在双碳目标与光伏降本增效的共同推动下,碳碳热场正加速替代传统石墨热场,政策与监管环境通过引导硅片产能扩张、鼓励技术迭代,为行业发展提供了持续动力,同时补贴退坡与产能过剩风险也可能传导至上游热场需求。

碳碳热场是光伏拉晶环节单晶炉内坩埚、导流筒、保温筒等一系列部件的总称。在2016年以前,热场主要材料是石墨,此后随着金博、超码等企业突破低成本生产碳基复材技术,碳碳热场凭借更优的性能逐渐成为主流。从材料对比看,碳基复合材料的抗折强度不低于150MPa,而等静压石墨仅为38-60MPa;碳基材料导热系数低于30W/(m·K),隔热性优于石墨的80-140W/(m·K);密度方面碳基材料为1.6g/cm³,也轻于石墨的1.8g/cm³。这些特性契合大硅片趋势下对承重、隔热和轻量化的更高要求,符合光伏产业降本增效的政策导向。

政策驱动与需求传导

双碳目标推动光伏装机持续扩张,带动硅片产能建设,进而传导至单晶炉及热场需求。热场需求的测算逻辑与金刚线等硅片耗材一致:先计算硅片新增与存量产能,再对应折算单晶炉数量及热场需求。以申万宏源研究的预测数据为参考,我国硅片产能从2020年的240GW预计增至2022年的569GW,单GW所需单晶炉为80个,由此带动碳纤维需求从2020年的3000吨预计增长至2022年的9092.16吨。

碳碳热场对碳纤维价格敏感度较低,原因在于其替代逻辑是纵向替代石墨、横向替代海外供应商。碳基热场使用的碳纤维大多来自海外,国内企业为应对碳纤维短缺,选中了包括中复神鹰在内的3家企业进行替代,因此在国产渗透完成前,国内碳纤维厂商的价格压力相对较小。

行业格局与监管影响

从供给端看,头部热场企业均具备预制体自制能力,赚取产业链两个环节的利润。金博股份的预制体技术具备领先性,其碳纤维成网技术、布网复合针刺技术、自动送料针刺技术均为特有技术,其中自动送料针刺技术使生产效率提高2倍以上。隆基股份作为硅片龙头也拥有热场产能,主要是一体化自供,用于平衡供应链。

政策风险方面,光伏补贴退坡、产能过剩等因素可能影响硅片扩产节奏,进而传导至上游热场需求。此外,随着国产替代渗透逐步完成,碳碳热场对碳纤维价格的敏感度可能逐步显现。

常见问题

碳碳热场相比石墨热场有哪些核心优势?

碳基复合材料在抗折强度、隔热性能、密度等方面均优于等静压石墨,且制备工艺类似“3D打印”,从预制体沉积成型,而石墨热场需从整块石墨中机加工挖出,材料损耗大。随着部件体积变大,碳碳热场在成本上的边际变动更小。

碳碳热场的需求如何测算?

主要分为新增和存量两部分:新增硅片产能对应新建单晶炉的热场需求,存量单晶炉则对应热场部件的替换需求。以预测数据为例,2022年新增硅片产能195GW对应15600个单晶炉,存量单晶炉29920个,合计碳碳复材总需求预计为11365.2吨。

热场企业还有哪些延伸方向?

由于碳基热场的本质是把碳纤维制成部件,这一工艺能力可横向延伸至储氢瓶、碳陶制动盘、碳纸(燃料电池气体扩散层)等领域。这些业务与预制体工艺相通,成为热场公司的第二增长曲线。