光伏硅料加速擴產(chǎn) 供應格局或?qū)⑸?/b>

　　最近，工信部等三部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于促進光伏產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈協(xié)同發(fā)展的通知》要求，積極穩(wěn)妥有序推進全國光伏市場建設，統(tǒng)籌發(fā)展和安全，優(yōu)化營商環(huán)境，規(guī)范市場秩序?！锻ㄖ穼夥a(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均有具體要求，對行業(yè)健康發(fā)展具有重要指導意義，恰逢其時。

　　中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈齊全 產(chǎn)能和成本優(yōu)勢明顯

　　多晶硅是一種超高純材料，純度為9N~11N，用于集成電路、電子器件和太陽能電池，是世界發(fā)達國家競相重點鼓勵發(fā)展的戰(zhàn)略性材料。全球多晶硅生產(chǎn)主要采用三氯氫硅氫還原法（也稱改良西門子法）和硅烷法生產(chǎn)，前者產(chǎn)量全球占比約95%，后者約占5%。

　　2005年前，全球多晶硅生產(chǎn)由美、日、德三國掌控，對我國實施技術(shù)封鎖和市場壟斷，國內(nèi)20余廠因能耗高、副產(chǎn)物難循環(huán)使用、成本高而停產(chǎn)，全國多晶硅年總產(chǎn)量從未超過100噸，99.5%的需求依賴進口。2005年，中國多晶硅依靠自主研發(fā)，在洛陽建成首條多晶硅產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，突破技術(shù)封鎖，實現(xiàn)了從無到有。隨后歐美技術(shù)和裝備高價進入中國，多晶硅價格一度上漲至每噸超過375萬元，各路資本涌入多晶硅產(chǎn)業(yè)，推動產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。2009年中國多晶硅企業(yè)達到58家，整個光伏產(chǎn)業(yè)也取得長足進展。隨后市場競爭加劇，價格戰(zhàn)頻發(fā)，疊加2011年歐美“雙反”打壓，整個光伏產(chǎn)業(yè)進入寒冬，多晶硅價格斷崖式下跌，大量企業(yè)減產(chǎn)、停產(chǎn)，有些新建多晶硅企業(yè)還未投產(chǎn)就面臨破產(chǎn)，全國僅剩12家企業(yè)艱難維持。直到2016年后，隨著全球光伏安裝量的增加，多晶硅市場得以緩解。

　　回顧發(fā)展歷程，中國光伏全產(chǎn)業(yè)鏈在歐美的輪番打壓中，積極進取，堅持科技創(chuàng)新，多晶硅環(huán)節(jié)先后獲得國家“十一五”和“十二五”科技支撐計劃支持，研發(fā)大型裝備、優(yōu)化工藝條件和運行方案，使項目投資成本、多晶硅生產(chǎn)能耗和綜合成本大幅降低，為中國晶硅光伏發(fā)電成本持續(xù)降低直至平價上網(wǎng)，奠定了良好的基礎。受國際國內(nèi)政策波動影響，自2018年下半年至2020年上半年，多晶硅再次出現(xiàn)階段性過剩，價格一路下跌并持續(xù)徘徊在5~8萬元/噸，最低價還跌破了3萬元/噸。在這樣的背景下，新的投資者寥寥無幾，5年內(nèi)，全行業(yè)只有1家新進入者，2017年該企業(yè)逆勢投資，中國恩菲設計，在新疆建成單線年產(chǎn)5萬噸多晶硅項目，期間還有多家企業(yè)退出或部分放棄多晶硅生產(chǎn)，中國多晶硅產(chǎn)業(yè)在嚴酷的環(huán)境中堅守，除2012年全國多晶硅產(chǎn)量同比略有減少外，其他年份一直穩(wěn)步增加，到2021年全球占比已達到78.8%。

　　2022年上半年，全球多晶硅在產(chǎn)企業(yè)19家，總產(chǎn)能116.7萬噸/年，上半年總產(chǎn)量約44.8萬噸。全球前10多晶硅企業(yè)產(chǎn)能之和為97.4萬噸/年，中國占7家，產(chǎn)能之和為 83.7萬噸/年，占比86%；其他三家分別是德國Wacker、美國Hemlock和韓國OCI，產(chǎn)能之和13.7萬噸/年，占比14%。截至2022年6月30日，中國在產(chǎn)多晶硅企業(yè)13家，上半年產(chǎn)量約36.4萬噸，同比增加53.4%，世界占比81.2%。

　　在中國“2030碳達峰、2060碳中和”重大戰(zhàn)略的引導下，中國能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展迎來重大機遇，新能源、新材料必將扮演極為重要角色，中國晶硅太陽能光伏經(jīng)過多年的艱苦奮斗與積累，產(chǎn)業(yè)鏈齊全、產(chǎn)能和成本優(yōu)勢明顯，已擺脫依賴政府補貼生存、具備主導行業(yè)發(fā)展的基本條件，成為中國實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要支撐。受政策鼓舞，光伏各環(huán)節(jié)加速擴產(chǎn)，中國多晶硅也積極響應，加速擴產(chǎn)，但由于該環(huán)節(jié)受技術(shù)難度大、投資高、項目建設場地受限，條件嚴苛、建設周期長等因素影響，動作相對滯后。

　　2021年，世界多晶硅產(chǎn)量約62.5萬噸，約4萬噸多晶硅用于集成電路芯片，其他全部用于太陽能光伏；中國產(chǎn)量約50.6萬噸，占比近八成，兩家停產(chǎn)企業(yè)重啟多晶硅生產(chǎn)，已有的多晶硅產(chǎn)能能開盡開，仍不能滿足下游快速擴產(chǎn)的需求，當年仍進口多晶硅約12萬噸。受供求關(guān)系影響，多晶硅價格從2020年年初的每噸8萬元上漲到現(xiàn)在的30萬元左右。

　　多晶硅技術(shù)不斷取得進步 企業(yè)產(chǎn)能擴張步伐加快

　　多晶硅生產(chǎn)按原料劃分為三氯氫硅法和硅烷法，兩種方法均可用化學氣相沉積（CVD）爐和流化床反應器（FBR）分別生產(chǎn)棒狀多晶硅和粒狀多晶硅。三氯氫硅法以生產(chǎn)棒狀多晶硅為主，而硅烷法以生產(chǎn)粒狀多晶硅為主。棒狀和粒狀多晶硅兩種料在硅片制造的鑄錠或拉晶過程中配合使用，可增加裝料量，有利于降低硅片制造成本。粒狀硅流動性好，有利于直拉單晶中重復加料或連續(xù)加料。

　　三氯氫硅法主要是利用多晶硅還原爐生產(chǎn)棒狀多晶硅，技術(shù)進展包括還原爐的大型化和沉積工藝的精細設計，提升單爐產(chǎn)量和多晶硅質(zhì)量，持續(xù)降低還原電耗和綜合能耗。國內(nèi)新建多晶硅項目主流還原爐多采用40對棒、45對棒、48對棒及72對棒等爐型，單爐產(chǎn)量可達15~27噸，多晶硅產(chǎn)品以供應單晶硅生產(chǎn)為主，還原直接電耗在40 kWh/kg-Si至46kWh/kg-Si之間，還原爐采用高溫高壓水冷卻（爐筒進水溫度150℃，出水溫度170℃），并將還原爐電耗的75%~82%轉(zhuǎn)化為高溫熱水或閃蒸為低壓蒸汽，送提純或工廠其他環(huán)節(jié)使用。

　　冷氫化技術(shù)已成為處理副產(chǎn)物四氯化硅的主流技術(shù)，單套冷氫化裝置年產(chǎn)能有12.5、20、25、26萬噸，已實現(xiàn)穩(wěn)定運行；新建工廠也有選用單套年產(chǎn)能28、35萬噸冷氫化裝置，正在等待運行考核。

　　多晶硅生產(chǎn)副產(chǎn)物回收與綜合利用進一步完善，副產(chǎn)物二氯二氫硅與四氯化硅在催化劑作用下，反歧化生成三氯氫硅，經(jīng)提純后返回系統(tǒng)使用，該反應條件溫和，能耗低，成本低。也有企業(yè)將多晶硅副產(chǎn)物中其他高沸組份分離提純，用于生產(chǎn)集成電路用電子氣體或?qū)⒏叻形锎呋呀?，制備成多晶硅原料，返回系統(tǒng)循環(huán)使用。以上技術(shù)的應用，大幅降低了多晶硅生產(chǎn)中的原料消耗。

　　我國現(xiàn)階段新建的多晶硅工廠單線產(chǎn)能多集中在3~5萬噸/年，單線年產(chǎn)5萬噸多晶硅已成為新的經(jīng)濟規(guī)模。新建設的多晶硅工廠多采用模擬仿真和數(shù)字化，包括多晶硅生產(chǎn)智能管控、智慧決策、三維孿生工廠和遠程管控等環(huán)節(jié)。三氯氫硅法生產(chǎn)的多晶硅質(zhì)量可滿足高效太陽能電池發(fā)展需求，發(fā)展趨勢是在滿足安全、環(huán)保要求的條件下，技術(shù)發(fā)展主流是更大型設備、系統(tǒng)集成化、更小的占地面積、更低的能耗、更高質(zhì)量、更高的產(chǎn)率和更低成本，綜合電耗介于57kWh/kg-Si到65kWh/kg-Si。

　　硅烷法已有幾十年的歷史，現(xiàn)存留的硅烷工藝，都是以三氯氫硅為原料，采用岐化法得到硅烷，副產(chǎn)品四氯化硅通過冷氫化技術(shù)再轉(zhuǎn)變?yōu)槿葰涔璺祷叵到y(tǒng)，硅烷制備工藝成熟、穩(wěn)定，經(jīng)過精餾提純，可以制得高純度的硅烷。2021年顆粒硅總產(chǎn)量約占世界多晶硅份額的3.5%，2022年上半年顆粒硅產(chǎn)量約2萬噸，占比約4.5%。業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注硅烷法的安全、質(zhì)量、硅耗、能耗和成本等要素。行業(yè)專家預計，未來硅烷流化床顆粒硅與三氯氫硅法棒狀硅仍將長期共存、互為補充。

　　兩年來，國家“雙碳”戰(zhàn)略的深入人心，讓晶硅太陽能光伏產(chǎn)業(yè)迎來良好發(fā)展局面。中國光伏各環(huán)節(jié)大幅擴產(chǎn)，尤其以多晶硅下游的硅片環(huán)節(jié)擴產(chǎn)最快，預計到2022年年底硅片總產(chǎn)能有望達到580GW。多晶硅環(huán)節(jié)，境外韓國OCI馬來西亞工廠通過技改突破瓶頸，2022年第二季度增加產(chǎn)能0.5萬噸；REC顆粒硅工廠檢修，側(cè)重于流化床改造和增添分析檢測設備等，總投資1.5億美元，預計2023年第四季度形成產(chǎn)能。目前，境外多晶硅有效總產(chǎn)能17.2萬噸。

　　新建多晶硅廠全部集中在中國，根據(jù)項目進度測算，預計2022年年底，中國多晶硅總產(chǎn)能112.1萬噸/年，占全球129.3萬噸/年的86.7%，從中看出，多晶硅生產(chǎn)及應用重心在中國。中國多晶硅生產(chǎn)重點區(qū)域在新疆、內(nèi)蒙、青海、寧夏、甘肅和云南，各企業(yè)一期產(chǎn)能多在2023年投產(chǎn)，新增總產(chǎn)能約181萬噸/年，全部21家企業(yè)規(guī)劃新增多晶硅產(chǎn)能約412萬噸。

　　初步預計，2023年硅料供應量合計將達到156萬噸，折合光伏產(chǎn)量超過500GW。在硅料供需平衡后，帶來的影響將是多晶硅價格的回落。

　　光伏全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展 持續(xù)保持全球競爭優(yōu)勢

　　中國光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯，全產(chǎn)業(yè)鏈多晶硅、硅片、電池片、組件等每個環(huán)節(jié)的產(chǎn)能全球占比超過75%，每個環(huán)節(jié)的技術(shù)與裝備能力配套完善，包括成套技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化工藝包、裝備制造、原材料供應、工程建設與施工能力等。硅料環(huán)節(jié)，中國擁有良好產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎，技術(shù)已全覆蓋，包括三氯氫硅法（改良西門子法）和硅烷流化床法，都有規(guī)模化生產(chǎn)線；三氯氫硅法更為成熟穩(wěn)定，已實現(xiàn)單線產(chǎn)能5萬噸/年多晶硅大規(guī)?；a(chǎn)，為世界產(chǎn)能最大的產(chǎn)線，多晶硅單線產(chǎn)能、投資與生產(chǎn)成本和能耗水平具有明顯的競爭優(yōu)勢。中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈圍繞著高轉(zhuǎn)化率、長壽命、低成本等目標，奮力攻關(guān)，爭先恐后，有著持續(xù)提技術(shù)、降成本、求生存的強烈愿望。此外，中國光伏行業(yè)標準不斷完善，初步形成中國的標準體系兼顧國際SEMI標準，涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期，并且在不斷完善與更新，中國光伏行業(yè)在國際SEMI標準中也發(fā)揮著重要的主導作用。

　　盡管如此，我們?nèi)砸逍训卣J識到，國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)仍存在科技研發(fā)能力薄弱，基礎研究欠缺，人員流動頻繁，存在安全生產(chǎn)隱患等問題。為此，若保持國內(nèi)光伏行業(yè)的競爭優(yōu)勢，應做到如下幾點：

　　首先，做好頂層設計與長期規(guī)劃。按中國“雙碳”戰(zhàn)略目標，設置到2060年中國多晶硅及光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，包括產(chǎn)能、技術(shù)、成本與實施路徑，避免“一哄而上，一哄而下”盲目發(fā)展，減少國家損失。

　　其次，強化科技創(chuàng)新。營造尊重知識產(chǎn)權(quán)氛圍，利用硅基材料制備技術(shù)國家工程研究中心和光伏科技研發(fā)平臺，繼續(xù)實施技術(shù)與裝備能力提升，多路徑技術(shù)研發(fā)，為高質(zhì)量發(fā)展提供保障。

　　再次，強化多晶硅安全與環(huán)保措施。隨著多晶硅規(guī)模的擴大，多晶硅單線能力達到5萬噸/年、單個多晶硅工廠規(guī)劃生產(chǎn)能力達到30萬噸/年，甚至更大，多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)存儲輸送的易燃易爆物料量大幅提升，大量的易燃易爆危險品構(gòu)成重大危險源，需要有嚴格管控措施，保障產(chǎn)業(yè)安全。

　　最后，強化政策保障與規(guī)劃落實。有序推進光伏全產(chǎn)業(yè)鏈市場建設，杜絕市場繁榮時，出現(xiàn)太多的重復建設。(硅基材料制備技術(shù)國家工程研究中心主任 嚴大洲)

　　轉(zhuǎn)自：中國電子報

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