硅基產業系列專題 - 基礎知識(1)

2022-09-23 10:12 0 views

一、工業硅期貨即將上市

廣州期貨交易所於2021年4月19日正式成立,該交易所未來計划上市16個期貨品種,其中包括綠色能源板塊,事關國民經濟基礎領域和能源價格改革的重大戰略,呼應國家提出的“雙碳”政策。據悉,工業硅即將成為第一個上市的品種,計劃在2022年內掛牌。

工業硅期貨草案中,交割品為滿足國家工業硅標準的553#硅,其產量大概占比工業硅產量的35%左右,421#硅產量占37%左右,整體來看兩種規格的硅占比工業硅總量的70%以上,是最為主流的兩種型號。421#硅可作為替代交割品進行交割,升水基準交割品2000元/噸。

圖1:工業硅國家標準及品質劃分

數據來源:廣期所、永安期貨研究院

二、工業硅簡介

工業硅也稱金屬硅、結晶硅。硅元素含量在98.5%-99.99%之間。在生產工業硅的原料中,還原劑為冶煉重要組分,主要為硅煤、石油焦、木炭等。工業硅產品中游主要為有機硅(38%)、多晶硅(27%)、合金硅(27%)。其下游較為分散:有機硅下游可用於建築、電子電器、電力、汽車、醫療、日用品、紡織、機械加工、航空航天、新材料、新能源等;多晶硅下游應用於光伏、半導體、電子等領域;合金硅下游為汽車製造、電子、建築材料等

圖2:金屬硅產業鏈全景

數據來源:公開資訊整理、永安期貨研究院

生產工業硅大約需要用到2.7噸硅石,2噸碳質還原劑,0.12噸電極,以及1.2萬度以上的電力。工業硅生產中電力價格占比最大,最高占比可以達到50%,因此主產區的電力價格走勢對生產成本的影響極其重要。2022年2季度,金屬硅的生產成本達到本年度高點,隨後在商品價格整體回落中,行業成本有所下調。

圖3:工業硅生產成本分佈、金屬硅行業成本

數據來源:公開資訊整理,百川盈孚、永安期貨研究院

工業硅的冶煉過程必須做到控制較高的爐溫,保證SiC的形成和破壞相對平衡。其主要步驟為,將原料硅石經過洗選、篩分並乾燥後,根據所用還原劑的種類,分別按不同的比例配料,用計算機程序控制配比精度,將原料彙集到皮帶上,通過送料過程進行混勻,進入電爐。在電極上通往電流,加熱電爐內物料,溫度需達到1800攝氏度以上,硅在爐內被還原出來,並呈液態,鑄成硅錠,經過破碎、包裝成工業硅粉。隨後採用氧氣和空氣混和底吹的方式,底吹氧的透氣磚安裝在包底中,透氣磚內有較多的細銅管,氧氣和空氣從細銅管中吹向硅熔液實施精煉,空氣在吹氧結束後亦通過透氣磚向硅熔液中形成正壓。精煉過程需要攪拌,攪拌採用壓縮空氣攪拌,其目的是為了儘快脫除雜質,減少熱損失和硅液粘包。

圖4:工業硅冶煉過程

數據來源:公開資訊整理,永安期貨研究院

工業硅規格類別繁多,且分類取決於其雜質含量。工業硅的分類取決於成分中所含鐵、鋁、鈣等雜質含量劃分。可分為:553、441、411、421、3303、3305、2202、2502、1501、1101等不同編號。其中產量占比最大的規格是421#工業硅(三位數工業硅意思是鐵鋁鈣分別小於等於0.4%、0.2%、0.1%;四位數的意思(以3303為例)是鐵鋁鈣分別小於0.3%、0.3%和0.03%)。553硅分為通氧553和不通氧553(區別主要來自於冶煉工藝方面,通氧553在冶煉中吹入氧氣,基準交割品只看鐵鋁鈣含量,通氧與否不受限制)。

圖5:工業硅規格簡介

數據來源:公開資訊整理,永安期貨研究院

三、工業硅供需情況

中國是工業硅主產國。2021年,全球硅產能為632萬噸,其中499萬噸在中國。其他133萬噸主要分佈在巴西、挪威、美國、法國等。巴西金屬硅產量僅次於中國,因其有大量水電資源。2021年工業硅總產量為382萬噸,中國占比76%。2021年,我國工業硅產能達到499萬噸,產量在291.3萬噸,同比增長74.1萬噸,增幅為32%。97硅、再生硅補充供應,在2021年產量分別達到21.7和8.4萬噸。工業硅產能主要分佈在電力資源充沛的地方,如西北、西南地區,依賴豐富的煤電、水電資源,新疆、雲南、四川等地優勢明顯。

川滇地區開工季節性明顯,因其主要靠水力發電,新疆煤電耗能為主,季節性不及川滇地區顯著。由於工業硅生產的過程中需要消耗大量的電力成本,因此工業硅的產量具有明確的季節性。四川和雲南等地在每年的6-11月供應量較為顯著,因其處於豐水期,其他月份處於枯水期,相對來說開工率下降。而新疆地區則因煤炭發電,其季節性相較四川和雲南不突出,處於常年開工狀態。

圖6:工業硅全球與全國供應分佈、開工率

數據來源:公開資訊整理、SMM、永安期貨研究院

新疆是我國工業硅主產區,總產量占工業硅總供應量的44%。新疆主要生產通氧553和421硅,其累計產量占比全國總供應的44%左右。其中,553占全國總供應的75%,421占全國總供應的36%。

雲南是僅次於新疆的第二大工業硅主產區,總產量占比工業硅總供應量的18%。雲南生產工業硅型號較為分散,主要視下游需求而定。

四川為全國工業硅的第三大主產區。四川工業硅產量中421占比較多,總產量占比工業硅總供應量的17%左右。

圖7:分省分型號工業硅生產情況

數據來源:公開資訊整理、永安期貨研究院

全球工業硅主要消費國為中國。其中主要為有機硅(38%)、多晶硅(27%)、合金硅(27%)。未來消費增長主要來自於中國有機硅和多晶硅的需求。2021年,有機硅、硅合金、多晶硅以及其他消費量分別為90萬噸、78萬噸、64萬噸;出口量達到78萬噸。趨勢上表現為內需擴大,替代出口,化工超越冶金的趨勢。2023年之後,多晶硅可能會成為第一大消費,有機硅次之。中國消費集中在華東區域,江浙為主;華南消費主要是廣州出口。

主要出口亞洲國家,且海外消費主要硅合金。廣州港出口南方貨源;天津港出口北方貨源。

2021年金屬硅出口總量為77.8萬噸,同比大增26%。海外疫情緩解,需求回升是出口增加的主要原因。主要出口目的國為日本、韓國、泰國印度和阿聯酋,總共占比60%。

圖8:全球工業硅消費結構/消費國、國內工業硅銷區分佈、出口國分佈

數據來源:公開資料整理、永安期貨研究院

整體來看,我國工業硅的產量和消費量均處於全球第一,因此我國應擁有對於工業硅的定價權。工業硅期貨上市將是行業的重要里程碑。

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