2022-2023年中国光伏产业发展路线图.pdf-solarbe文库

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中国光伏产业发展路线图（ 2022-2023 年）中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心指导单位工业和信息化部电子信息司承担单位中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心咨询专家（按姓氏笔划排序）丁宁万军鹏弓传河王文静王亚萍王仲雁王垒王莉王栩生王琪方艳方敏邓浩史旭松付绪光丛建鸥邢国强全杨刘玉颖刘亚锋刘松民刘建东闫广宁安百俊许洪华孙云孙丽平孙春胜严大洲李可伦李茂李秉文李琼慧李新军李燕燕杨立红时璟丽吴越宋登元张付特张永光张传升张彦虎张雪囡张超陆荷峰陈奕峰陈嘉邵君林晓金艳梅金磊宗冰柳典宫鹏袁超贾锐倪健雄高连生常传波逯好峰傅干华编写组王世江、江华、李嘉彤、王青、杨俊峰、张天宇、凌黎明、王曦、张海霞、吴迪、白桦林支持单位国家发展改革委能源研究所中国科学院微电子研究所南开大学国网能源研究院新能源与统计研究所水电水利规划设计总院 TCL 中环新能源科技股份有限公司阿特斯阳光电力集团股份有限公司安徽华晟新能源科技有限公司北京海博思创科技股份有限公司北京鉴衡认证中心有限公司北京京运通科技股份有限公司北京科诺伟业科技股份有限公司北京瑞科同创能源科技有限公司彩虹集团新能源股份有限公司常州百佳年代薄膜科技股份有限公司常州聚和新材料股份有限公司常州亚玛顿股份有限公司成都中建材光电材料有限公司重庆神华薄膜太阳能科技有限公司东方日升新能源股份有限公司东君新能源有限公司福建金石能源有限公司福莱特玻璃集团股份有限公司固德威技术股份有限公司广州市儒兴科技股份有限公司国家能源集团技术经济研究院国能信控互联技术有限公司杭州储能行业协会杭州福斯特应用材料股份有限公司杭州纤纳光电科技有限公司河北省光伏新能源商会河南易成新能源股份有限公司湖南旗滨光能科技有限公司华为数字能源技术有限公司建龙钢铁控股有限公司江苏爱康科技股份有限公司江苏美科太阳能科技股份有限公司江苏日托光伏科技股份有限公司江苏润阳新能源科技股份有限公司江苏天合储能有限公司江苏中润光能科技股份有限公司金阳硅业（徐州）科技有限公司锦浪科技股份有限公司锦州阳光能源有限公司锦州佑华硅材料有限公司晋能清洁能源科技股份公司晶澳太阳能科技股份有限公司晶科电力科技股份有限公司晶科能源有限公司龙焱能源科技杭州有限公司隆基绿能科技股份有限公司明冠新材料股份有限公司宁波欧达光电有限公司宁德时代新能源科技股份有限公司宁夏银星能源股份有限公司青海黄河上游水电开发有限责任公司西安太阳能电力分公司陕西有色天宏瑞科硅材料有限责任公司上海爱旭新能源股份有限公司上海海优威新材料股份有限公司上海正泰电源系统有限公司上能电气股份有限公司深圳古瑞瓦特新能源有限公司深圳科士达科技股份有限公司深圳市首航新能源股份有限公司深圳市英威腾电气股份有限公司四川永祥股份有限公司苏州博萃循环科技有限公司苏州弘道新材料有限公司苏州赛伍应用技术股份有限公司苏州腾晖光伏技术有限公司苏州宇邦新型材料股份有限公司苏州中来光伏新材股份有限公司泰州中来光电科技有限公司天合光能股份有限公司天津环欧国际硅材料有限公司通威股份有限公司通威太阳能有限公司通威新能源有限公司无锡极电光能科技有限公司协鑫科技控股有限公司新疆大全新能源股份有限公司新特能源股份有限公司亚洲硅业（青海）股份有限公司阳光电源股份有限公司阳光新能源开发股份有限公司一道新能源科技（衢州）有限公司英利能源发展有限公司永臻科技股份有限公司昱能科技股份有限公司浙江尚越新能源开发有限公司浙江祥邦科技股份有限公司正泰新能科技有限公司中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司中国恩菲工程技术有限公司中国国检测试控股集团股份有限公司中国华电科工集团有限公司中国建筑科学研究院建筑环境与能源研究院中国科学院上海微系统与信息技术研究所中国三峡新能源（集团）股份有限公司中科院大连化学物理研究所中山瑞科新能源有限公司中银国际证券股份有限公司序言在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的大背景下，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，大力发展可再生能源已成为世界各国的共识。巴黎协定在 2016 年 11 月 4 日生效，凸显了世界各国发展可再生能源产业的决心。 2020 年 9 月 22 日，在第七十五届联合国大会一般性辩论上，习近平总书记郑重宣告，中国“二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和 ”。 2020 年 12 月 12 日，习近平总书记在气候雄心峰会上强调“到 2030 年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比 2005 年下降 65以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到 25左右，森林蓄积量将比 2005 年增加 60 亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以上。 ”为实现上述目标，发展可再生能源势在必行。各种可再生能源中，太阳能以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。开发利用太阳能对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设均具有重要意义。 2016 年，习近平总书记在网络安全和信息化工作座谈会上指出，突破核心技术要“制定路线图、时间表、任务书，明确近期、中期、远期目标，遵循技术规律，分梯次、分门类、分阶段推进”。我国作为全球光伏制造大国，应通过制定光伏产业发展路线图，引导我国光伏产业持续健康发展，为全球光伏产业发展做出应有贡献。为此，在工业和信息化部指导下，中国光伏行业协会、赛迪能源电子产业发展研究中心组织专家编制了中国光伏产业发展路线图（以下简称路线图）。路线图不仅提出了技术发展方向，也包含了产业、市场等多方面信息，反映了现阶段专家、学者和企业家对光伏产业未来发展的共识。鉴于未来产业发展受到政策、技术、市场、企业、经济环境等因素影响存在较多不确定性，光伏产业的发展路线图将适时进行动态调整以保证其能客观反映光伏产业发展现状，合理预测未来产业发展趋势，真正起到行业引领作用，也希望路线图能成为全球光伏产业发展的风向标。最后，祝愿中国光伏产业发展越来越好中国光伏行业协会秘书长前言经过十几年的发展，光伏产业已成为我国少有的形成国际竞争优势、实现端到端自主可控、并有望率先成为高质量发展典范的战略性新兴产业，也是推动我国能源变革的重要引擎。目前我国光伏产业在制造业规模、产业化技术水平、应用市场拓展、产业体系建设等方面均位居全球前列。为引领产业发展方向，引导我国光伏产业健康良性发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪能源电子产业发展研究中心已发布六版中国光伏产业发展路线图。在此基础上，我们组织行业专家编制了中国光伏产业发展路线图（ 2022-2023 年）（以下简称路线图（ 2022-2023 年）），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒 /硅锭 /硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共 81 个关键指标。路线图（ 2022-2023 年）根据产业实际情况，结合技术演进进程以及企业技改现状，总结了 2022 年发展情况并预测了 2023、 2024、 2025、 2027 和 2030 年的发展趋势。这些指标体现了产业、技术、市场等发展现状和发展趋势，具有一定的前瞻性，供社会各界朋友参考。我们将根据产业发展变化情况及时进行修订，使其能够更及时、准确地反映产业的实际情况，更好地指导行业发展。路线图（ 2022-2023 年）在编写过程中得到了行业主管部门、行业专家、产业链各环节企业的大力支持，在此一并表示感谢。由于时间仓促，编写人员阅历和能力有限，如有不妥当之处，请不吝指正，以便我们在后续修订中进一步完善。中国光伏行业协会赛迪能源电子产业发展研究中心 2023 年 2 月 16 日目录一、路线图编制说明 . 1 （一）涵盖内容 . 1 （二）指标值的确定 . 1 二、中国光伏产业发展简况 2 三、产业链各环节关键指标 5 （一）多晶硅环节 .5 1、还原电耗 . 5 2、冷氢化电耗 5 3、综合电耗 6 4、水耗 7 5、蒸汽耗量 7 6、综合能耗 8 7、硅单耗 8 8、还原余热利用率 9 9、棒状硅和颗粒硅市场占比 . 10 10、三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本 . 10 11、多晶硅人均产出量 11 （二）硅片环节 . 12 1、拉棒电耗 . 12 2、铸锭电耗 12 3、切片电耗 13 4、拉棒单炉投料量 14 5、铸锭投料量 14 6、耗硅量 15 7、耗水量 16 8、硅片厚度 16 9、金刚线母线直径 17 10、单位方棒 /方锭在金刚线切割下的出片量 . 18 11、拉棒 /铸锭 /切片单位产能设备投资额 18 12、硅片人均产出率 19 13、不同类型硅片市场占比 . 20 14、不同尺寸硅片市场占比 . 21 （三）电池片环节 22 1、各种电池技术平均转换效率 . 23 2、不同电池技术路线市场占比 23 3、电池铝浆消耗量 . 24 4、电池银浆消耗量 . 25 5、异质结电池片金属电极技术市场占比 . 26 6、栅线印刷技术市场占比 27 7、 p 型电池片发射极方块电阻 . 27 8、电池片背钝化技术市场占比 28 9、异质结电池片 TCO 沉积方法市场占比 . 29 10、电池正面细栅线宽度 . 30 11、各种主栅市场占比 30 12、电池线人均产出率 31 13、电耗 32 14、水耗 33 15、电池片单位产能设备投资额 34 （四）组件环节 35 1、不同类型组件功率 . 35 2、单 /双面发电组件市场占比 35 3、全片、半片和叠瓦及多分片组件市场占比 . 36 4、不同电池片互联技术的组件市场占比 . 36 5、不同焊带材料组件市场占比 37 6、 3.2mm 组件封装用钢化镀膜玻璃透光率 . 38 7、不同材质正面盖板组件市场占比 38 8、不同厚度的前盖板玻璃组件市场占比 . 39 9、不同封装材料的市场占比 40 10、树脂粒子国产化率 . 40 11、不同背板材料市场占比 41 12、组件电耗 42 13、组件人均产出率 . 42 14、组件单位产能设备投资额 43 （五）薄膜太阳能电池 /组件 44 1、 CdTe 薄膜太阳能电池 /组件转换效率 44 2、 CIGS 薄膜太阳能电池 /组件转换效率 44 3、 Ⅲ -Ⅴ 族薄膜太阳能电池转换效率 45 4、钙钛矿太阳能电池转换效率 45 （六）逆变器 46 1、不同类型逆变器市场占比 . 46 2、逆变器单位容量设备投资额 46 3、逆变器人均产出率 . 47 4、逆变器单机主流额定功率 48 5、逆变器功率密度 . 48 6、逆变器功率模块自主化率 48 7、逆变器主控制芯片自主化率 49 （七）系统环节 50 1、全球光伏新增装机量 . 50 2、国内光伏新增装机量 50 3、光伏应用市场 51 4、我国光伏系统初始全投资及运维成本 . 52 5、不同等效利用小时数 LCOE 估算 . 55 6、不同系统电压等级市场占比 57 7、跟踪系统市场占比 . 57 （八）新型储能环节 59 1、新型储能新增装机规模 . 59 2、不同新型储能技术市场占比 59 3、锂电储能单位装机占项目用地 60 4、集装箱式锂电储能系统容量 . 61 5、锂电储能系统价格 61 6、锂电储能系统能量转化效率 62 7、锂电储能电池单体电芯容量 62 8、锂电储能电池单体电芯循环寿命 63 9、锂电储能单体电芯质量 /体积能量密度 64 1 光伏产业是半导体技术与新能源需求相结合而衍生的产业。大力发展光伏产业，对调整能源结构、推进能源生产和消费革命、促进生态文明建设具有重要意义。我国已将光伏产业列为国家战略性新兴产业之一，在产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下，全国光伏产业实现了快速发展，已经成为我国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业。光伏产业链构成如下图所示。图 1 光伏产业链构成一、路线图编制说明（一）涵盖内容路线图编制以为国家制定产业政策提供支撑、为行业技术发展指明方向、为企业战略决策提供参考为主要目标，基于当前光伏技术和产业发展现状，从光伏产业链多晶硅、硅棒 /硅锭、硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各个环节抽取出可代表该领域发展水平的指标，这些指标涵盖产业、技术、市场等各个层面。（二）指标值的确定本次路线图的修订，在前六版的基础上，秉持客观性、科学性、广泛性和前瞻性的原则，再次通过调查问卷、现场调研、专家研讨等形式，广泛征求意见尤其是重点企业和专家的建议，由此确定各环节关键指标 2022-2030 年发展现状与趋势。本次修订问卷调查以产业链各环节主要光伏企业为主，同时，多次通过邮件等书面形式广泛征求企业和专家意见，并组织 2 次以上专家研讨会，对各个指标的合理性及必要性等进行详尽分析，以此确定指标取值。考虑到未来发展的不确定性会增加指标值预判的难度，路线图在制定过程中力求准确预测近期的发展方向，中远期的预测更多代表行业各界对未来的一种趋势反映。今后，我们仍将定期对路线图进行更新，以不断逼近“真值”，更好地及时地反映行业发展情况，并有效指导行业发展。 2 二、中国光伏产业发展简况多晶硅方面， 2022 年，全国多晶硅产量达 82.7 万吨，同比增长 63.4。其中，排名前五企业产量占国内多晶硅总产量 87.1。 2023 年随着多晶硅企业技改及新建产能的释放，产量预计将超过 124 万吨。图 2 2010-2023 年全国多晶硅产量情况（单位万吨）硅片方面， 2022 年全国硅片产量约为 357GW，同比增长 57.5。其中，排名前五企业产量占国内硅片总产量的 66。随着头部企业加速扩张，预计 2023 年全国硅片产量将超过 535.5GW。图 3 2010-2023 年全国硅片产量情况（单位 GW） 0 20 40 60 80 100 120 140 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E 0 100 200 300 400 500 600 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E 3 晶硅电池片方面， 2022 年，全国电池片产量约为 318GW，同比增长 60.7。其中，排名前五企业产量占总产量的 56.3，产量达到 5GW 以上的电池片企业有 17 家。预计 2023 年全国电池片产量将超过 477GW。图 4 2010-2023 年全国电池片生产情况（单位 GW）组件方面， 2022 年，全国组件产量达到 288.7GW，同比增长 58.8，以晶硅组件为主。其中，排名前五企业产量占总产量的 61.4，产量达 5GW 以上的组件企业有 11 家。预计 2023 年组件产量将超过 433.1GW。图 5 2010-2023 年全国太阳能组件生产情况（单位 GW）光伏市场方面， 2022 年全国新增光伏并网装机容量 87.41GW。累计光伏并网装机容量达到 392.6GW，新增和累计装机容量均为全球第一。全年光伏发电量为 4276 亿千瓦时，同比增长 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E 4 30.8，约占全国全年总发电量的 4.9。预计 2023 年光伏新增装机量超过 95GW，累计装机有望超过 487.6GW。图 6 2010-2022 年全国太阳能光伏发电装机累计容量（单位 GW）产品效率方面， 2022 年，规模化生产的 p 型单晶电池均采用 PERC 技术，平均转换效率达到 23.2；采用 PERC 技术的黑硅多晶电池片转换效率达到 21.1；常规黑硅多晶电池效率提升动力不强， 2022 年转换效率仍维持在 19.5左右。图 7 2008-2022 年国内电池片量产转换效率发展趋势人才方面， 2021 年中国光伏从业人员总计 246 万人，其中直接从业人员约为 41 万人；预计 2022-2025 年间中国光伏从业人员需求将达到 334.2-400.8 万人，累计新增需求达到 88.2-154.8 万人， 2022 年新增从业人员需求将超过 26.4 万人，并有较大可能达到历史高点。 0 100 200 300 400 500 600 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023E 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 多晶电池片单晶电池片黑硅多晶 PERC黑硅多晶 PERC单晶 5 三、产业链各环节关键指标（一）多晶硅环节 1 1、还原电耗多晶硅还原是指三氯氢硅和氢气发生还原反应生成高纯硅料的过程，其电耗包括硅芯预热、沉积、保温、结束换气等工艺过程中的电力消耗。 2022 年单炉致密料占比维持 70-80，多晶硅平均还原电耗较 2021 年下降 3.3，为 44.5kWh/kg-Si。未来随着气体配比的不断优化、大炉型的投用和稳定生产，还原电耗仍将呈现持续下降趋势，到 2030 年还原电耗有望下降至 40kWh/kg-Si。图 8 2022-2030 年还原电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 2、冷氢化电耗冷氢化技术是把多晶硅生产过程中的副产物四氯化硅 SiCl4转化为三氯氢硅 SiHCl3的技术，其电耗包括物料供应、氢化反应系统、冷凝分离系统和初馏系统的电力消耗。各企业在物料供应环节使用不同的加热方式，如电加热、热油加热、蒸汽加热、天然气加热等，因此各企业冷氢化电耗存在差异。 2022 年，冷氢化平均电耗在 4.3kWh/kg-Si 左右，同比下降 8.5，到 2030 年有望下降至 3.8kWh/kg-Si 以下。技术进步的手段包括反应催化剂的开发、提高工艺环节中热能回收利用率、提高反应效率等。 1本章节若无特殊注明，均为三氯氢硅法棒状硅的生产指标。多晶硅生产各环节工序划分、能源消耗种类、计量和计算方法按多晶硅企业单位产品能源消耗限额 GB29447 执行。 38.0 40.0 42.0 44.0 46.0 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 6 图 9 2022-2030 年冷氢化电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 3、综合电耗综合电耗是指工厂生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力，包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗。由于各家生产工艺不同，因此综合电耗有一定差距。 2022 年，多晶硅平均综合电耗已降至 60kWh/kg-Si，同比下降 4.8。未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，预计至 2030 年有望下降至 52kWh/kg-Si。图 10 2022-2030 年综合电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 48 51 54 57 60 63 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 7 4、水耗水耗是指生产单位多晶硅产品所需要补充的水量，水的消耗主要包括蒸发、清洗等。 2022 年，多晶硅平均水耗在 0.09t/kg-Si 的水平，同比下降 10.0。新疆地区气候干燥，蒸发量大，水耗较行业平均值高。预计到 2025 年，通过余热利用降低蒸发量，精馏塔排出的物料再回收利用降低残液处理水耗等措施，可将耗水量控制在 0.08t/kg-Si 的水平并维持到 2030 年。图 11 2022-2030 年水耗变化趋势（单位 t/kg-Si） 5、蒸汽耗量蒸汽耗量是指生产单位多晶硅产品外购蒸汽量，不考虑还原炉余热利用所产生的蒸汽（该能量已通过电力的形式计入）。蒸汽的补充主要用于精馏、冷氢化、尾气回收等环节。 2022 年企业蒸汽耗量均值为 15.0kg/kg-Si 左右，同比下降 18.5，在新疆等寒冷地区蒸汽耗量较其他地区高。随着企业还原余热利用率提升、提纯、精馏系统优化等， 2030 年企业蒸汽耗量将降至 8.0kg/kg-Si。 0.07 0.08 0.09 0.10 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 8 图 12 2022-2030 年蒸汽耗量变化趋势（单位 kg/kg-Si） 6、综合能耗多晶硅综合能耗包括多晶硅生产过程中所消耗的天然气、煤炭、电力、蒸汽、水等。 2022 年多晶硅企业综合能耗平均值为 8.9kgce/kg-Si，同比下降 6.3。随着技术进步和能源的综合利用，到 2030 年预计可降到 7.2kgce/kg-Si。图 13 2022-2030 年综合能耗变化趋势（单位 kgce/kg-Si） 7、硅单耗硅单耗指生产单位高纯硅产品所耗费的硅量，主要包括合成、氢化工序，外购硅粉、三氯氢硅、四氯化硅等含硅物料全部折成纯硅计算，外售氯硅烷等按含硅比折成纯硅计算，从总量中扣 5.0 9.0 13.0 17.0 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 9 除。 2022 年，硅耗在 1.09kg/kg-Si 水平，基本与 2021 年持平，且未来 5 年内变化幅度不大。随着氢化水平的提升，副产物回收利用率的增强，预计到 2030 年将降低到 1.07kg/kg-Si。图 14 2022-2030 年硅单耗变化趋势（单位 kg/kg-Si） 8、还原余热利用率还原余热利用率是指回收利用还原工艺中热量占还原工艺能耗比。 2022 年，多晶硅还原余热利用率平均水平在 81.5，较 2021 年提升了 0.5 个百分点。随着多晶硅工厂大炉型的使用，节能技术的进步，以及低品位热的利用，余热利用率有望进一步提升，但考虑设备本身散热和尾气带走热等影响，预计 2030 年还原余热利用率将会达到 83。图 15 2022-2030 年还原余热利用率变化趋势 1.05 1.07 1.09 1.11 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 80 81 82 83 84 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 10 9、棒状硅和颗粒硅市场占比当前主流的多晶硅生产技术主要有三氯氢硅法和硅烷流化床法，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。三氯氢硅法生产工艺相对成熟，随着 2022 年硅烷法颗粒硅产能和产量的增加，颗粒硅市场占比有所上涨，达到 7.5，棒状硅占 92.5。从未来看，若颗粒硅的产能进一步扩张，并且随着生产工艺的改进和下游应用的拓展，市场占比会进一步提升。图 16 2022-2030 年棒状硅和颗粒硅市场占比变化趋势 10、三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本多晶硅生产线投资主要包含土建、设备、安装费用，其中设备投资成本占比 60-70。 2022 年投产的万吨级多晶硅生产线投资成本为 1.00 亿元 /千吨，较 2021 年有小幅下降。但随着生产装备技术的进步、单体规模的提高和工艺水平的提升，三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本逐年下降。预计到 2030 年，千吨投资可下降至 0.93 亿元。 0 25 50 75 100 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年棒状硅颗粒硅 11 图 17 2022-2030 年三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本变化趋势（单位亿元 /千吨） 11、多晶硅人均产出量随着多晶硅工艺技术瓶颈不断突破，工厂智能化制造水平的不断提升，多晶硅工厂的人均产出也快速提升。 2022 年多晶硅生产线人均产出量为 58 吨 /人·年，同比大幅提升 45.4，这与单线产能提升、系统集成化、以及产线满产等因素有关。随着多晶硅新投产线单线规模增大，自动化程度提升，人均产出量将会有较大幅度的增长，到 2030 年提高到 79 吨 /人·年。图 18 2022-2030 年多晶硅生产线人均产出量变化趋势（单位吨 /人·年） 0.9 1.0 1.0 1.1 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 50 60 70 80 90 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 12 （二）硅片环节 2 1、拉棒电耗单晶拉棒电耗是指直拉法生产单位合格单晶硅棒所消耗的电量，可以通过改善热场、保温性能、提升设备自动化、智能化程度、提高连续拉棒技术等方法，降低拉棒生产电耗。 2022 年，因热场尺寸增加以及石英砂的不确定性导致成晶率下降，带来能耗增长。因此 2022 年，拉棒平均电耗水平从 2021 年 23.9kWh/kg-Si 增长至 24.4kWh/kg-Si（方棒）。预计到 2025 年，有望下降至 21.5kWh/kg-Si。图 19 2022-2030 年拉棒电耗变化趋势（单位 kWh/kg-Si） 2、铸锭电耗铸锭电耗是指通过定向凝固技术生产硅锭（大方锭）所消耗的电量。 2022 年，铸锭电耗为 8.0kWh/kg-Si，较 2021 年仅有小幅升高。主要上升原因为 2022 年铸锭炉较多的被应用于生产铸锭单晶产品，而与生产多晶相比，生产铸锭单晶的装料量有所下降，导致单位电耗增加，铸锭炉机型仍以 G7 系统为主，预计未来铸锭电耗下降也将呈持续放缓趋势。 2 若无特殊说明，本环节指标均以生产 182mm 尺寸硅片为基准。由于本环节将边界条件由 166mm 改为 182mm 产品， 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 13 图 20 2022-2030 年铸锭电耗变化趋势 [单位 kWh/kg-Si（大方锭） ] 3、切片电耗切片电耗是指通过切片工序，从方棒 /方块到成品硅片所消耗的电量。 2022 年，切片电耗约为 8.3 万 kWh/百万片，较 2021 年小幅上升。主要因为 2022 年硅片尺寸从 166mm 增加到 182mm，相应的脱胶槽体、清洗槽体体积呈几何形式增加，使得加热的水体积增加，相应用电量有所提升。未来，棒长增长，切速增加，细线化、薄片化带来的单次出片量增加，都将促进切片电耗继续下降。图 21 2022-2030 年切片电耗变化趋势（单位万 kWh/百万片） 6.8 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 7.8 7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 14 4、拉棒单炉投料量拉棒单炉投料量是指一只坩埚用于多次拉棒生产的总投料量，其中坩埚使用时间为关键因素之一。 2022 年，拉棒单炉投料量约为 3100kg，较 2021 年的 2800kg 有小幅提升，主要是由于热场尺寸增大以及拉棒数增加。未来随着坩埚制作工艺、拉棒技术的不断提升以及坩埚使用的优化，投料量仍有较大增长空间，或向着连续投料的方向发展。图 22 2022-2030 年拉棒单炉投料量变化趋势（单位 kg） 5、铸锭投料量铸锭投料量是指用于铸锭的单只坩埚的最大装料量，铸锭炉可以生产多晶和铸锭单晶（准单晶）。 2017 年行业已经出现 G8 系统（ 1500kg）的应用，但因为市场中多晶硅片需求下滑，铸锭单晶技术发展不及预期等原因， G8 系统铸锭炉未能更大范围普及。 2022 年我国铸锭炉仍以 G7 系统为主，多晶投料量约 1200kg，铸锭单晶因为品质控制原因投料量暂约 1100kg。未来，多晶技术投入会减少，所以多晶投料量保持不变，但铸锭单晶目前仍有企业在积极投入，随着铸锭单晶技术的进一步提升，预计 2024 年以后铸锭炉有可能普遍升级为 G8 系统，铸锭单晶投料量可增长至 1500kg。 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 15 图 23 2022-2030 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位 kg） 6、耗硅量耗硅量是指生产每公斤方棒含边皮复投料所消耗的多晶硅原料量（按年度统计）。 2022 年铸锭耗硅量为 1.10kg/kg，与 2021 年持平。由于铸锭研发投入有限，预计未来几年内数值变化不大。 2022 年拉棒耗硅量为 1.06kg/kg，与 2021 年基本持平。清洗、破碎环节的损耗降低，生产环节环境控制，降低埚底料比例，优化机加环节精度控制，减少加工余量，提升降级硅料的分级和处理技术等，都将促使拉棒耗硅量继续下降。图 24 2022-2030 年铸锭耗硅量变化趋势（单位 kg/kg） 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 0.9 1.0 1.1 1.2 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年铸锭拉棒 16 7、耗水量切片工序取水量包括脱胶、清洗、切片等所有环节的生产设备、辅助设备、污水处理设备等取水量或分摊量，不包含办公区域及生活用水（纯水量应折算成新鲜水量）。 2022 年切片环节耗水量为 906 t/百万片，未来通过循环用水、水的回收再处理再应用、工艺水平提升、清洗剂的性能优化等方法，耗水量将逐步下降。图 25 2022-2030 年耗水量变化趋势（单位 t/百万片） 8、硅片厚度薄片化有利于降低硅耗和硅片成本，但会影响碎片率。目前切片工艺完全能满足薄片化的需要，但硅片厚度还要满足下游电池片、组件制造端的需求。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响。 2022 年，多晶硅片平均厚度为 175μm，由于市场终端需求量较小，无继续减薄的动力，因此预测 2024 年之后厚度维持 170μm 不变，但不排除后期仍有变薄的可能。 p 型单晶硅片平均厚度在 155μm 左右，较 2021 年下降 15μm。目前，用于 TOPCon 电池的 n 型硅片平均厚度为 140μm，用于异质结电池的硅片厚度约 130μm。未来硅片厚度的变化将与多晶硅价格息息相关。 700 750 800 850 900 950 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年 17 图 26 2022-2030 年硅片厚度变化趋势（单位μ m） 9、金刚线母线直径金刚线母线直径及研磨介质粒度同硅片切割质量及切削损耗量相关，较小的线径和介质粒度有利于降低切削损耗和生产成本。 2022 年，用于单晶硅片的金刚线母线直径为 38μm，降幅较大，且呈不断下降趋势。由于多晶硅片中缺陷及杂质较多，细线容易发生断线，因此用于多晶硅片的金刚线母线直径大于单晶硅片。 2022 年，用于多晶硅片的金刚线母线直径为 57μm，且随着多晶硅片需求减缓，技改动力不足，未来用于多晶硅片的金刚线母线直径保持不变。目前主流金刚线为碳钢，钨丝线仍处于中试阶段，预估 2024 年以后钨丝线或将进入市场，母线直径将会进一步下降。图 27 2022-2030 年金刚线母线直径变化趋势（单位μ m） 80 100 120 140 160 180 200 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年多晶硅片厚度单晶硅片厚度 -p型硅片单晶硅片厚度 -n型硅片 -HJT 单晶硅片厚度 -n型硅片 -TOPCon 20 25 30 35 40 45 2022年 2023年 2024年 2025年 2027年 2030年金刚线母线直径 -单晶 18 10、单位方棒 /方锭在金刚线切割下的出片量随着金刚线直径降低以及硅片厚度下降，等径方棒 /方锭每公斤出片量将增加。 2022 年 p 型每公斤单晶方棒出片量约为 59 片， n 型 TOPCon 单晶方棒出片量约为 63 片， n 型 HJT 单晶方棒出片量约为 50 片。（ 2022 年， p 型多晶方锭 158.75mm 尺寸出片量约为 65 片； p 型 166mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为 70 片； p 型 210mm 尺寸每公斤单晶方棒出片量约为 44 片； n 型 TOPCon 210mm 单晶方棒出片量约为 47 片； n 型 HJT 166mm 单晶方棒出片量约为 80 片。）图 28 2022-2030 年每公斤方棒 /方锭在金刚线切割下的出片量变化趋势（单位片）注本指标 p 单晶型和 n 型 TOPCon 以 182mm 尺寸硅片为基准； n 型 HJT 以 210mm 尺寸硅片为基准，出片数以整片计算。 11、拉棒 /铸锭 /切片单位产能设备投资额 2022 年，拉棒和铸锭环节单位产能设备投资额（包括机加环节）分别为 5.0 万元 /吨和 2.0 万元 /吨。随着单晶拉棒设备供应能力提高及技术进步，设备投资成本呈逐年下降趋势。但铸锭设备技改降本动力不足，以