(一)生产工艺决定单晶量扩产慢,难以满足市场快速增长需要
从生产工艺来看,目前,单晶组件与多晶组件的生产差异主要体现在拉棒与铸锭环节,后期的切片、电池(单晶是碱制绒,多晶为酸制绒)、组件环节差别不大。
就单晶硅棒与多晶硅锭而言,两者使用的原材料均为
太阳能级多晶硅,生产工艺及差异主要为:
1)单晶拉棒过程
单晶硅棒生产需经过“籽晶熔炼-引晶-放肩-等径生长”等过程,拉棒过程中对于晶体生长晶序要求较高,因此对于人工控制要求较高。
2)多晶铸锭过程
多晶铸锭主要包括“装炉-加热熔化硅材料-生长-退火处理-停炉冷却”等过程,多晶铸锭炉为方炉,在硅料生长过程中对于生产控制要求相对较低。
单晶提拉生长的过程对于设备、人员生产控制要求较高,提拉的过程限制了单晶炉炉体做大的速度与范围,逐层生长的原理则一定程度限制了拉棒速度与大直径硅棒的生产难度。从单晶生产炉与多晶铸锭炉的发展过程来看,多晶铸锭炉一次投料量从早期的200kg不到逐步增加到800-1000kg,而单晶生长炉一次投料量虽然同样在不断增加,但目前依然主要集中在120-150kg的投料规模,最高也仅达到300kg的投料量,与多晶投料规模差距较大。
较慢的产能扩张速度使得单晶难以满足
光伏产业快速增长的装机需求,进而导致了单晶虽然需求持续增长,但占比持续下降的现象。
(二)规模化缓慢放大单晶成本劣势,地面电站快速增长影响份额
对于
光伏这样的新兴产业,行业的规模化发展是降低行业成本的主要途径之一。而相比多晶,单晶产业更慢的规模化速度导致单晶本就具有的成本劣势被进一步放大。
前面我们已经论述了单晶拉棒炉与多晶铸锭炉投料量的发展与当前行业的装料水平,由于单晶拉棒与多晶铸锭一炉的生产时间差异不大(基本均为一个月9-11炉),这就使得投料量较大的多晶铸锭在单位千克的电费、折旧、坩埚、人工等方面,具有明显的摊薄效应,成本也就更低,进而造就了多晶铸锭目前的具本优势。
我们根据单晶炉生产工艺参数与多晶炉生产工艺参数简单估算,单晶硅棒每kg的非硅生产成本在75-100元左右,多晶铸锭每kg的非硅生产成本在25-35元左右。当然,通过设备的参数理论上的成本测算低于实际生产过程中的成本水平,据我们了解,目前国内单晶硅棒领先企业非硅成本约90元/kg,多晶铸锭领先企业的非硅成本约35元/kg左右。
综合来看,拉棒与铸锭环节的成本差异导致了单晶组件与多晶组件的成本差异,虽然单晶组件较高的功率可以摊薄分摊至每W上的成本,但依然无法改变单晶组件的成本劣势。根据我们的测算,目前P型单晶电池组件非硅成本约0.41-0.45美元/W,与多晶的0.39-0.43美元/W的水平具有0.02美元/W左右的差距。
较慢的规模化过程影响了单晶在成本上面的竞争力,在2008年光伏行业的快速发展过程中,装机规模较大的地面电站装机快速增长,而这类电站对于成本的敏感性更高,这使得缺少成本优势的单晶发展受到一定的抑制,进而导致单晶占比不断下降。
从彭博统计的数据来看,驱动光伏增长的2008年的西班牙、2010年的意大利、2010-2012年的德国装机占比中,20KW-1MW、1MW以上项目装机占比明显大幅提升。
首先,西班牙方面,在装机量爆发性增长的2007-2008年,1MW以上光伏项目基本主导了西班牙的光伏市场。
其次,从意大利装机来看,2007-2011年以居民自建为主的20KW以下光伏电站项目装机量虽然持续增长,但占比持续下降,2011年由2006年的79%下降为10%,20KW-1MW及1MW以上项目占比持续上升。
德国市场方面,在市场快速发展的2008-2012年,大型光伏电站占比同样持续提升,20KW以下市场则维持平稳增长。
(三)行业低迷期多晶企业过度挤压,单晶市场份额再降低
前面讲到较慢的规模化速度使得单晶错失了行业快速发展的机遇,而在行业快速发展后的低迷,受多晶企业的度挤压影响,单晶市场份额进一步下降:
1)行业低迷的背景下,前期快速扩展导致产能过剩严重的多晶产业链企业,为促进产品生产销售,加大销售力度,一方面大幅降低多晶组件价格,另一方面通过延长账期等非常规手段促进销售,进而挤占单晶市场份额;
我们从产品价格来看,受多晶组件价格大幅下跌影响,2011-2012年单晶组件相对多晶组件的价差持续上升,多晶价格更大的跌幅固然有成本下降更快的结果,但同样很大部分是由于行业过度竞争挤压的结果,这点从2012年多晶组件企业盈利出现集体亏损中可以得到一定印证。
2)单晶相对多晶本身具备成本劣势,多晶企业过度的挤压导致单晶电池、组件企业影响恶化,多数电池组件企业退出单晶领域,进一步影响了单晶市场的推广;
3)为促进产品销售,部分制造企业进入电站开发领域,成为电站开发市场的主导者,如美国的Firstsolar、Solarworld、Sunedison等,中国的航天机电、海润光伏等,以多晶组件为主的制造企业主导电站开发市场进一步阻碍了单晶市场的发展。
面向未来,单晶如何取得竞争优势?
站在目前的时点上,单晶组件相比多晶组件具有明显的价格劣势,根据我们调研情况,目前应用单晶的光伏市场主要基于以下几个原因:
1、历史沿用习惯:欧洲、日本等海外地区此前本身单晶占比相对较高,在单晶应用上具有一定的沿用惯性。
2、居民屋顶:居民屋顶总投资额相对较低,因此对于成本的敏感性同样相对较低,这种情况下,单晶转换率高、单位面积内可装机规模大、组件相对美观等优势有所体现,使得单晶在居民屋顶中占比相对较高。
3、BOS成本相对较高的地区:组件成本是电站系统成本的一部分,由于单晶组件与多晶组件外观大小一致,因此单晶电站与多晶电站系统成本中去掉组件后的BOS成本差别不大,但由于单晶功率相对较高,折合到每W的BOS成本较低,可以摊薄单晶组件价格高的部分。关于这点我们将在后面做详细的分析。
4、认识到单晶发电能力更强的企业:部分企业在电站实际开发中发现,相同W数的单晶电站发电要高于相同W数的多晶电站,使得采用单晶经济性更好。
那么,从未来发展来看,除了目前的固有市场外,单晶能否取得新的竞争优势将直接影响未来的单晶市场发展。前面我们已经对单晶需求端和供给端的变化进行了分析,那么究竟是什么原因影响了单晶需求端与供给端的变化,这种需求的变又是否具有持续性?
结合行业技术变化,我们认为,相比多晶,单晶以下几点优势将使得单晶未来具有更为广阔的发展空间:
1、更高的转换效率提升空间;
2、更大的成本下降空间;
3、更强的发电能力。
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