来源：紫金天风期货研究所
2021年能耗双控限制下工业硅价格走出极端水平，因此产能更新对工业硅供应的影响难以忽视。本文就不同政策文件对能耗、炉型控制及产能更新时限要求，对工业硅进行供应格局推演。
不同考察指标间存在的联系包括：单位产品综合能耗和矿热电炉容量存在一定负相关性；在其他条件不变的情况下，炉容量和产能几近正相关。
由于存在部分产能需要同时面对产能置换比例和炉型扩大的限制，其更新阻力较大，因此我们对未来产能更新做出两种假设：1.该部分产能全部退出且不新建产能，2.该部分产能通过地区内合并后，进行产能置换。
结论：就总量而言，在大规模新产能计划投放的支持下，工业硅总产能大概率均将保持增长；就地区生产结构而言，新疆、云南仍保持主要生产地的地位，甘肃、内蒙产能逐步提升，将跻身重要生产地区，四川地区未来产能水平如何则依赖当地硅厂选择退出行业或是合并后做产能置换。
此外，地区生产上限对全国总产能影响较大，关注地区对工业硅产能调控的相关态度。
一、研究背景及意义
2021年9月11日，云南省《关于坚决做好能耗双控有关工作的通知》要求“加强工业硅行业生产管控，确保工业硅企业9-12月份月均产量不高于8月产量的10%”，即要求季度产量直接削减为月度产量的10%，此文件出台前后，工业硅价格迅速走高，突破了【10000，16000】元/吨的历史价格区间的上限，一路急涨至接近70000元/吨。
图1：工业硅现货价走势（元/吨）
数据来源：SMM；紫金天风期货
本轮价格上行的幅度和速度表现出了市场情绪的恐慌，且在2022年光伏装机需求、有机硅需求大幅增长的进一步拉动下，工业硅产能开始大幅扩张，硅价中枢较往年有所上移，落在20000元/吨附近。
图2：工业硅月产量
图3：云南地区工业硅月产量
数据来源：百川盈孚；紫金天风期货
而2022年4季度至今，即便有下游多晶硅产能大批落地的支撑，但工业硅整体需求较22年上半年也渐显疲态，叠加高位库存，工业硅现货价格从2023年初的20000元/吨回归至【12000，16000】元/吨的区间。
工业硅期货上市以来，隐性库存高位、成本底部、仓单压力等逻辑相继交易，能耗双控、产能更新似乎逐步淡出市场的关注点。但今年下半年以来：
2023年6月6日，国家发展改革委等部门关于发布《工业重点领域能效标杆水平和基准水平（2023年版）》（下称，发改产业〔2023〕723号）的通知，工业硅被列入新增工业重点领域节能降碳改造升级范围，其现有产能、新入产能均受能耗限制，且原则上应在2026年底前完成技术改造或淘汰退出。
7月23日，国家发展改革委关于《产业结构调整指导目录（2023年本，征求意见稿）》（下称，征求意见稿）公开征求意见的公告，相较2019年本，征求意见稿中对普通铁合金矿热炉炉型限制进一步收紧，再一次将产能置换拉回视野。
因此就工业硅产业未来发展而言，产能更新对供应端的长期及短期冲击影响仍难以忽视。基于2021年工业硅供应预期收紧引发的价格走势极端的情况，本文将依据发改产业〔2023〕723号的能耗控制及时间界限要求，以及征求意见稿中的炉型限制，对工业硅进行至2026年的供应格局推演，前瞻工业硅产能置换路径，给予市场一定参考，同时为地区能耗双控、产业发展调整相关文件陆续下发后的市场情绪打下预防针，压降在情绪影响下可能出现的价格超预期波动。
二、政策依据
本章我们将简要整理能耗双控相关政策，阐述其在工业硅产业发展中的重要性。此外，我们整理了地区对工业硅产能天花板的限制条款，这也成为后续供应格局变动推演的重要依据之一。
（一）能耗双控政策梳理
能耗双控最早在2015年五中全会中提出，指能源消费强度和总量双控。
其中，能源消费总量是指一定地域内，国民经济各行业和居民家庭在一定时期内消费的各种能源的总和，能源包括一次能源，一次能源通过加工转换产生的二次能源和同时产生的其他产品。
能源消费强度是指一定时期内，一个国家（地区）每生产一个单位的国内（地区）生产总值所消费的能源，以单位GDP能耗衡量：
单位GDP能耗（吨标准煤/万元）=能源消费总量（吨标准煤）/国内（地区）生产总值（万元）
图4：常用能源分类
数据来源：国家统计局；紫金天风期货
为倒逼发展方式转变、加快推进生态文明建设，2021年9月国家发改委印发《完善能源消费强度和总量双控制度方案》，进一步完善能耗双控制度，在全国设定能耗强度降低、能源消费总量目标，并将目标分解到各地区，严格进行考核。
表1：《完善能源消费强度和总量双控制度方案》部分内容
数据来源：发改委；紫金天风期货
同年8月国家发改委发布《上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》也给部分地区能耗双控目标不达标的预警，表明国家层面对完成全年能耗双控目标特别是能耗强度降低目标任务的决心。
图5：2021上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表
数据来源：发改委；紫金天风期货
地区层面，各地政府也陆续出台能耗双控相关举措，主要以限电限产为主要控制路径，其中包括云南地区对工业硅生产企业产出的硬性缩减指标。
表2：部分地区限电限产措施（2021）
数据来源：公开信息；紫金天风期货
而在征求意见稿中，“鼓励绿色技术创新和绿色环保产业发展，推进重点领域节能降碳和绿色转型，坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目发展”的表述，以及发改产业〔2023〕723号中，“强化能效标杆引领作用和基准约束作用，鼓励和引导行业企业立足长远发展，高标准实施节能降碳改造升级”的表述，均指向了能源消费。
因此就工业硅产业而言，能源消费控制是其未来发展的重要导向之一，同时也是本文对未来供应格局推演的重要依据。
（二）地区产能“天花板”
此外，针对地区主要资源利用率、保护环境等方面的问题，云南、新疆地区直接了实行工业硅产能总量限制，尽管两个文件出台时间较早，但考虑到目前尚未有对该天花板数据进行修改的文件出台，因此我们在后续的分析过程中仍将其作为参考的产能上限数据之一。
表3：工业硅新疆、云南地区产能“天花板”
数据来源：地区人民政府网站；紫金天风期货
三、不同指标间的联系
（一）单位产品综合能耗和矿热电炉容量
单位产品综合能耗和矿热电炉容量并非独立指标，而是具有一定相关性。我们将梳理两个指标间的关系，同时阐释使用不同文件的考核指标的合理性。
表4：两个主要文件考量的指标
数据来源：发改委；紫金天风期货
1.单位产品综合能耗
《GB31338—2014》对现有、新建产能和先进值（先进值对标国内或国际同行业能效领先水平，原则上其取值应代表行业前5%左右的能效水平）做出限制：
现有工业硅企业单位产品综合能耗限额限定值应不大于3500kgce/t；
新建工业硅企业单位产品综合能耗限额准入值应不大于2800kgce/t；
工业硅企业单位产品综合能耗限额先进值应不大于2500kgce/t。
而发改产业〔2023〕723号，相当于在《GB31338—2014》的框架下，进一步对不同生产工艺下的工业硅单位产品综合能耗进行分类限制。
表5：工业重点领域能效标杆水平和基准水平（2023版）
数据来源：发改委；紫金天风期货
2.产业结构调整中的矿热电炉容量
产业结构调整目录对矿热电炉容量作出要求，且逐渐收紧现存及矿热电炉容量的限制，从2019年要求淘汰“6300千伏安及以下铁合金矿热电炉”，到2023年征求意见稿中要求淘汰“12500千伏安以下普通铁合金矿热电炉”，同时删除部分地区的限制类放松条款。
表6：产业结构调整指导目录2019年本和2023年征求意见稿对比
数据来源：发改委；紫金天风期货
3.指标间的联系
2023征求意见稿中，“限制类”新增表述中提及“对能效未达到最新版《工业重点领域能效标杆水平和基准水平》中标杆水平的新建项目，参照限制类管理”，出台的文件已经将能耗水平和矿热电炉容量联系起来。
进一步从公式观察，理论上工业硅单位产品综合能耗计算公式应为：
其中：
表7：单位产品综合能耗计算公式项释义
数据来源：《工业硅单位产品能源消耗限额》；紫金天风期货
根据相关文献，当炉容量扩大时，单吨工业硅冶炼电耗、碳材料消耗将降低，且碳利用率将增加，对应到公式（1）中，即可以理解为，当炉容量扩大时，工业硅单位产品综合能耗将有下降。
表8：当炉容量扩大时，单吨工业硅冶炼电耗、碳材料消耗将降低
数据来源：《工业硅生产中的还原剂配比研究》；紫金天风期货
考虑到工业硅生产企业众多，且多数也为老旧产能，大部分硅厂的生产各环节、尤其是辅助生产系统的具体情况难以获得，导致我们无法通过公式准确计算各地区、各硅厂综合耗能，因此我们将从炉型入手，判断炉型淘汰与更新对总产能的影响。
（二）炉容量和产能
在冶炼炉的功率及产能方面，工业硅理论产量计算公式为：
其中：
表9：工业硅理论产量计算公式项释义
数据来源：《不同工业硅炉型对应的产能有多大？》；紫金天风期货
因此根据公式（2），我们认为在其他项不变的情况下，炉容量与产能几近为完全正相关。
四、产能更新路径推演及总结
本章我们梳理了工业硅现有炉型情况，并进行产能更新进度路径讨论及供应变动推演。同时，由于2024年起仍有相当量级的新产能计划投产，因此我们将加入新投产能共同讨论工业硅未来供应格局变化。
（一）工业硅现有炉型分布情况
炉型数量分布方面，我国现有工业硅矿热炉以12.5-16.5mva炉型为主，数量占比达到55%，此外25mva及以上炉数占比达27%。
图6：各地区炉型占全国比重
数据来源：百川盈孚；紫金天风期货
分地区来看，新疆25mva及以上炉数占全国比重达63%，12.5-16.5mva炉数占全国比重达24%；四川16.5-25mva炉数占全国比重达60%，同时地区仍保有部分12.5mva以下炉型，数量占比达28%；云南保有12.5-16.5mva的炉型数量占全国的32%。此外，甘肃、内蒙25mva及以上炉型数量占全国比重分别达到8%、7%。
图7：各地区不同炉型数量占全国的比重
图8：各地区现有不同炉型数量（个）
数据来源：百川盈孚；紫金天风期货
这种炉型分布现状，一方面与工业硅产能进入各地区的时间相关，产能进入时间较早的地区，小产能占比较大；另一方面也与地区主要入驻公司规模有关，如新疆地区有合盛硅业和东方希望两大生产企业，其自身资产水平足以支撑其进行大产能的投入，而四川、云南地区主要为小散企业，其资产规模、现金流规模较小，导致其抗风险能力也相对较弱，最终表现为地区工业硅硅厂较为分散，厂内炉型小、保有炉数少。
由于我国12.5mva及以下的小炉型仍然有一定比重，且12.5mva以下炉子多分布于云南、四川、新疆、内蒙等地，预计当地对工业硅产能管控力度相对其他地区而言将会更强，若地区能耗双控或其他产能限制政策开始下发实施，主产区仍然会受较大影响，进而对全国总供应造成一定冲击。
（二）产能更新情况分类
发改产业〔2023〕723号中提及：“对能效介于标杆水平和基准水平之间的存量项目，鼓励加强绿色低碳工艺技术装备应用，引导企业应改尽改、应提尽提，带动全行业加大节能降碳改造力度，提升整体能效水平。对能效低于基准水平的存量项目，各地要明确改造升级和淘汰时限，制定年度改造和淘汰计划，引导企业有序开展节能降碳技术改造或淘汰退出，在规定时限内将能效改造升级到基准水平以上，对于不能按期改造完毕的项目进行淘汰”，且“原则上应在2026年底前完成技术改造或淘汰退出”。
依据2023年征求意见稿要求，12.5mva以下部分产能需要直接淘汰，2*25mva（总容量5万伏安）以上部分暂不涉及能耗双控改造和淘汰。其中全国12.5mva以下部分炉数79个、产能46万吨，数量占全国比重达11.2%，产能占全国比重达6.6%，主要集中于内蒙、四川和重庆。2*25mva以上部分炉数187个、产能256万吨，数量占全国比重达26.5%、产能占全国比重达36.9%，主要集中于新疆。
图9：12.5mva以下的产能及数量
（万吨、个）
图10：总容量5万伏安以上的产能及数量
（万吨、个）
数据来源：百川盈孚；紫金天风期货
而容量介于12.5mva和2*25mva（总容量5万伏安）及以下部分情况相对复杂，该部分产能若要置换，则硅厂需要同时面对产能置换比例和炉型扩大的限制。其中容量介于12.5mva和2*25mva（总容量5万伏安）及以下部分炉数439个，产能392万吨，数量占全国比重达62.3%，产能占全国比重达56.5%，分地区看，主要集中于云南、新疆。
图11：介于12.5mva和总容量5万伏安及以下部分产能及数量（万吨、个）
数据来源：百川盈孚；紫金天风期货
在产能置换比例（退出产能与建设产能之比）方面，我们参考铁合金产能置换的1.25：1或1.5：1的比例。
炉型限制方面，由于2*25mva及以下产能在征求意见稿中为限制类产能，且有“不得新建”的表述，而能同时满足炉型扩大和产能置换比例两项要求、有可能自身就实现技改的硅厂，产能占比为15%-18%，而剩下的82%-85%或难以被允许继续生产运行，尽管可以选择退出老旧产能、重建新的大炉，但这种路径下，既要考虑重建成本，又要考虑产能指标最终能否下发，推进建设的阻力相对较大。
因此我们将产能更新情况简化为：1.该部分产能全部退出且不新建产能，2.该部分产能通过合并进行产能置换。
此外，由于2024年起仍有相当一部分新产能将投放，因此我们将结合新投产能，并据此看工业硅供应格局将出现怎样的变动。
（三）2023年起已投、计划新投产能梳理
2023年已投放产能基本落至北方地区，其中甘肃、内蒙、宁夏、新疆投放产能占比分别达到30%、20%、17%、29%，合计达到96%。
2024、2025年，西北及内蒙为主要投产地，该部分地区计划投产产能的总和或能占当年计划新投产能的60%以上；西南以在云南地区投放为主，2024、2025年计划投产产能占当年地区计划新投产能的比重19%、32%。
图12：2023-2026年工业硅地区产能投放量
图13：2023-2026年工业硅产能投放占比
数据来源：SMM；百川盈孚；公开信息；紫金天风期货
（四）不同产能更新情况下的未来供应格局推演
1.无法实现内部置换的产能全部退出，且不新建产能
在1.25：1和1.5：1的置换比例下,包括12.5mva以下产能、内部置换减少产能、无法内部置换而淘汰的产能总和，分别为382、400万吨，进一步考虑计划新投产能，最终全国或将分别实现720万吨、703万吨的总产能，两个置换比例下，淘汰产能与最终产能相差不大。
图14：1.25：1置换比例下的产能变化情况
图15：1.5：1置换比例下的产能变化情况
数据来源：SMM；百川盈孚；公开信息；紫金天风期货
从重点地区来看，未来甘肃、内蒙或将取代四川，进入主产区范围。当产能更新完成后，新疆、甘肃、内蒙产能增长显著，增幅将分别达到23%、150%和191%，而四川将有70%的产能减幅，云南产能总量几无变动。
图16：不同置换比例下，产能更新完成情况对比
数据来源：紫金天风期货
但同时需要关注到，新疆地区200万吨产能天花板的限制尚未更改，如果要实现地区内计划产能的全部投放，新疆产能突破天花板的情况或难以避免。若总量限制不放松，则新产能落地速度需要放缓，而新疆地区总产能或也将持续落在200万吨附近，全国总产能也将从预期的700-720万吨减少至620-635万吨的区间内，且620-635万吨将低于当前670万吨的总产能水平。尽管在总量限制下新疆仍然为全国产能最大地区，但未来三年产能占全国比重将从预期的40%降至32%。
表10：不同总量限制情况下，产能更新前后占比情况表
数据来源：紫金天风期货
2.无法实现自身置换的产能，在区域内合并后再做置换
产能合并方面，接受跨市合并，不接受跨省合并。在1.25：1和1.5：1的置换比例下,包括12.5mva以下产能、通过置换而减少的产能总和，分别为129、84万吨，进一步考虑计划新投产能，最终全国或将分别实现974万吨、916万吨的总产能。
图17：1.25：1置换比例下的产能变化情况
图18：1.5：1置换比例下的产能变化情况
数据来源：SMM；百川盈孚；公开信息；紫金天风期货
从重点地区来看，未来产能将重点集中于新疆和云南，同时甘肃、内蒙和四川也为重要生产地区。其中甘肃、内蒙产能有显著增长，两地产能占全国比重分别从5%左右增至10%左右，同时四川地区产能占比将从15%减至9%。
图19：不同置换比例下，产能更新完成情况对比
数据来源：紫金天风期货
但产能置换更新后，新疆300万吨以上、云南190万吨以上的新产能，对地区产能总量限制的挑战更加剧烈。若总量限制仍偏紧，则两地新产能投放进度将大大放缓，在新产能储备丰富的情况下，新疆、云南地区总产能或也将持续落在200、130万吨的上限附近，则全国总产能将从预期的915-975万吨落于740-775万吨的范围内。
表11：不同置换比例下，产能更新完成情况对比
数据来源：紫金天风期货
因此地区产能天花板限制对未来全国工业硅产能的总量、地区生产结构的影响均不可忽视。同时天花板最终能否放松也需将当地税收及就业等因素纳入考虑范围内，因此地区总量限制实际松紧程度存在较大不确定性。
（五）总结
在产能置更新的背景下我们对工业硅未来供应格局做出推演。就总量而言，若地区不设产能上限，在大规模新产能计划投放的支持下，限制类产能无论是直接淘汰还是合并置换，工业硅总产能大概率均将保持增长。就地区生产结构而言，新疆、云南仍保持主要生产地的地位，甘肃、内蒙产能逐步提升，将跻身重要生产地区，四川地区未来产能水平如何则依赖当地硅厂选择退出行业或是合并后做产能置换。
但同时需要关注到，新疆、云南均有产能上限。维持上限不变，新产能整体投放速度将放缓，且未来两地产能水平将贴近最高产能波动，全国产能总量也将出现较预期产能的显著下滑。因此需要关注地区对工业硅产能调控的相关态度。
