硅算是「电的季节性」最典型的一个例子。
二是原料品质决定上限。 硅石的杂质、还原剂的灰分,直接影响工业硅的品级和电耗。高品级的工业硅,才适合卖给多晶硅和有机硅;品级低的,只能走铝合金等用途,价格低一截。
多晶硅是把工业硅「提纯」。主流的改良西门子法,大致流程是:工业硅和氯化氢反应生成三氯氢硅,经过精馏提纯,再在还原炉里用氢气还原,让高纯硅一层层沉积在硅芯上,最后长成硅棒。中间产生的副产物,再经过冷氢化等工序回收循环。
这套流程的特点:
电耗高。 还原炉要长时间保持高温,冷氢化、精馏也要用电和蒸汽。单位产品综合电耗,先进产能和老产能之间差距不小;
投资重。 一条万吨级产线,设备和厂房投资动辄数十亿元,摊到每吨上的折旧不小;
要连续运行。 还原炉一旦停炉,重新启动要时间、有损耗,所以多晶硅工厂追求的是全年稳定、满负荷运转;
良率和纯度决定售价。 同样是多晶硅,能不能达到 N 型硅片要求的品质,价格差别很大。
颗粒硅等其他路线,宣称的电耗更低,但在产品品质、下游接受度上和棒状硅有差别。读材料时,看到「电耗只有多少」,要先问是哪条路线、什么品质的产品。
下面用一组假设值,把一吨多晶硅的现金成本加折旧走一遍。
假设条件(全部为假设值):
多晶硅综合电耗:每公斤 55 千瓦时,即每吨 55,000 千瓦时;
工业硅单耗:每吨多晶硅消耗 1.1 吨工业硅,外购价每吨 9,000 元;
氢、氯、化学品、蒸汽等辅料:每吨 3,000 元;
人工和其他制造费用:每吨 3,000 元;
折旧:每吨 6,000 元(按满负荷摊销)。
非电成本合计:9,900 + 3,000 + 3,000 + 6,000 = 21,900 元/吨。
第一步:电价从 0.25 元到 0.45 元,成本怎么变。
| 电价(元/千瓦时) | 电费(元/吨) | 非电成本(元/吨) | 合计(元/吨) | 电费占比 |
|---|---|---|---|---|
| 0.25 | 13,750 | 21,900 | 35,650 | 38.6% |
| 0.30 | 16,500 | 21,900 | 38,400 | 43.0% |
| 0.35 | 19,250 | 21,900 | 41,150 | 46.8% |
| 0.40 | 22,000 | 21,900 | 43,900 | 50.1% |
| 0.45 | 24,750 | 21,900 | 46,650 | 53.1% |
电价每变动 0.1 元,一吨多晶硅的成本变动 5,500 元。从 0.25 元到 0.45 元,成本差了 11,000 元,相当于低电价情形下总成本的三成。
第二步:把工业硅那一段也算进来。 如果这家工厂的工业硅是自己生产的,假设每吨工业硅电耗 12,000 千瓦时,那么每吨多晶硅背后还藏着 1.1 × 12,000 = 13,200 千瓦时的电。电价每变动 0.1 元,这一段又变动 1,320 元。
一体化后的电价敏感度 = 5,500 + 1,320 = 6,820 元/吨(每 0.1 元/千瓦时)
也就是说,从硅石一路做到多晶硅,每吨产品背后大约是 68,000 千瓦时的电。
第三步:绿电直连,能便宜多少。 假设一家多晶硅工厂打算用绿电直连,绿电部分每千瓦时 0.22 元,能覆盖 70% 的用电;剩下 30% 在夜间和无风时段从电网买,每千瓦时 0.40 元。
加权电价 = 0.22 × 70% + 0.40 × 30% = 0.274 元
看起来比全部从电网买(0.40 元)便宜了一截。但多晶硅要连续运行,绿电的出力曲线和工厂的用电曲线对不上,中间要靠储能、调峰或者电网备用来补。假设这部分折算下来每千瓦时再加 0.03 元,实际电价约 0.30 元。对应上表,每吨成本约 38,400 元,比 0.40 元的情形低 5,500 元左右。
这和第 160 期绿氢那笔账的结论是一样的:便宜的电和稳定的电,往往不能同时拿到。 绿氢可以跟着出力曲线开停,多晶硅不行,所以多晶硅对「稳定」的要求更高,为稳定付出的那一块成本也更高。第 143 期讲的储能,在这里就是一项绕不开的配套。
第四步:放到周期里看。 假设行情低迷时,多晶硅售价跌到每吨 40,000 元(不含税,假设值):
电价 0.25 元、0.30 元的工厂,还有 4,350 元、1,600 元的毛利空间;
电价 0.35 元的工厂,已经亏损 1,150 元;
电价 0.40 元以上的工厂,每生产一吨亏三四千元以上。
如果把折旧去掉,只看现金成本,电价 0.40 元的工厂现金成本约 37,900 元,还能勉强维持现金流;电价 0.45 元的工厂现金成本约 40,650 元,生产就是在烧现金。行业低谷时,谁先减产、谁能撑下来,很大程度上在这张表里就已经写好了。
(以上数字全部为假设值,仅用于说明方法,不对应任何企业、地区或项目。)
硅这条链,有一个很难绕开的问题:周期。
多晶硅产线从开工建设到投产,一般要一年多到两年;光伏装机的需求,一年一个样。价格好的时候,大家一起扩产;产能集中释放的时候,需求未必跟得上,价格就往下走,一直走到高成本产能被迫减产为止。
读这个周期,可以盯几样东西:
产能利用率:行业整体开工率是在上升还是下降;
库存:多晶硅工厂的库存天数,期货市场的仓单数量;
价格和现金成本的距离:价格是在多数企业的完全成本之上,还是已经跌到现金成本附近;
在建产能:已经开工、未来一两年要投产的产能有多少。
我们的看法是:在硅这个行业里,电价是长期的竞争力,周期是短期的生死线。 一个地方用低电价吸引来的项目,在行情好的时候赚得最多,在行情差的时候也撑得最久。但如果电价优势是靠一份难以持续的优惠协议换来的,行情一差、协议一到期,优势也就没了。
误读一:只比电价,不比电耗。 电价低 0.05 元,但设备老、电耗高出 10 千瓦时/公斤,两者一抵,未必占便宜。电价和电耗要乘在一起看。
误读二:把「综合电耗」和「还原电耗」混在一起。 项目材料里报的低电耗,有时只是还原炉那一段,不含冷氢化、精馏和公辅。比较时要统一口径。
误读三:按满负荷算折旧。 示意里的折旧是满负荷摊销的。开工率降到六成,每吨折旧就要乘以一点六倍以上。
误读四:以为一体化总是更好。 自产工业硅能省一道流通环节,但也把工业硅那一段的电价风险、原料风险和环保约束一起背了下来。行情差的时候,一体化企业两段都在亏。
误读五:忽视能耗和碳的约束。 高耗能项目的能耗指标、能效水平、碳排放核算,都是落地前要过的关。我们在第 89 期讲过,西北的用水指标也是一种要素,多晶硅工厂的冷却和化工用水同样要算进去。
误读六:把「绿电」当成一个口号。 产品要卖到对碳足迹有要求的市场,绿电比例要能核算、有凭证。直连、交易、绿证,口径不同,认可程度也不同,以现行规定和下游市场的要求为准。
| 要核对的事 | 在哪里看 | 做到了吗 |
|---|---|---|
| 项目是工业硅、多晶硅,还是一体化 | 项目备案、可研 | □ |
| 单位产品综合电耗,口径是否完整 | 节能审查意见、环评报告 | □ |
| 是否达到能效基准,离标杆水平还差多少 | 能耗限额标准、能效水平文件 | □ |
| 电价是怎么构成的,优惠协议几年到期 | 电价文件、供电协议 | □ |
| 绿电比例、补电来源、储能或调峰配套 | 直连方案、交易合同 | □ |
| 工业硅原料:硅石品位、还原剂来源 | 矿权信息、采购合同 | □ |
| 多晶硅产品品质能否满足 N 型硅片要求 | 产品检测报告、客户认证 | □ |
| 在 60% 开工率下的每吨成本 | 自己按本文第五节重算 | □ |
| 当前价格离行业现金成本还有多远 | 期货价格、年报、协会数据 | □ |
| 用水指标和水源是否落实 | 取水许可、水资源论证 | □ |
一吨硅,从石英砂到多晶硅,背后是六七万千瓦时的电。电价决定了它在行情好时能赚多少,也决定了它在行情差时能撑多久。
看一个硅项目,先把电耗和电价乘在一起,再按六成开工率重算一遍。这两个数站得住,再谈规模。
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硅材料项目最在意的是电价、能耗还是原料?
下期预告 · 招商新解 44 · 周二
招商队伍:懂行业的人从哪里来
本文为一般性讨论,文中数字均为示意,不对应任何企业、地区或项目。工业硅、多晶硅的能耗限额标准、能效基准与标杆水平、电价政策和绿电直连规定,以国家和地方现行规定为准。本文不构成投资建议。
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