光伏产业持续超高速发展驱动上游材料需求呈现爆发式增长，由于短期扩产和扩大进口受多方面因素限制，2023年国内光伏级高纯石英砂、EVA粒子等光伏产业上游关键原材料供给已出现明显不足，近期价格出现大幅度上涨，即将影响光伏行业运行稳定。对此，赛迪智库集成电路研究所建议，国内企业应紧抓光伏材料产业发展机遇，支持新建产能布局、提升国产制造工艺水平，加速关键材料国产化应用。
光伏产业高速增长拉动上游材料需求
光伏产业持续高速发展驱动上游材料需求暴涨。2022年以来，全球光伏产业保持超高速增长态势。2022年10月国际能源署（IEA）预测，2022年全球光伏新增装机量超过260GW，同比增长超过49.9%。中国光伏行业协会（CPIA）统计，2022年我国光伏发电装机87.4GW，同比增长53.9%，创历史新高；2022年我国光伏产品（硅片、电池片、组件）出口总额约512.5亿美元，同比增长80.3%，带动国内多晶硅、硅片、电池片、组件产量分别达到82.7万吨、357GW、318GW、288.7GW，分别同比增长63.4%、57.5%、60.7%、38.8%。在新增装机和制造业带动下，光伏上游材料领域由于产能释放相对滞后，部分材料价格曾因阶段性供给短缺出现大幅波动。以硅料为例，2022年硅料价格一度从230元/公斤攀升至最高330元/公斤，涨幅超过40%，直到2022年年底才因新建产能释放出现回落。2023年，行业普遍预估全球光伏产业将持续扩张，如集邦咨询预测2023年全球光伏新增装机有望达到360GW，同比增长38.5%；CPIA预测2023年国内新增装机有望达到120GW，同比增长37.3%。
光伏级高纯石英砂供给和进口已出现较大缺口。高纯石英砂是制造硅晶体所需石英坩埚、石英棒等的关键原材料，占硅片成本的2%。由于石英坩埚的纯净度直接影响能够拉制硅棒的数量，石英坩埚对高纯石英砂的纯净度、规格精度、质量稳定性要求极高。目前石英坩埚虽然已实现国产化，但由于内层石英砂纯净度和进口产品相比存在差距，导致生产耗损率翻倍增加制造成本，仍然依赖从美国、挪威、日本等国进口。2022年，我国光伏级高纯石英砂年供给量上限约为7.1万吨，供应硅片产量357GW已处于偏紧状态。光伏级EVA粒子及封装胶膜需求已超供给上限。光伏级胶膜材料包含EVA、POE粒子等关键高分子材料，约占组件成本6%。虽然国内已有企业具备生产能力，但产能多在海外且国内产能有限。封装胶膜原材料方面，根据CPIA数据及相关行研分析，2023年，在全球光伏新增装机预计达到330GW的情况下，我国EVA粒子需求约为198.0万吨。考虑到光伏级EVA生产企业在建产能建设周期以及产品质量和产能释放的不确定性，保守估计2023年我国EVA粒子供给最大仅为152.8万吨，其中包含国内供给量101.8万吨、海外供给量51.0万吨，即2023年我国EVA粒子供给存在45.2万吨的巨大缺口。如按照极其乐观的情况进行推算，2023年我国光伏EVA粒子供给上限为182.3万吨，供给缺口或降至15.7万吨。封装胶膜方面，根据CPIA预测，2023年我国光伏级封装胶膜市场中透明和白色EVA胶膜预计占比71.2%，EPE胶膜预计占比18%，POE胶膜预计占比8.4%。因此，EVA粒子如出现短缺将直接影响到90%的光伏级封装胶膜供应。此外，虽然2022年全球POE粒子年产能已超过200万吨，但是光伏级POE粒子产能仅维持在30万吨左右，且我国无生产能力全部依赖进口，因此POE粒子供应预计将不能缓解EVA粒子和EPE胶膜缺口。
光伏材料产业发展存在三大挑战
材料价格大幅波动或将影响行业稳定运行。一是上游材料价格已出现大幅上涨，按照历年经验或将出现中间商囤货和市场恐慌现象，影响光伏制造业稳定运行。2023年5月，龙头企业高纯石英砂均价已由2023年2月的5万元/吨涨至23万元/吨，涨幅超过360%,内层石英砂价格更是超过34万元/吨；2023年4月，32英寸和36英寸石英坩埚价格分别达到1.3万元/只和1.8万元/只，较2021年均价上涨6倍以上；国内光伏EVA粒子价格已超过2万元/吨，较年初价格上涨了44.3%。二是不利于中小光伏企业发展加剧行业垂直整合，例如石英砂和石英坩埚优质资源供应偏紧且海外长单多数被少数企业锁定，单晶硅片各厂家成本将产生巨大收益差，资源供应不足的中小光伏硅片企业将面临更大的盈利压力。三是加速国内光伏产业向海外转移，近年来我国厂商福斯特、海优新材、东方日升等龙头企业多在海外设厂，光伏胶膜产能在全球占比已超过70%，造成上游EVA光伏料国内产能主要依赖进口，如国内材料上涨幅度超过海外将加速国内产能向海外转移。
光伏级EVA材料短期扩产能力有限。一是受行业增产周期限制，新建光伏级EVA生产线的达产周期一般为42~45个月，包括生产线建设周期大约2年、产线建成到产出合格EVA料调试周期大约1年、产出合格产品到稳定量产大约1年。由于相关新建产线多数依赖企业市场预判，产能释放存在滞后性，不能及时满足行业短期高速增长需求。二是受先进技术扩散限制，杜邦的釜式法工艺由于不允许转让无法大规模量产，光伏级EVA生产线有高压低密度聚乙烯（LDPE）转产EVA和直接生产EVA两种方式。其中，直接生产EVA方面由于晶点控制存在技术难度，只有斯尔邦有建设能力；没有技术人员支持情况下，其他企业只能先生产LDPE再置换为EVA，产能开稳需要追加1.5年时间。三是受贸易和设备进口影响，国内光伏级EVA多为中低端产能，且龙头企业多在海外建厂，造成进口依赖度高；并且光伏EVA装置绝大部分为超高压设备，技术含量高、生产厂家少，核心设备仍需从海外订货，装备建设和升级耗时较长，向海外订购核心设备材料的交付周期一般在一年以上，这也导致光伏EVA设备易受贸易风险、国际物流速度影响。
光伏级高纯石英砂扩大进货渠道受限。一是受石英砂矿源限制，由于我国石英成岩条件与美国不同，因此流体杂质多、矿体规模小、矿石品质不稳定等缺点会是国内石英砂行业必须长期面对的问题。目前美国斯普鲁斯派恩（Spruce Pine）原料矿探明高纯石英原料储量超过1000万吨，已垄断全球90%的高纯石英砂原料市场；其他国家虽然发现十多处矿床，但只能生产99.9%～99.999%的低中档高纯石英砂。二是受贸易因素限制。由于高纯石英砂需从美国和挪威大量进口，扩大光伏级高纯石英砂进口可能受区域贸易影响。由于越南、马来西亚等新兴地区光伏制造业发展，光伏材料供应链可能向东南亚倾斜，影响我国扩大光伏级高纯石英砂进口。三是国产化工艺存在不足，目前国产石英砂做内涂层的石英坩埚拉制一次硅棒的数量偏少，产能有所损失，虽然国产高纯石英砂的价格较进口石英砂低30%~40%，经济性方面具备一定可行性，但硅棒龙头生产企业多指定采用进口石英砂生产的石英坩埚。
提升国内光伏关键材料制造能力
提前构建光伏材料产业保供机制。提升光伏上游材料供应保障关注层级，联合行业协会、第三方智库等行业机构开展相关企业摸底调研工作，深入研究光伏上游材料供应链短缺问题。将光伏级EVA粒子和胶膜、高纯石英砂等存在高供应风险的重点材料纳入光伏供应链协调平台和重点产业链供应链运行监测，构建光伏产业大宗原材料供应“红黄蓝”预警协调机制，促进区域间光伏材料供应链稳定畅通。将光伏上游关键材料企业纳入光伏产业链重点工作名单，协同地方政府主管部门，推动相关重点企业稳产和达产。构建光伏材料保供机制，在材料紧缺状况下保障价格平稳。
支持光伏上游材料国内新建产能布局。建议工信部会同国家能源局、国家发改委、财政部等光伏产业主管部委，联合出台支持政策，加大对光伏上游材料企业扩产、技改支持项目力度和投融资力度，鼓励具备条件地区统一组织推进相关项目建设，积极提升国内光伏材料产能。充分发挥行业政策导向和政府基金吸引作用，通过社会资本等各类投资合作等方式建立联合体参与项目投资开发建设。探索新建产能和关键设备补贴机制，鼓励有海外布局产能的重点光伏材料和相关设备企业同时在国内布局新建产能，有效降低国内光伏材料生产线制造成本，提升国内建厂竞争力。探索实施一批试点项目，加强与国外先进光伏材料企业联合研发，提升国内光伏关键材料的制造能力。
提升光伏材料工艺水平和设备制造能力。出台光伏行业支持政策，促进国内硅棒生产企业采用国产石英砂做内涂层的石英坩埚产品，以用促业，推动国内高纯石英砂提纯和加工技术、设备持续进步，加强光伏材料和设备国产化工艺研发投入，鼓励国内企业开展合成石英砂的量产工艺研究，从根本上解决光伏石英坩埚内涂层材料的生产问题。支持企业联合自主研发高端光伏级EVA粒子、胶膜生产技术和超高压设备，提升调试优化生产能力，缩短达到稳定量产用时，减轻对国外先进设备的依赖度。提升国产光伏材料制造设备及其零部件的定制化水平，进一步完善光伏EVA设备停产检修能力，降低相关设备损耗。(赛迪智库集成电路所副研究员 徐丰)
