2020年版中国光伏产业发展路线图.pdf

中国光伏产业发展路线图 （2020 年版） 中国光伏 行业协 会 赛迪智库 集成电 路研究所中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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 赛迪智库 集成电 路研究 所 咨询专家（按姓氏笔划 排 序） 丁 宁 弓传河 马擎天 王文静 王亚萍 王同心 王向东 王 林 王栩生 王跃林 王 琪 王善良 卞长乐 方 艳 方 敏 甘新业 史旭松 冯志强 全 杨 刘玉颖 刘松民 刘 涛 闫广宁 许洪华 孙 云 纪振双 严大洲 李灿林 李琼慧 时璟丽 吴 越 宋登元 张凤鸣 张付特 张涛 张海涛 陈凡印 陈其国 陈洪野 陈 嘉 金 磊 宗 冰 钟财富 钟明明 秦 潇 贾 锐 倪志春 徐 岩 高连生 唐 霖 舒耀兰 魏红军 编写组 王世江、 金艳梅 、江华 、 李嘉彤、 王青、 陈丽、 强彦 政中国光伏产业发展路线图 2020 年版 支持单位 国家发 展改 革委 能源 研究 所 中国科 学院 电工 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 阿特斯 阳光 电力 集团 股份 有限公 司 保利协 鑫（ 苏州 ）新 能源 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 常州亚 玛顿 股份 有限 公司 大全集 团有 限公 司 东方日 升新 能源 股份 有限 公司 福建钧 石能 源有 限公 司 国家电 投集 团西 安太 阳能 电力有 限公 司 汉能移 动能 源控 股集 团有 限公司 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 河南安 彩高 科股 份有 限公 司 华为技 术有 限公 司 环晟光 伏（ 江苏 ）有 限公 司 江苏固 德威 电源 科技 股份 有限公 司 江苏美 科太 阳能 科技 有限 公司 江苏日 托光 伏科 技股 份有 限公司 江苏润 阳悦 达光 伏科 技有 限公司 江苏中 能硅 业科 技发 展有 限公司 锦浪科 技股 份有 限公 司 锦州阳 光能 源有 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 科华数 据股 份有 限公 司 龙焱能 源科 技( 杭州)有限 公司 龙源（ 北京 ）太 阳能 技术 有限公 司 隆基绿 能科 技股 份有 限公 司 洛阳中 硅高 科技 有限 公司 明冠新 材料 股份 有限 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 上能电 气股 份有 限公 司 深圳古 瑞瓦 特新 能源 股份 有限公 司 深圳科 士达 科技 股份 有限 公司 四川永 祥股 份有 限公 司 苏州赛 伍应 用技 术有 限公 司 苏州腾 晖光 伏技 术有 限公 司 苏州中 来光 伏新 材股 份有 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 协鑫集 成科 技股 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 扬州荣 德新 能源 科技 有限 公司 阳光电 源股 份有 限公 司 英利集 团有 限公 司 浙江正 泰新 能源 开发 有限 公司 中国建 材检 验认 证集 团股 份有限 公司 中山瑞 科新 能源 有限 公司 中天光 伏材 料有 限公 司中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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、 赛迪智库集成电路研究所 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！ 中国光伏行业协会副理事长兼秘书长中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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、 赛迪智库集成电路研究所已发布四版 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（2020 年版） （以下简称 路线图 （2020 年版） ） ， 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、 逆变器、 系统等各环节 共 61 个关键指标。 路线图 （2020 年版） 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 2020 年发展情况并预测了 2021 、2023 、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 （2020 年版） 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 赛迪智库集成电路研究所 2021 年 2 月 3 日中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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 硅西 门子 法多晶 硅 生产 线设 备投 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 、拉 棒单 炉投 料量 . 13 4 、铸锭 投料 量 . 13 5、 硅片 厚度 . 14 6 、金 刚线 母线 直径 . 15 7 、单位 方棒/方锭 在金 刚线 切 割下 的出 片量 . 15 8、 拉棒/ 铸 锭单 位产 能设备 投 资额 . 16 9 、硅 片人 均产 出率 . 17 10、不 同类 型硅 片市 场占比 . 17 11、不 同尺 寸硅 片市 场占比 . 18 （三） 电池 片环 节 . 19 1、 各种 电池 技术 平均 转换效 率 . 19 2、 各种 电池 技术 市场 占比 . 20中国光伏产业发展路线图 2020 年版 3 、电 池铝 浆消 耗量 . 21 4 、电池 银浆 消耗 量 . 21 5 、电 池片 正面 金属 电极 技 术市场 占比 . 22 6、 栅线 印刷 技术 市场 占比 . 23 7 、P 型电 池片 发射极 方块 电阻 . 23 8 、PERC 电 池背 钝化 技术市 场 占比 . 24 9 、电 池正 面细 栅线 宽度 . 25 10、各 种主 栅市 场占 比 . 25 11、电 池线 人均 产出 率 . 26 12、电 池片 单位 产能 设备投 资 额 . 27 （四） 组件 环节 . 28 1、 不同 类型 组件 功率 . 28 2 、单/双面 组件 市场 占比 . 28 3、 全片 、半 片和 叠瓦 组件市 场 占比. 29 4 、不同 电池 片互 联技 术的 组件市 场占比 . 30 5 、3.2mm 组件 封装 用钢 化镀膜 玻璃 透光 率 . 30 6、 不同 材质 正面 盖板 组件市 场 占比. 31 7 、不同 前盖 板玻 璃厚 度的 组件市 场占 比 . 32 8、 不同 封装 材料 的市 场占比 . 32 9、 不同 背板 材料 市场 占比 . 33 10、组 件人 均产 出率 . 34 11、组 件单 位产 能设 备投资 额 . 34 （五） 薄膜 太阳 能电 池/组件 . 36 1 、CdTe 薄 膜太 阳能 电池/ 组件转 换效 率 . 36 2 、CIGS 薄膜 太阳 能电 池/ 组件转 换效 率 . 36 3 、- 族薄 膜太 阳能 电 池转换 效率 . 37 4 、钙钛 矿太 阳能 电池 转换 效率 . 37 （六） 逆变 器 . 38 1、 不同 类型 逆变 器市 场占比 . 38 2、 逆变 器单 位容 量设 备投资 额 . 38 3、 逆变 器人 均产 出率. 39 4 、逆变 器单 机主 流额 定功 率 . 39 5 、逆 变器 功率 密度 . 40 （七） 系统 环节 . 41 1 、全 球光 伏新 增装 机量 . 41 2 、国 内光 伏新 增装 机量 . 41 3、 光伏 应用 市场 . 42 4 、我国 光伏 系统 初始 全投 资及运 维成 本 . 43中国光伏产业发展路线图 2020 年版 5 、不 同等 效利 用小 时数 LCOE 估算 . 45 6、 不同 系统 电压 等级 市场占 比 . 47 7 、跟踪 系统 市场 占比 . 47 附录 . 49 1 、铸 锭收 料率 . 49 2、 不同 类型 逆变 器中 国效率 . 49 3、 新建 光伏 电站 系统 PR 值 . 491 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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、 逆变 器 、 系统等 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， 在前四版 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 2020-2030 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 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 二、中国光伏产业发展简况 多晶硅 方面 ，2020 年 ， 全国 多 晶硅 产量达 39.2 万吨， 同 比增 长 14.6% 。 其 中， 排 名前 五企 业产量 占国 内多 晶硅 总 产量 87.5%，其 中 4 家企 业产 量 超过 5 万 吨。2021 年 随着多 晶硅 企 业技 改及新 建产能 的 释放 ，产 量预计 将达 到 45 万 吨。 图 2 2010-2021 年全国多晶硅 产量情况（单位：万吨） 硅片方 面，2020 年全 国硅 片产量 约为 161.3GW ，同比 增 长 19.7% 。 其中 ，排 名前五 企业 产 量占国内 硅片 总产 量的 88.1% ， 且产 量均 超过 10GW 。随 着头 部企 业加 速扩 张， 预计 2021 年 全 国硅片 产量 将达 到 181GW 。 图 3 2010-2021 年全国硅片产 量情况（单位：GW ） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E3 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 晶硅电 池片 方面 ，2020 年， 全 国电 池片 产量 约为 134.8GW， 同比 增长 22.2% 。 其中， 排名 前五企 业产量 占国 内电 池片 总 产量的 53.2% ， 其 中前 4 家企 业产 量超 过 10GW 。预计 2021 年全 国 电 池片 产量 将超过 152GW 。 图 4 2010-2021 年全国电池片 生产情况（单位：GW ） 组件方 面，2020 年， 全国组 件 产量 达到 124.6GW ， 同比增 长 26.4% ， 以晶 硅 组件为 主。 其 中， 排 名前 五企 业产 量占 国内组 件总 产量 的 55.1% ， 其 中 前三 家企 业产 量超过 10GW 。 预计 2021 年组件 产量 将超 过 145GW 。 图 5 2010-2021 年全国太阳能 组件生产情况（单位：GW ） 光伏市 场方 面， 2020 年 全国 新 增光 伏并 网装 机容量 48.2GW，同 比 上升 60.1% 。 累计光 伏并 网装机 容量 达到 253GW ， 新增和 累计 装机 容量 均为 全球第 一。 全年 光伏 发电 量为 2605 亿千 瓦 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E4 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 时， 约占全 国全 年总 发电 量的 3.5%。预 计 2021 年光 伏 新增 装机 量超过 55GW ， 累计 装机 有望 达 到约 308GW 。 图 6 2010-2021 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，2020 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 22.8% ，较 2019 年 提高 0.5 个百 分点 ，先 进企 业转换 效率 达到 23%；采用 PERC 技术 的黑 硅 多晶电池 片转 换效 率达到 20.8%，较 2019 年提高 0.3 个百 分点 ；常 规黑 硅多晶 电 池效 率提 升动 力不强 ，2020 年 转换 效率约 19.4% ，仅 提升 0.1 个百分 点 。 图 7 2008-2020 年国内电池片量产转换效率发展趋势 0 50 100 150 200 250 300 350 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 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 多晶电池片 单晶电池片 黑硅多晶 PERC 黑硅多晶 PERC 单晶5 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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。 随着市 场对 单晶 产品 需求 的增大 ，2020 年 单 炉致密料占比进一步提升为 70%-80% ， 多晶硅平均还原电耗 较 2019 年有小幅下降，为 49kWh/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 、 以及单 晶厂 家对 于菜 花料的 试用 ，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 44kWh/kg-Si 。 图 8 2020-2030 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(SiCl 4 ) 转 化为三 氯氢硅(SiHCl 3 ) 的技术， 其电耗 包括 物料 供应、 氢 化反应 系统、 冷凝 分离 系 统和精 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。2020 年， 冷氢化 平均 电耗 在 5.3kWh/kg-Si 左右 ，同 比下降 3.6% ，到 2030 年 有望下 降至 4.7kWh/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。 预计 未来 冷氢 化电 耗仍将 稳步 下降 。 1 本章 节若无 特殊 注明， 均为 三 氯氢硅 西门子 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。 43 45 47 49 51 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年6 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 图 9 2020-2030 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。 2020 年， 多 晶 硅平 均综 合电 耗已 降至 66.5kWh/kg-Si ， 同比下 降 5% 。 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 60kWh/kg-Si 。目 前硅烷流化 床法颗粒硅 综合电耗较 三氯氢硅西门 子法棒状硅 低 40%-50% 。 图 10 2020-2030 年综合电耗 变化趋势（单位：kWh/kg-Si ） 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 59 61 63 65 67 69 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年7 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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。2020 年， 多晶 硅平 均水 耗在 0.12 t/kg-Si 的 水平， 同比 下降 7.7% 。 新疆 地区 气候 干燥 ， 蒸 发量 大， 水 耗 较 行业 平均 值高。 预计到 2030 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 0.09t/kg-Si 的水 平。 图 11 2020-2030 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、 过程 气体 回收等 环 节。 2020 年 企业蒸 汽耗 量均 值为 23kg/kg-Si 左右 ，同 比下降 17.9% ，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 18kg/kg-Si 。 0.08 0.1 0.12 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年8 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 图 12 2020-2030 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。 2020 年 多晶硅 企业 综合 能耗 平均 值为 11.5kgce/kg-Si 。 随着 技术进 步和 能源 的综 合利 用，到 2030 年预 计可降 到 9.6kgce/kg-Si 。 图 13 2020-2030 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 16 18 20 22 24 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年9 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 除。2020 年， 硅耗 在 1.1kg/kg-Si 水平 ，基 本与 2019 年持 平， 且近 5 年变 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 2020-2030 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。2020 年， 多晶硅 还原 余 热 利 用率 平均 水平在 80.5% 。 随着 多晶 硅工 厂大 炉型 的使用 以及 节能 技术 的进 步， 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 率为 82.5% 。 图 15 2020-2030 年还原余热 利用率变化趋势 1.05 1.07 1.09 1.11 1.13 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 78% 80% 82% 84% 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年10 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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 硅西 门子 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 硅西 门子法 生产 工艺 相对 成熟 ，2020 年采 用此 方法 生产 出的棒 状硅 约占 全 国 总 产量的 97.2% ， 未来仍 将 是主 流生 产工 艺。 如果 颗 粒硅 已有 的扩产 计划 如 期 达产 达标， 颗粒 硅市场 占比 或将 高于 目前 预期。 图 16 2020-2030 年棒状硅和 颗粒硅市场占比变化趋势 10 、三氯氢硅西门子法多晶硅生产线设备 投资成本 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 硅西 门子法 多晶 硅生 产线设 备投 资成 本逐 年下 降。 2020 年 投产 的万 吨级 多晶硅 生产 线设 备投 资成 本已降 至 1.02 亿元 /千 吨的 水平 。预 计到 2030 年 ，千 吨投 资可 下降至 0.89 亿元 。 图 17 2020-2030 年三氯氢硅 西门子法多晶硅生产线设 备投资成本变化趋势（单位： 亿元/ 千吨） 0% 25% 50% 75% 100% 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 棒状硅 颗粒硅 0.9 0.9 1.0 1.0 1.1 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年11 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 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。2020 年 多晶 硅 生产 线人 均产 出量为 36 吨/ 年/ 人 ， 与去 年基 本持 平。 随着 2022- 2023 年 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 ， 提 高到 45 吨/ 年/ 人 ，到 2030 年提 高到 47.5 吨/ 年/ 人。 图 18 2020-2030 年多晶硅生 产线人均产出量变化趋势 （单位：吨/ 年/ 人） 35 39 43 47 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年12 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 （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。2020 年， 拉棒平 均电 耗水 平从 2019 年的 29.1kWh/kg-Si 降低 为 26.2kWh/kg-Si （方 棒）。 预计 到 2025 年 ， 有望 下降至 21.4kWh/kg-Si 。 图 19 2020-2030 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 。2020 年， 铸 锭电 耗为 6.7kWh/kg-Si，较 2019 年仅 有 小幅 下降。 主要 是由于 多 晶硅 片市 场需 求减 缓， 企业 技改 或系 统 升级动 力不 足， 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 166mm 尺寸硅片为基 准。 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年13 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 图 20 2020-2030 年铸锭电耗变化趋势（单位：kWh/kg-Si （大方锭） 3 、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。2020 年 ， 拉棒 单炉投 料 量约为 1900kg，较 2019 年的 1300kg 有大 幅提 升。 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 。 图 21 2020-2030 年拉棒单炉 投料量变化趋势（单位：kg ） 4 、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 。2020 年，铸 锭炉 单炉 平均投 料量为 1100kg 左右 ， 与 2019 年相比 基 本持 平。2017 年 行业 已经出 现 G8 系统 的应 用， 但随着 市场 中多 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 1,000 1,400 1,800 2,200 2,600 3,000 3,400 3,800 4,200 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年14 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 晶硅片 需求 下滑 ，铸 锭单 晶技术 发展 不及 预期 ，未 能促进 G8 系统 的普 及，2020 年我 国铸 锭炉 仍以 G7 系统 为主 。 图 22 2020-2030 年铸锭单炉投料量变化趋势（单位：kg ） 5 、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 。2020 年 ， 多晶 硅片 平均 厚度为 1 80 m ，P 型 单晶 硅片平 均 厚度在 1 75 m 左右，N 型硅 片平 均 厚度为 1 68 m ，较 2019 年基 本持平 。目前 ，用于 TOPCon 电池 的 N 型硅 片平均 厚度 为 175 m， 用于 异 质结 电池 的硅 片厚 度约 150 m，用 于 IBC 电池 的硅片 厚度 约 130 m 。随 着硅 片尺 寸的 增大 ，硅片 厚度 下降 速度 将减 缓。 图 23 2020-2030 年硅片厚度变化趋势（单位：m ） 800 1,000 1,200 1,400 1,600 1,800 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 100 120 140 160 180 200 2020年 2021年 2023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15 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 6 、金刚线母线直径 切割线 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 。2020 年， 金 刚线母 线 直径为 48-5 7m， 用于 单 晶硅 片的 金刚 线母线 直径 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 ， 且随 着多 晶硅 片需 求减 缓， 用 于多 晶硅 片的 金刚线 母线 直径 降幅 趋缓 。 图 24 2020-2030 年金刚线母 线直径变化趋势（单位：m ） 7 、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。 2020 年 P 型 166mm 尺寸 每公 斤单 晶方棒 出 片量 约为62 片， 多晶 方锭出 片量 约为58 片。 （备注 ： P 型158.75mm 尺寸每 公斤 单晶 方棒 出片 量约为 67 片，P 型 182mm 尺寸 每公 斤单 晶方 棒出 片量约 为 51 片，P 型 210mm 尺寸 每公 斤单 晶方棒 出片 量约 为 38 片 。） 30 40 50 60 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 金刚线母线直径- 多晶 金刚线母线直径- 单晶16 中国光伏产业发展路线图 2020 年版 图 25 2020-2030 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） 8 、拉棒/ 铸锭 单位产能设备投资额 2020 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 5.8 万元/ 吨和 2.1 万元/吨 ，较 2019 年均 有 小幅下 降。 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， 以及设 备生 产商 利润 空间 有限， 未 来设 备投 资 成本下 降速 度将 减缓 。 图 26 2020-2030 年拉棒/ 铸 锭环节设备投资 成本变化 趋势（单位：万元/ 吨） 40 50 60 70 80 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 每公斤方棒出片量（片） 每公斤方锭出片量（片） 0 2 4 6 8 2020年 2021年 2023年 2025年 2027年 2030年 拉棒环节 铸锭环节17 中国光伏产业发展