《光伏产业研究报告》word版.doc

光伏产业研究报告李勇军光伏产业研究报告2009年6月- 33 -目录1 世界光伏市场与中国现状- 1 -1.1 光伏产业背景- 1 -1.2 世界光伏市场- 2 -1.3 中国现状- 4 -1.3.1 生产大国 消费小国- 4 -1.3.2 发展空间巨大- 5 -1.3.3 集中于商业应用- 5 -1.3.4 两头在外的市场格局- 5 -2 主要国家扶持政策分析- 6 -2.1 德国- 8 -2.2 美国- 8 -2.3 日本- 8 -2.4 法国- 9 -2.5 西班牙- 9 -2.6 意大利- 9 -2.7 中国- 9 -2.7.1 我国光伏产业扶持政策开始补位- 9 -2.7.2 主要产业集中地均有各项优惠政策- 10 -2.7.3 后续政策值得期待- 10 -3 光伏产业链- 10 -4 光伏产业价值链分析- 12 -4.1 全球厂商总体分析- 13 -4.2 光伏产业价值链-晶体硅原料- 14 -4.2.1 多晶硅产能扩张后等待需求复苏- 14 -4.2.2 多晶硅生产工艺- 15 -4.3 光伏产业价值链-硅片- 16 -4.4 光伏发电产业价值链-电池、组件生产- 17 -4.4.1 电池分类及效率问题（多晶硅）- 17 -4.4.2 非晶硅薄膜太阳能电池- 18 -4.4.3 晶硅电池与薄膜电池优缺点比较- 19 -5 中国光伏产业现状分析- 19 -5.1 产业链各环节产值分布- 19 -5.2 多晶硅产能快速扩张- 20 -5.3 硅锭产量增长迅猛- 23 -5.4 电池片产量占据全球3 成- 24 -5.5 薄膜电池发展相对缓慢- 25 -5.6 产业链下游优势明显强于上游- 26 -6 中国光伏产业集聚区分析- 26 -6.1 我国光伏产业地区分布情况- 26 -6.2 四川、河北、江苏的光伏产业链最为完整- 27 -7 成本分析- 28 -7.1 价值链成本分析- 28 -7.2 光伏并网发电投资成本- 28 -7.3 光伏并网发电运营成本- 29 -8 几点结论- 29 -9 调研篇- 30 -9.1 前期资料收集以便于展开工作- 30 -9.2 研究报告框架确定及写作- 30 -9.3 实地调研- 30 -9.4 根据调研结果重新审视报告- 32 -1 世界光伏市场与中国现状1.1 光伏产业背景化石能源储量的有限性是发展可再生能源的主要因素之一。根据世界能源权威机构的分析，按照目前已经探明的化石能源储量以及开采速度来计算，全球石油剩余可采年限仅有41 年，其年占世界能源总消耗量的40.5%，国内剩余可开采年限为15 年；天然气剩余可采年限61.9 年，其年占世界能源总消耗量的24.1%，国内剩余可开采年限30 年；煤炭剩余可采年限230 年，其年占世界能源总消耗量的25.2%，国内剩余可开采年限81 年；铀剩余可采年限71 年，其年占世界能源总消耗量的7.6%，国内剩余可开采年限为50 年。世界常规能源储备状况剩余使用年限（自2000年开始计算）能源种类世界中国太阳能无穷大无穷大石油约45年约15年天然气约61年约30年煤约230年约81年铀约71年约50年全球化石能源的大量开采是造成生态破坏的主要原因之一，而化石能源的大量使用则是造成全球环境污染的主要原因，相关研究表明，大面积使用太阳能光伏发电电能，能有效减少二氧化碳的排放，减少温室效应，改变地球气候。发展可再生能源的契机来自京都协议书。联合国141 个成员国家共同签署的京都协议书于2005 年2 月16 日生效，将再生能源的开发与规划推向一个新的阶段。可再生能源主要发展方向为太阳能、风能、小水电以及生物质能发电等，而从目前发展状况来说，太阳能光伏发电虽然发展整体规模要小于风能，但是增长速度最快。随着硅片加工技术进一步成熟，光电转换效率的提高以及其他类型技术的发展，整个发电系统成本继续04 年以前的下降趋势，包括太阳能光伏发电在内的可再生能源完全有可能完成从补充能源到常规能源的角色转换。1.2 世界光伏市场近年来，全球太阳能发电系统容量增长十分迅猛，在 2001 年2008 年期间，全球光伏发电新增容量持续快速增长，年均增速达50.2%，2008 年全球新增光伏发电容量为5.95GW，同比增长110%左右。2001年2010年全球光伏发电新增容量在 1996 年2008 年期间，全球光伏电池产量持续增长，年均增速达43.6%，2008 年全球光伏电池产量为6.85GW，同比增长71%左右。1996年2008年全球光伏电池产量2008年世界光伏安装量达到5.95GW,同比增长110%，在总安装量中欧洲占据82%；2008年全球光伏产量为6.85GW,比2007年的3.44GW增长近100%。光伏产量超过安装量，供给过剩初步显现。国际能源署（I E A）对太阳能光伏发电的未来发展作出如下预测：2020 年世界光伏发电的发电量占总发电量的2，2040 年占总发电量的20%- 28。欧盟联合研究中心（JRC） 预测，到 2030 年可再生能源在总能源结构中占到30以上，太阳能光伏发电在世界总电力的供应中达到10%以上；2040 年可再生能源在总能源结构中占50以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上，到21 世纪末可再生能源在能源结构中占到80以上，太阳能发电占到60以上，显示出最重要的战略地位。发达国家非常重视光伏产业发展，目前美国、欧洲和日本制订的光中长期光伏发展目标如表所示。按照这一计划，到2010 年全球光伏装机容量将达到28GW，是2008 年累计装机18.25GW 的1.53 倍，相当于需求年增4.87GW；2020 年将达到200GW，是2008 年的10.95 倍，相当于在这个10 年里需求年增17.2GW；2030 年将达到1850GW，是2008 年的99.72 倍，相当于在这个10 年里需求年增16.5GW。随着技术的进步，或许未来的实际进程将超出这一规划。2008年全球光伏市场需求（GW）德国、美国、日本三个国家是主要的利用太阳能的国家，西班牙则发展迅速。德国太阳能装机容量在2007 年达到1328MW，占世界新增容量的47%。是目前全球最大的太阳能发电市场，而西班牙是增长最快的市场之一，2007 年新增太阳能光伏发电装机容量640MW，同比增长480%，成为全球新的第二大市场。美国市场新增220 MW,同比增长57%，只有日本在政府取消了一定的政策补贴后增速下降了22%。主要国家光伏发展中长期规划 累计装机容量（GW）年份日本欧洲美国中国其他20081.970254.7520203041361.689.82030205200200501195从过去几年的情况来看，全球光伏市场需求趋于多元化，传统市场德国依然保持增长，但增速放缓；日本近几年基本停滞；后起之秀西班牙和美国发展迅速，尤其是西班牙市场2008 年一举超越德国，成为全球最大的市场。2001-2008年主要国家光伏新增容量（MW）20012002200320042005200620072008德国798317054683796813281500日本122161218256292300230230美国37576684105140220342西班牙55512211106402511其他84101911251371514085961.3 中国现状1.3.1 生产大国 消费小国我国光伏产业近5 年平均年增长率为49.5%，2007 年增长56.2%，成为全球太阳能第一生产大国，占全球产量的26.6%。2007 年世界前16 家太阳能电池公司中，中国已经占有了6家。另据中国太阳能协会的数据，2007 年国内太阳能电池的产量约为1180 兆瓦，而欧洲、日本和美国产量分别是1062、920 和266 兆瓦，中国已成为名副其实的太阳能电池世界第一。但我国太阳能发电市场发展却极为缓慢，2007 年累计装机容量仅有10 万千瓦，不足全球的1%。1.3.2 发展空间巨大按照国家目前规划，到2010 年中国光伏发电的累计装机量将达到300 MW ，到2020 年将达到1.8 GW ，到2050 年将达到100 GW 。 按照中国电力科学院的预测，到2050 年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25，其中光伏发电装机将占到5%。我国太阳能装机容量预测1.3.3 集中于商业应用 我国光伏发电的市场主要在通信和工业应用、农村和边远地区应用、光伏并网发电系统和太阳能商品及其他 。所有这些应用领域中，大约有53.8是属于商业化的市场（通信工业应用和太阳能光伏产品），而另外的46.2%则属于需要政府和政策支持的市场，包括农村电气化和并网光伏发电。1.3.4 两头在外的市场格局以每兆瓦太阳能电池需多晶硅1011 吨计算，2007 年国内太阳能多晶硅需求达1.2万吨左右，而2007 年国内太阳能多晶硅产量不足1000 吨。原料自给率不足10%。 同时，2007 年生产电池1180 兆瓦中，出口达了1000 兆瓦，比例超过90%。我国目前太阳能产业最大的特点，在于原料依靠进口，产品以出口为主，也即形成了两头在外的格局。2 主要国家扶持政策分析目前情况下，完全商业化运作的并网光伏发电上网电价成本高达3-4 元/千瓦，约为火力发电价格的11-14 倍，价格上无法与火电竞争。因此，光伏发电市场现阶段仍然是一个政策性很强的市场。在日本与德国，由于政府的积极参与，通过制定相关的新能源政策进行推广，目前已经取得相当不错的效果。虽然光伏发电的发展在现阶段仍然要靠政策扶持来实现，但光伏发电系统的应用并不是奢侈品，光伏发电今后将成为人类能源的重要组成部分，可以将其发展的模式归结如下。产业发展模式政府补贴企业盈利扩大规模规模经济成本下降自由市场对太阳能扶持的政策主要集中在：立法指引、购电补偿、税收抵扣或投资补贴等方面。德国、美国、日本在太阳能发电的政策指引方面较为具体和有效， 极大地刺激了这三个国家的太阳能发电事业。各国光伏政策及需求分析国家政策及需求评析德国关键词：政策成熟，增长稳健需求分析：受益于稳健的政策激励模式不涉及财政支出，合理补贴电价下调幅度（2009 年、2010 年8%、2010 年后9%），因此需求仍将保持30%左右的平稳增长，2010 年可突破2GW美国关键词：潜力巨大，更多期待需求分析：各州的光伏激励政策纷纷启动，即使没有延长光伏投资税收抵减也有望保持30%以上的年均增速；业界更期待抵税政策获得延长，若成功通过，预期可能出现100%以上的脉冲式增长，各州的需求崛起可能远超预期。日本关键词：政策重启，再入增长轨道需求分析：最早扶持光伏的国家，为期10 年光伏补贴政策已到期结束；最近重新制定了238 亿日元的补贴政策，目标是2020 年总装机量为目前的10 倍，达到19GW，以2008 年新增仅270MW 的装机量估计，未来12 年内新增装机17GW 以上，对应年复合增长率40%；意大利关键词：条件最优、最具希望需求分析：极好的光照条件、较稳健的扶持政策，购电法政策具有长期性，相对西班牙更为稳健，购电价每年下降幅度为2%到3%；政府目标为2010 年达到1200MW 总安装量，常规电价高于南欧其他国家，最有希望率先平价上网。希腊关键词：目标在即、增量明朗需求分析：在2006 年7 月制定了扶持光伏发展的法令，以及2010 年可再生能源配额目标20.9%，光伏比重约5%，光伏装机总量将达到500MW，目前总安装量还不到100MW，未来两年400MW 增量基本确定。法国关键词：政策清晰、自有特色需求分析：法国政府已明确表示将可再生能源发展重点放在光伏上，发展侧重于光伏建筑一体化，给予的补贴电价远高于其他国家，非常具有投资吸引力；随法国电力私有化，远低于其他国家的常规能源电价迅速提高，光伏需求逐渐启动，将成为欧洲市场重要的增长点。韩国关键词：补贴调整、增速减缓需求分析：补贴电价将在2008 年10 月下调30%，距离2010 年目标10 万户光伏装机量300MW 还有200MW 左右的差距，考虑到部分新建光伏电站，未来两年新增需求将比较平稳。西班牙关键词：09“倒春寒”、前景尚好需求分析：扶持方案不够合理，预计 2009 年需求从1000MW 下降到500MW 给全行业带来恐慌，但西班牙优良的光伏发展条件远优于其他国家，尾随西班牙平价上网预期未变，业界期待扶持方案更合理稳健。比利时、捷克、瑞士、葡萄牙等关键词：初露锋芒、不可低估需求分析：这些国家都相继实施了强制购电法政策，已显示出快速增长的势头；以比利时为例，多家组件厂商签订的2009 年的光伏发电合同总计已经超过50MW，每个国家都有达到100MW 的可能。中国关键词：信号释出，值得关注需求分析：国内各类示范类光伏项目剧增，建设规模也在扩大，发改委核准了两个光伏发电上网项目，未来还有望继续增加，发改委预期2010 年安装量达到300MW，巨大潜力值得关注。2.1 德国德国2000 年颁布可再生能源法， 要求垄断性能源企业，主要是电网企业，必须按照国家规定的价格或价格计算规则收购可再生能源产品。电网公司有义务收购可再生能源所发的电量，并支付最低的上网补偿电价。在固定的时间范围内，享受固定的上网电价(PV：20 年加上安装年)，新建电站的上网电价每年递减(PV：5%/a)。高于常规电价的那部分成本在全国范围均摊。固定价格即政府直接明确规定各类可再生能源产品的市场价格。德国是这类价格政策的代表国家，德国于2007 年通过法律的形式，制定光伏发电的价格是 37.9654.21 欧分kW.h。世界上大约有40 多个国家采用这种价格机制，这种机制的特点是可以根据政府的意愿，促进各种可再生能源技术的均衡发展，也可以推动某些可再生能源技术的优先发展。另外，德国的政策性银行德国复兴开发银行（KfW）还设立了可再生能源投资专项或额度，为可再生能源项目融资提供方便。2.2 美国美国能源部提出了逐步提高可再生能源电力的发展计划，制定了风力发电、太阳能发电和生物质能发电的技术发展路线图，以此来提高清洁能源的比例，其中太阳能光伏发电预计到2020 年将占美国发电装机增量的15左右，预计安装量达到2000 万kWp，以保持美国在光伏发电技术开发、制造水平等方面的世界领先地位。对于光伏发电，美国在30 个州都通过了净电量计量法 （Net Metering），即允许光伏发电系统上网和计量，电费按电表净读数计量，允许电表倒转，若用电量大于光伏发电量，用户按照用电量和光伏电量的差额付费。美国加州的“购买降价”（Buy Down）政策则直接对太阳电池发电系统的初投资进行补贴，大约每峰瓦补贴4 美元。2.3 日本1993 年开始实施“新阳光计划”，以加速光伏电池、燃料电池、氢能及地热能等的开发利用，其中光伏的2010 年目标为4.8GW 。1997 年又宣布了7 万太阳能光伏屋顶计划，目标是到2010 年安装7.60GW 的太阳能光伏电池。 日本实行的是用户补贴政策 。用户补贴即对消费者进行补贴， 随市场的发展和技术的进步而调整，安装光伏发电系统时进行工程补贴，这一补贴逐年递减，从最初补贴50，分10 年逐年递减，到第十年时补贴减到零，2005 年以后，日本屋顶光伏发电系统的补贴已经没有了。除了光伏系统的安装补贴外，还允许光伏发电系统“逆流”向电网馈电，意味着电力公司以同等电价购买光伏系统的发电量，类似于美国的净电表计量法。日本的普通电价原本就很高，相当每千瓦时2.4 元人民币；而预计光伏发电系统价格将从2006 年的大约4.0 万/kWp 下降到2010 年的2.0 万/kWp。2010、2020、2030 年的发电成本分别为1.5 元/kW.h、0.93 元/kW.h、0.47 元/kW.h，完全可以与常规电力相竞争。2.4 法国 总体来说，法国在太阳能利用方面滞后于其他欧洲邻国。正是意识到了存在的差距，而且也是为了更好的推动法国绿色能源的运用，实现可持续发展，法国准备切实推动和推广太阳能利用，以缩短与邻国的差距。太阳能发电也将是法国将大力支持和推广的一个领域。预计到2010 年，太阳能发电市场总量从2005 年度6MW 到50MW。2.5 西班牙“电力法”。电力公司必须用高价购买太阳能电力，5KWp 以下的系统，太阳能售电电价为0.38 欧元/Kwh，5KWp 以上的系统，太阳能售电电价0.28欧元/Kwh，普通电价为每千瓦时0.03 欧元。目前西班牙已经成为太阳能市场的新增动力，从2005 年下半年开始增速迅猛提高，2006年增幅超过30%。2.6 意大利意大利 意大利2001 年开始实施光伏屋顶计划，政府配套2800 万美元资金，补贴达到75。2.7 中国2009 年3 月财政部推出的补贴政策标志着中国光伏产业政策将逐渐补位，中国光伏发电应用市场的大门已经开启，国内光伏应用市场有望像德国、西班牙等国一样进入政策推动下的快速发展阶段，中国光伏产业有望形成生产强国、消费大国的格局。2.7.1 我国光伏产业扶持政策开始补位在财政部补贴政策公布之前，我国针对光伏产业的扶持政策主要是可再生能源法中间接的提到过一些，如可再生能源法：第14 条电网企业有义务全额收购已获并网批准的可再生能源上网电量，第19 条可再生能源上网电价由国家相关部门合理确定，第20 条可再生能源电价高于常规能源发电平均价部分附加在电网内分摊。第15 条，国家扶持偏远地区的可再生能源独立发电系统。2008 年，国家发改委对2 座发电侧（高压侧）网的光伏电站上网电价批复为4 元/度。2009 年3 月，财政部会同建设部出台关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见政策以及太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法的通知，对50kW 的建筑光伏系统，给予20 元/W 的一次性补贴。资金来源：2008 年每度电征收2 厘的电力附加作为可再生能源发电的电价补贴，每年大约可征收50 亿元，风电补贴25 亿左右，光伏可用25 亿30 亿元，如果每度电补贴1 元钱，则可补贴约2GW 的装机容量。财政部此项政策的出台可以说意义重大，这是专门针对光伏产业发展的专项政策，这意味着我国光伏产业扶持政策已经开始补位。2.7.2 主要产业集中地均有各项优惠政策光伏产业的主要集中地如乐山、内蒙等，均推出了相关的优惠政策，比如土地、税收、电力和融资等方面。据了解内蒙呼市给予多晶硅企业的电价只有0.28 元/度，乐山、湖北宜昌等地也给多晶硅企业提供直供电，电价大约在0.40 元/度左右。随着财政部补贴政策出台，各地方政府还将出台配套政策，并提供配套资金，以共同支持国内光伏产业的发展。2.7.3 后续政策值得期待 预计未来发改委、工信部、能源局等相关部门应该还会推出一些相关政策，一起推动国内光伏产业的发展，当然其中最重要的是要推出上网电价法，从根本上保障业主的持续盈利，实现行业的良性发展。随着这些政策的陆续出台，中国光伏产业将进入第二个阶段，即政策扶持阶段，借鉴国外经验，在这一阶段，国内光伏市场容量将急剧扩张，一些具备优势的龙头企业将脱颖而出。3 光伏产业链硅系太阳能电池的产业链主要包括晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。我国企业在这四个环节中均涉足颇深，国内光伏发电终端市场的启动将使各家企业迎来“再上路”的机会。晶硅太阳能电池产业链太阳能级晶体硅硅锭硅片电池组件系统/应用晶硅太阳能产业链的价值构成（2008年）多晶硅提炼（51.16%）硅片切割（12.33%）电池封装（51.16%）太阳能电池组件（16.44%）资料来源：方正证券薄膜太阳能电池产业链电池单元光伏组阵接线贴盒安装晶硅制备：Hemlock、Wacker、Tokuyama、REC 等公司掌握最先进的工艺（工艺优势体现为产品质量高且生产成本低）。我国大批企业从2006 年开始陆续进入该环节，新光硅业、洛阳中硅、江苏中能、重庆大全、赛维LDK、东汽峨半等公司是细分产业中的领先者。硅片（Wafer）硅片生产：这一环节的主要技术流程包括多晶硅铸锭（或单晶生长）、切方滚磨、用多线切割机切片、化学腐蚀抛光。Sharp、Q-cells、BP Solar、Deutsche Solar、Kyocera 等公司技术水平较高。我国的赛维LDK、天威英利、常州天合、有研硅股、精工科技分别以切片或提供铸锭设备的方式进入这个产业环节。太阳能电池制造和组件封装：国内大批企业从事该产业。在各产业链环节，其生产成本具有很大差异，因而所获利润也有较大差异，下面给出在整个产业链最终生产出太阳能电池的成本构成，如下图所示。当然这两年以来由于多晶硅产能的急速扩张，硅材料的价格下降较多，电池成本有较大下降。太阳能电池成本构成图4 光伏产业价值链分析主要以晶体硅太阳能电池产业链阐述。晶体硅太阳能电池产业链基本由五个环节构成，分别是高纯多晶硅原料生产、单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸、硅片切割、电池芯片制造、组件及系统封装与应用。其中，进入壁垒最高的环节为太阳能级高纯多晶硅原料生产，由于其制造过程资金密集、技术密集、高耗能、回收周期长的特点，目前基本上被国际上7 大厂家垄断。其次，产业链中游的太阳能电池芯片（cell）制造进入壁垒较高，其制造过程主要是技术密集、工艺和设备要求高，电池芯片转换效率的高低决定了处于该环节企业的盈利能力。另外，硅片切割环节由于切割厚度以及破片率等方面的要求较高，进入也存在一定的壁垒。相对来说， 单晶硅拉制或多晶硅定向浇铸(Ingot) 、组件及系统（module-system）封装与应用进入壁垒较低。目前，晶体硅光伏发电产业呈现“倒置漏斗”形状。光伏发电产品市场的发展速度远远超过上游产业的发展，引起这种状况的主要原因是产业链发展不均衡。高纯硅原料的供应不足，上游生产厂家扩产速度过慢，导致高纯度晶硅材料市场出现供不应求的局面并愈演愈烈。不过今年以来，由于大量厂商的投产，处于上游的硅原料价格急剧回落。太阳能电池的生产主要集中于欧洲国家、日本和美国，其中德国、西班牙、日本和欧盟集中了太阳能电池生产商，也是产品主要的需求国。国际市场的份额主要由上述大公司控制，占世界光伏市场供应量的70%以上，高端市场供应量的90%。夏普公司位居首位，占全球光伏市场供应量的26%左右，Q-Cells AG 占全球市场的13%，无锡尚德占全球市场的5%左右，排名第六位。目前，我国生产太阳能电池的企业主要有：无锡尚德太阳能电力有限公司、中电电气（南京）光伏有限公司、江苏林洋新能源有限公司、晶澳太阳能电源有限公司。除此之外。国内还有300 多家太阳能电池厂家，但是国内大多数厂商都只是购买电池芯片进行简单的组件封装工作，且产品品种单一。4.1 全球厂商总体分析产业链上厂商构成状况工序厂商数多晶硅7家（不包括国内厂商）硅锭/棒-硅片30-40家太阳能电池片40家太阳能电池组件200家左右发电系统由上表数据可知，整个光伏产业链产品供应商的数量呈金字塔形分布，位于最上端的多晶硅生产厂商相对较少，光伏发电晶体硅电池片以及组件厂商迅速增多，产能扩张较快。由于晶体硅电池片以及组件扩建周期较短，而处于上游环节的晶体硅原料企业扩张产能周期较长，整个产业链扩张并不能同步，硅原料厂企业产能扩张速度明显滞后于电池片以及组件企业。另一方面，光伏发电与传统的发电设备不同，设备的维护和机械装置的制造难度相对较小。从目前全球光伏产业链的技术分析来看，下游的硅片、太阳能电池片、太阳能组件环节的生产技术已经相对成熟。国内企业近几年在这些领域发展的速度非常快，涌现出一批全球知名的太阳能电池生产厂商，如江西赛维、无锡尚德、天威英利等。而技术壁垒较高的原料高纯度多晶硅的提炼制造则发展相对较慢，不过近几年由于国内大批厂商的进入，原料环节供需失衡的状况有所缓解。光伏产业链各环节目前技术现状工序环节国际技术状况国内技术状况多晶硅技术主要掌握在美国、日本、德国，产能主要技术在全球7大生产商手中主要都为引进俄罗斯的改良西门子法，技术相对有一定差距，产能相对较少硅锭、硅片单晶、多晶技术都相对成熟，切割工艺不断提升，硅片厚度不断下降单晶硅拉制技术比较成熟，单晶炉已实现国产化，价格低廉；多晶硅浇铸炉依靠进口，价格昂贵电池及组件电池片的光转化效率高生产工艺和国际相当，生产设备国产化率最高，从业门槛最低，从事企业最多，且扩产最快，产量最大的一个环节。由于技术和资金门槛低，同时可以充分利用劳动力成本低廉的优势，中国太阳能光伏电池封装行业的发展最为迅速。4.2 光伏产业价值链-晶体硅原料4.2.1 多晶硅产能扩张后等待需求复苏 2007-2008 年，多晶硅的高额回报吸引了国内大批资金进入该产业。经过2-3 年左右的建设、调试，2009-2011 年将是国内多晶硅产能释放的高峰期。根据各家企业在建、筹建项目和宣传规划简单推算，未来2-3 年间国内将形成8-9 万吨/年的产能。但是由于近期多晶硅市场需求萎缩和部分企业生产工艺成熟度等问题，很多企业会推迟建设、投产，或其实际产能无法达到设计量。因此，有效产能会低于简单的根据宣传规划的推算。业内普遍认为，多晶硅企业需达到1000 吨/年以上的生产能力是较为经济的规模，目前能够达到千吨级生产规模的企业包括新光硅业、江苏中能、洛阳中硅、江苏大全、江西赛维等公司。多晶硅有效产能时间多晶硅有效产能（万吨/年）多晶硅耗用量（g/w）对应产能（万千瓦/年）20080.458.5532009E1.008.01252010E3.507.54672011E6.007.5800光伏发电终端需求是影响多晶硅产业发展的决定因素。由于需求萎缩，2009年多晶硅产业供大于求的特征明显。2010 年，需求复苏，供需关系有望修复。目前多晶硅含税价格降至70-80 美元/吨，已经达到现阶段国内大部分企业的综合成本线，因此价格短期内基本见底，但较难回升。4.2.2 多晶硅生产工艺多晶硅材料在太阳能电池组件成本中占很大比例，是重要的细分行业。在生产高纯多晶硅的技术方面，目前多种生产工艺路线并存，国际上多晶硅生产主要的传统工艺有改良西门子法、硅烷法、流化床法和冶金法，如下表所示：多晶硅生产工艺分类具体方法生产工艺化学法改良西门子法利用H2，还原SiHCl3 在硅芯发热体上沉积硅的工艺技术，并于l957 年开始了工业规模的生产，这就是通常所说的西门子法。在西门子法工艺的基础上，通过增加还原尾气干法回收系统、SiC14 氢化工艺，实现了闭路循环，于是形成了改良西门子法一一闭环式SiHC13 氢还原法。通过采用SiCl4 氢化和尾气干法回收工艺，明显降低了原辅材料的消耗。硅烷热分解法硅烷法与改良西门子法接近，只是中间产品不同，改良西门子法中的中间产品是SiHCl3，二硅烷的中间产品是SiH4.硅烷是以SiCl4 氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法等方法制取，然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉中生产纯度较高的棒状多晶硅。流化床法流化床法是美国联合碳化物公司早年研发的多晶硅制备工艺技术。该方法是以SiCl4 氢气、硫酸和工业硅为原料，在高温高压流化床内（沸腾床）生成SiHCl3，将SiHCl3 再进一步岐化加氢反应生成SiH2Cl2，继而生成硅烷气。制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。冶金法选择纯度较好的工业硅进行水平区熔单向凝固成硅锭，除去硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中除去硼杂质，再进行第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中除去磷和碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。多晶硅售价降至行业综合成本线反衬出成本和质量的重要性。这也是未来几年中多晶硅企业竞争的焦点。国内大部分企业所采用的是改良西门子法。改良西门子法制多晶硅的生产成本主要包括三氯氢硅、电费和折旧。（1）三氯氢硅是原材料，转换效率约为10：1，目前售价约为1 万元/吨。三氯氢硅是氯碱化工的副产品，多晶硅企业可外购也可自行合成（氯化氢+工业硅粉）。（2）电费是重要的生产成本。多晶硅生产是连续过程，生产周期5-7 天，其中还原环节、氢化环节耗电量大。多晶硅单位耗电量与企业生产规模、生产稳定性（启/停设备耗电量大）、工艺成熟度有很大关系。目前千吨级、且工艺较成熟多晶硅企业国内领先的千吨级多晶硅企业目前的完全成本约为50 美元/kg。未来节省成本的空间在于单位耗电量的降低、副产品四氯化硅的循环再利用（节省三氯化硅）、精馏环节的节省、生产规模扩大后的其他单位成本和费用的降低。我们认为，2010 年国内一流企业完全成本降低20%是有希望的。此外，各地电价水平不同也有可能造成成本差异。在产品供大于求的情景下，下游客户对多晶硅产品的纯度提出了更高要求，这对于产品质量控制力好的企业十分有利。4.3 光伏产业价值链-硅片铸锭与硅片的切割是整个产业链中重要的环节，目前其毛利率仅次于硅原料的生产环节。硅片主要包括单晶硅和多晶硅，工序包括多晶硅铸锭（单晶硅生长）、切块、线切割片、抛光清洗等。其中单晶硅硅片以高纯的单晶硅棒为原料，或者使用半导体加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳能电池专用的单晶硅棒。多晶硅硅片以多晶块料或单晶硅头尾料以及锅底料，破碎后经过适当的腐蚀，然后用去离子水冲洗呈中性并烘干，用石英坩埚装好，加人适量硼硅，放人浇铸炉，在真空状态中加热熔化。熔化后保温一段时间，注入石墨铸模中，待凝固冷却后，即得多晶硅锭。硅片制备工艺不断提高，硅材耗量逐渐降低。目前，硅片切割厚度已经可以降至160um，多晶硅用量降至8g/Wp。硅片厚度与发电耗用量时间硅片厚度（um）硅用量（g/Wp）200430012.0200524011.0200620010.020071809.020081708.520091608.020101507.54.4 光伏发电产业价值链-电池、组件生产4.4.1 电池分类及效率问题（多晶硅）目前，太阳能电池基本上以高纯度硅料作为主要原材料，简称硅基太阳能电池。硅基太阳能电池又分为晶硅太阳能电池与非晶硅太阳能电池。晶体硅太阳能电池一直是主流产品，其中多晶硅太阳能电池自1998 年开始成为世界光伏市场的主角。两种主要太阳能电池分类及市场份额太阳能电池晶体硅电池薄膜电池单晶硅电池多晶硅电池非晶硅电池其他化合物电池90%10%48.2%51.8%46.1%53.9%目前在用的光伏发电技术主要有三种：晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和聚光太阳能电池，其中晶体硅电池应用最广泛，占80%以上，薄膜电池近年增长迅速，占10%以上，聚光太阳能电池有少量应用。在这3 种光伏发电技术中，晶体硅电池的优点是转换效率较高、占地面积小，缺点是硅耗大、成本高，比较适于城市地区；薄膜太阳电池的优点是硅耗小、成本低，缺点是转换效率低、投资大、衰减大、占地面积大，比较适于偏僻地区的并网电站和建筑光伏一体化；聚光电池的优点是转换效率高，缺点是不能使用分散的阳光、必须用跟踪器将系统调整到与太阳精确相对，目前主要用于航天航空。预计未来光伏发电将呈现多种技术并存，共同努力降低成本的局面。三种主要光伏发电技术比较技术路线实验室最高转换效率批量生产效率组件成本（美元/W）优缺点晶体硅太阳能电池单晶硅24.70%17%2.29硅耗大、成本高多晶硅20.30%16%2.25硅耗大、成本高薄膜太阳能电池非晶硅薄膜电池12.80%6%-7%1.0-1.5硅耗小、投资大、有衰减其他聚光太阳能电池40.70%30%3效率高、成本高4.4.2 非晶硅薄膜太阳能电池在整个太阳能电池家族中，非晶硅薄膜太阳能电池因为其技术和应用方面的优势，正在获得爆发性增长。2007年行业增速约为120%，预计未来三年内年均增速高达100%。随着技术的进步，主流的非晶硅薄膜电池寿命已在10年以上，这使得非晶硅薄膜电池成为最被看好的薄膜电池技术之一。由于独特的技术优势，薄膜硅电池在民用领域具有广阔的应用前景：1 在光伏建筑一体化上的应用：采用薄膜太阳能电池作为玻璃幕墙可以在成本提高不多的前提下实现建筑物能源的自给自足，且整体性好，美观；2 大规模低成本发电站：薄膜电池因为其弱光效应好，每天工作时间可超过8个小时，远高于晶硅电池每天约4个小时的工作时间，这补足了其发光效率相对较低的不足；3 太阳能照明光源：由于薄膜硅太阳能电池的弱光响应好，这个优势使薄膜电池组件在太阳能交通灯和公共照明系统上的应用更具优势。而LED节能灯和非晶硅薄膜电池的匹配，更是开创了无源照明的新纪元。4.4.3 晶硅电池与薄膜电池优缺点比较两类电池在光伏发电应用以及投资上的主要差别在于：1 晶体硅电池光转换率高，但是生产成本高，而且目前晶体硅原料供应紧张，受原料短缺的影响原料价格比较高。以投资50MWp 的晶体硅电池片厂来说，完全投产周期大概为6-12 个月，最大投资成本为650-700 万元/MWp，需要5 万平方英尺的建厂面积。电池片的加工工艺主要包括蚀刻、电路板印刷等。单晶硅虽然在实验室转换效率高于多晶硅，但由于受阳光照射角度的影响，在实际系统应用中，售价上与多晶硅电池差异不大。2 合金薄膜电池生产成本低，但是光转换率低下。投资50MWp 的薄膜电池完全投产需要12-18 月左右的时间，最多需要资金2$M/MWp，大概能创造300 个左右工作机会。在生产方面，由于其底板为玻璃或者不锈钢，因此可以生产出比晶体硅电池要大得多的电池片。但转换效率低下，而且大规模生产技术仍然不成熟，售价最低。对于非晶硅电池来说，虽然具备大规模生产的条件，但生产出的电池片光转换效率稳定性较差。 太阳能光伏发电系统应用的市场主要在欧美以及日本等一些发达国家和地区，整个市场基本处于一种供不应求的状况，而且原料基本由国外进口，大的公司基本都已经建立相应的供求关系，因此对国内相关电池片、电池组件的企业之间来说，难以形成实质性的正面竞争。另外国内电池片、电池组件以及系统的生产技术已经得到国际市场认可，在技术上接近或者领先国际水平，加上国内便宜的能源以及廉价的劳动力，国内生产电池片、电池组件以及系统具备一定的竞争力。5 中国光伏产业现状分析5.1 产业链各环节产值分布经过过去几年的发展，我国光伏产业已成为一个名副其实的大产业。2008 年我国太阳能多晶硅产量为4500吨左右，硅锭产量为1.33 万吨左右，电池片产量为2000MW 左右，光伏组件产量为2000MW 左右，占全球产量的29.45%，光伏产业产值为1500 亿元，行业从业人数为12 万人，从业企业达500 多家。2007年2008年我国光伏产业各环节产量（万吨）环节多晶硅硅锭/硅片电池片组件时间20072008200720082007200820072008产量11004500118101330010882000175328002005年2008年中国光伏产业情况（销售额：亿元；就业人数：万人）时间2005200620072008销售额人数销售额人数销售额人数销售额人数1281.384333.95882.48.281500122008年我国光伏产业情况环节企业数产能产量多晶硅402万吨4110吨硅锭/硅片603万吨1.33万吨电池片623000MW2000MW组件3304000MW2500-3000MW薄膜17174.9MW35.9MW5.2 多晶硅产能快速扩张在过去几年里，国内多晶硅产量和产能都处于快速扩张之中。2007 年国内投产的项目有洛阳中硅、新光硅业、江苏中能、东汽峨嵋，这4 家当年产量1130 吨。2008 年新投产项目有10 家。2009 年1 月投产2 家。在建还有30 家左右。总产能超过8 万吨，按8g/w，可供应10GW。这些项目绝大多数用的是西门子改良法生产工艺。2005年2010年国内多晶硅产量 （吨）国内多晶硅厂的起源来自俩个代号为 740 和739 的两个厂家。739 是峨眉半导体厂。740 是洛阳单晶硅有限责任公司。洛阳单晶硅有限责任公司是国内最大的半导体材料生产厂家，2003 年初与洛阳金丰电化有限公司和中国有色工程设计研究总院三方共同出资组建洛阳中硅多晶硅厂。07 年洛阳中硅达产500 吨。是国内硅产量最多的一个公司。07 年扩建1000 吨多晶硅高技术产业化项目已基本完成设备安装，进入单体调试阶段。2007 年12 月18 日，洛阳中硅高科年产2000 吨多晶硅扩建工程的奠基。洛阳中硅高科年产2000 吨多晶硅项目是河南省、洛阳市“十一五”期间重点支持项目，其核心装备研究列入国家“863”科技支撑计划项目，总投资14 亿元，计划于2008 年建成投产。估计08 年产能是1000 吨。739 是峨眉半导体厂，和洛阳单晶硅有限责任公司并称多晶硅的黄浦军校。07 年产量200 吨。东汽峨嵋半导体材料厂多晶硅项目分为两部分，第一部分，投入4.9 亿元建设现有峨眉厂区内年产500 吨电路级多晶硅生产线，预计2008 年3 月底投入试运行；第二部分，投入36 亿元，在乐山市五通桥区西坝镇建设1500 吨多晶硅项目及峨眉山市光伏产业项目。新光硅业，其主要技术人员来自峨眉半导体厂。07 年产量230 吨少于预计的300 吨。2008 年新光硅业预计生产多晶硅为800 吨。此外，新光硅业拟在四川省成都市新津县和乐山市各新建一个3000 吨/年多晶硅项目。 江苏中能光伏多晶硅项目由香港协鑫集团投资70 多亿人民币，2006 年8 月落户徐州经济开发区，2007 年9 月21 日，一期1500 吨生产线正式投产，第二条1500 吨生产线计划2008 年的4 月份投产。08 年第一季度实际产量已有40 吨左右。江西赛维太阳能有限公司，项目地址在江西的新余市。赛维太阳能公司计划在 2008 年底完成多晶硅工厂建设，预计生产能力最高可到6000 吨多晶硅，到2009 年底再提高到15000 吨水准。赛维多晶硅项目由总部位于德克萨斯州的Fluor 公司负责设计、采购设备及建造及建造。赛维从德国SUNWAYS 买来两套现成的SIMENS 设备，包括所有的附件，SUNWAYS 帮助安装和调试生产，这两套设备年产量1000 吨。另外LDK 还从美国GTSOLAR 买新的生产硅料的设备建成后2008 年有6000 吨的规模，2009 年有15000 吨的规模，估计08 年的实际产量300 吨。通威多晶硅项目通威多晶硅项目一期项目位于四川乐山市五通桥区竹根镇，规模为1000 吨/年。2009 年6 月底在乐山五通桥扩产一条3000 吨生产线，在乐山犍为再扩产两条3000 吨生产线。江苏扬州顺大多晶硅项目项目 2007 年初在扬州市经济开发区正式动工建设，总投资3亿美元，将年产高纯度多晶硅1500 吨。英联、高盛等投资1 亿美元购买顺大半导体公司26.7%的股份。08 年已经出料10 几吨。深南玻宜昌多晶硅项目投资方为南玻与香港华仪有限公司、宜昌力源科技开发有限责任公司，规划占地为1500 亩，总规模为年产5000 吨高纯多晶硅、450 兆瓦太阳能电池组件