我国工业硅行业发展现状及趋势分析

工业硅作为有机硅、多晶硅、硅合金的基础原材料，其下游应用已经渗透到国防军工、信息产业、新能源等相关行业中，在我国经济社会发展中具有重要地位。11月11日，广期所发布公告，就工业硅期货、期权合约及相关规则公开征求意见，本文结合合约规则为市场投资者梳理工业硅产业链的现状及发展前景。

　　A工业硅期货交割品介绍

　　在全球经济回缓时，以硅材料为主要原料的光伏产业是典型的朝阳产业，一片欣欣向荣。而工业硅（SiliconMetal）是目前光伏产业发展的基础原材料，主要用于多晶硅、有机硅、铝合金产品的生产。

　　工业硅又名金属硅、结晶硅，是由硅石（主要成分SiO2≥99.2%，通常形态为石英石或鹅卵石）经碳质还原剂（洗精煤、石油焦、木炭等）在矿热炉中通过还原反应所得，其名义硅含量不小于98.7%；化学反应式为：SiO2+2C=Si+2CO↑。

　　根据《广州期货交易所工业硅期货合约（征求意见稿）》《广州期货交易所工业硅期权合约（征求意见稿）》和《广州期货交易所工业硅期货、期权业务细则（征求意见稿）》等文件，达到《中华人民共和国国家标准-工业硅》（GB/T2881-2014，下称《工业硅国标》）规定牌号为Si5530，粒度为10—100mm的工业硅（其中，粒度偏差筛下物不大于5%，筛上物不大于5%）；达到《工业硅国标》规定牌号为Si4210，粒度为10—100mm的工业硅（其中，粒度偏差筛下物不大于5%，筛上物不大于5%），升水2000元/吨。

　　简单来说，基准交割品和替代交割品的不同主要在于牌号（硅含量及杂质含量不同）的要求，满足《工业硅国标》中Si5530要求的工业硅即可交割，达到Si4210及以上要求的工业硅为替代交割品并有2000元/吨的升水。不对是否通氧、微量元素做要求，如该批产品的生产厂家已检明微量元素（磷、硼、碳、钛、镍）等信息，可在质量证明书中一并注明。

　　Si5530和Si4210又分别代表什么呢？根据《工业硅国标》，工业硅按化学成分主要分为8个牌号，工业硅牌号由硅元素符号和4位数字表示。4位数字依次分别表示产品中主要杂质元素铁、铝、钙的最高含量要求，其中铁含量和铝含量取小数点后的一位数字，钙含量取小数点后的两位数字。比如Si5530名义硅含量≥98.7%、铁含量≤0.50%、铝含量≤0.50%、钙含量≤0.30%；Si4210名义硅含量≥99.3%、铁含量≤0.40%、铝含量≤0.20%、钙含量≤0.10%。

　　B我国工业硅产业发展历程

　　工业硅产业链近10年发展迅速，在消费结构和产能分布方面均在变化。

　　从消费结构的角度来看，工业硅的发展主要可以分为三个阶段：前期消费以铝合金行业为主；中期有机硅消费超越铝合金成为工业硅的主要消费端；后期预计随着光伏产业链的高速发展，多晶硅需求将超越有机硅需求，成为工业硅第一大需求方。

　　在2018年以前，工业硅的第一大需求方是铝合金行业，因此当时也被称为金属硅，主要是通过在铝产品中加入工业硅来提高金属流动性及韧性。加入工业硅的铝合金产品具有成型性好、耐蚀性高的特点，常用作汽车、航天、船舶等零部件，特别是对推动汽车产业发展起到了重要作用。

　　随着有机硅行业的高速发展，有机硅对工业硅的需求量从2013年开始接近铝合金，并于2018年超越铝合金，成为工业硅的第一大需求。数据显示，2021年中国工业硅下游消费中，铝合金占国内消费总量的23.49%，有机硅占国内消费总量的41.34%，多晶硅占国内消费总量的31.61%。

　　有机硅的制造是将工业硅粉与甲烷气体混合反应，生成有机硅单体，再加工成硅橡胶、硅油、硅树脂来生产其他化工品的过程。有机硅材料兼具高分子易设计加工和无机材料的高稳定性特点，被广泛应用在建筑、汽车、纺织、医疗、电子、国防、科技等各个领域。

　　未来，绿色低碳发展已成为全球大趋势和国际社会的共识。随着我国“双碳”目标的推进，光伏产业链快速发展，在光伏装机需求的带动下，预计2021—2025年中国多晶硅产业对工业硅需求增长率将超过30%，对工业硅的需求增长将起主导作用。虽然2021年多晶硅的消费占比尚不及出口占比大，但预计多晶硅需求超越有机硅需求，成为工业硅第一大需求方，指日可待。

　　从产业链布局的角度来看，工业硅生产企业主要分布在资源丰富以及拥有电力优势的地区。我国目前是全球最大的工业硅生产国、消费国和贸易国，且未来该产业的主要增量也将来源于我国。

　　我国工业硅产能主要分布在电力资源充沛的西北、西南地区，目前主要集中在新疆、云南、四川。但新增产能主要将分布在内蒙古、新疆、甘肃、青海、宁夏、云南等资源丰富的地区，并以一体化规划产能为主。

　　在2015年之前，国内工业硅的生产主要集中在拥有水电优势的云南和四川地区，但因为这两个地区的工业硅发展主要依托于较低的水电成本，而水电受制于降雨有丰水期和枯水期，一般丰水期水电价格较低，企业开工率较高，而枯水期平均电价上涨，企业倾向于停产检修，因此在这个阶段工业硅生产的季节性差异大，淡旺季明显。

　　2015—2021年，新疆地区工业硅产能迅速增长，主要利用当地丰富的煤炭资源发电，一是利用低电价优势，二是不受降雨的影响，全年供应平稳，因此成本进一步下降且产量季节性波动降低。据调研了解，新疆地区还可根据丰水期、枯水期调节产量，进一步降低因丰水期和枯水期造成的产量和价格波动。2021年，新疆是我国工业硅第一大产区，产量占全国总产量的44%。

　　未来工业硅产能将向资源丰富的地区发展，新增产能主要分布在内蒙古、新疆、甘肃、青海、宁夏、云南等资源丰富的地区。内蒙古有望成为工业硅第三大生产基地，目前计划项目产能达85万吨，晶硅光伏产业链发展迅速。且随着晶硅光伏产业链的发展，企业进行上下游一体化的扩张，未来发展趋势是提高可再生能源比例，多能互补和源网荷储一体化，也就是说除了传统的火电和水电，生产工业硅还可使用光伏发电。

　　C工业硅市场新的变化

　　从市场结构来看，今年多晶硅产业受光伏装机带动需求旺盛，但有机硅和铝合金需求相对低迷，因此多晶硅行业利润高企，新产能投产增加对工业硅需求，预计多晶硅需求份额将进一步上升，挤占部分有机硅份额。

　　从价差结构来看，此前Si5530与Si4210价差围绕2000元/吨上下波动，但今年二季度以来Si5530与Si4210价差收窄明显。主要原因是多晶硅需求旺盛、利润高企、对原料价格敏感度较低，而有机硅需求疲软、处于盈亏平衡边缘、部分企业甚至已经亏损、原料价格相应较弱。

　　从上游生产来看，由于多晶硅需求增加、相对价格较高、账期较短，部分工业硅生产企业增加多晶硅使用牌号的生产比例，如Si5210等。

　　从下游需求来看，据企业介绍，多晶硅企业通过改进生产工艺和提高技术水平，从此前需要使用Si4210变为目前主要使用99硅（硅含量达到99%以上即可），对微量元素磷、硼、碳有要求；有机硅企业依然主要使用Si4210，对微量元素钛、镍、铅等有要求，不可使用云南地区的高钛Si4210。

　　从生产工艺的角度来看，根据碳质还原剂的使用不同，工业硅的生产可以分为全煤工艺、半煤半焦工艺等。全煤工艺使用洗精煤作为碳质还原剂，半煤半焦会使用木炭、烟煤、石油焦等作为还原剂。虽然木炭的还原性较好，但不环保，所以未来发展方向是以全煤为主。

　　从新增产能角度来看，未来新增大型产能以上下游一体化为主，新增产能投放主要受限于环境承载能力和能耗指标，目前非一体化新增产能主要来源于已有指标项目，且新建炉子也以33000kVA左右的大炉子为主。

　　从淘汰落后产能角度来看，12500kVA以下的小炉型将逐步在政策的指引下退出市场，有利于提高行业整体的能效水平；12500kVA—16500kVA的小炉子可以使用小颗粒的原料，有利于原材料资源利用最大化。

　　总而言之，未来工业硅市场将随着市场发展和新进企业增加，随着资金和人才的进入，增加市场集中度，提高自动化水平，变得越来越规模化、规范化。

　　D工业硅期货上市的影响

　　市场潜在参与者均对工业硅期货上市热切期盼，工业硅期货上市对于产业企业来说，提供了可以管理价格波动风险的套期保值工具，一是有利于减小价格波动的不利影响、有效控制企业生产经营风险、平滑企业利润；二是有利于拓宽企业的采购或销售渠道，在保障资金安全的情况下可以弥补现货市场大涨大跌时流通性不足风险；三是有利于企业管理产品或原料库存，保证生产活动的平稳进行。

　　工业硅期货上市对于工业硅行业来说，有利于行业产品的标准化发展，促进工业硅生产企业生产技术向自动化标准化方向发展；有利于规范行业价格体系，促进工业硅行业形成透明化、公允化、市场化的价格；有利于增加中国企业在国际贸易中的话语权及取得国际定价权。

　　工业硅期货与期权预计将同步上市，从战略层面来看，通过工业硅期货和期权等衍生品的应用，有利于服务“硅能源”产业，助力“双碳”等国家战略目标实现。