光电产业研究报告之中国及海外太阳能光伏产业发展报告
九、葡萄牙光伏市场回顾与展望
2007 年,葡萄牙政府启动了新上网电价补贴计划,电价范围为0.317~0.469Euro/kWh,持续时间截至十五年,电价在光伏总装机容量达到200 MW 前不调整。此时光伏系统成本已下降20%,且系统认证和电网接入条件已具备,葡萄牙光伏市场出现飞跃,新增容量增长30 倍。
2008 年3 月起,葡萄牙开始执行小型发电法(DL 363/2007)。所有购买低压电的用户可以申请单机上限为3.68kW 的小型光伏发电系统(其他可再生能源也可申请),并给予小型新能源系统所发电力0.65 Euro/kWh 的上网电价,该电价在全国所有小型系统安装量达到10MW 时降低5%,以此类推,初始电价可持续5年,之后10 年每年按照降低后的结果决定。
组件和系统价格在2009 年内大幅下跌,但葡萄牙的上网电价未进行调整,因此2009 年及2010 年光伏系统安装的投资回报有大幅提升。但一方面2009 年葡萄牙政府身陷债务危机,另一方面葡萄牙政府制定的2010 容量目标有限,且政府可以通过调整上网电价和审批过程来控制装机容量增长,因此预计2009 年葡萄牙装机容量将达到65MW,2010 年则将达到80MW。
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第三章 光伏产业链
本报告主要以晶体硅太阳能电池产业链阐述。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。 第一节 晶硅太阳能电池产业链 一、产业链构成
太阳能级晶体硅
二、 光伏产业价值链分析
硅锭 硅片 电池 组件 系统/应用 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
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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。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。
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。
三、 全球厂商总体分析 产业链上厂商构成状况 工序 多晶硅 硅锭/棒---硅片 太阳能电池片 太阳能电池组件 厂商数 7家(不包括国内厂商) 30-40家 40家 200家左右 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
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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。
四、 光伏产业链各环节目前技术现状 工序环节 多晶硅 国际技术状况 国内技术状况 技术主要掌握在美国、日本、德国,主要都为引进俄罗斯的改良西门子法,技术产能主要技术在全球7大生产商手中 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,切割工单晶硅拉制技术比较成熟,单晶炉已实现国艺不断提升,硅片厚度不断下降 电池及组件 电池片的光转化效率高 产化,价格低廉;多晶硅浇铸炉依靠进口,价格昂贵 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。 第二节 晶体硅原料
一、多晶硅产能扩张后等待需求复苏
在光伏产业链上,多晶硅生产环节壁垒最高,建设周期长,难以迅速扩大产能,因此光伏市场呈现明显的供不应求局面。多晶硅在旺盛的需求带动上,价格一路攀升,2008年一度突破400美元/公斤,多晶硅的暴利使得更多资本进入多晶硅生产环节。
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。自2006年起,全球七大多晶硅厂商在下游企业预付定金、签订长期供应合约的情况下,开始进行大规模的太阳能级多晶硅生产线扩张,预计2010年七大厂商的产能将达到10万吨左右,产量预计在8万吨左右。同时我国国内各大厂商也扩建产能,积极引进多晶硅生产技术,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,产量在6万吨左右。
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50-60 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。
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二、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: 分类 具体方法 生产工艺 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,这就是通常所改良西门子法 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硅烷热分解法 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,- 25 -
化学法