最近幾天,工信部等三部門聯合發布的《關于促進光伏產業鏈供應鏈協同發展的通知》要求,積極穩妥有序推進全國光伏市場建設,統籌發展和安全,優化營商環境,規范市場秩序《通知》對光伏產業鏈各環節都有具體要求,對行業健康發展具有重要指導意義,非常及時
中國光伏產業鏈完整,產能和成本優勢明顯。
多晶硅是一種純度為9N~11N的超高純材料,用于集成電路,電子器件和太陽能電池是世界發達國家競相關注和鼓勵發展的戰略物資全球多晶硅生產主要采用三氯氫硅還原法和硅烷法,前者約占95%,后者約占5%
2005年以前,全球多晶硅生產由美國,日本,德國控制,對中國實行技術封鎖和市場壟斷國內20多家工廠因能耗高,副產品回收難,成本高而停產中國多晶硅年產量從未超過100噸,99.5%的需求依賴進口2005年,我國多晶硅行業依靠自主研發,在洛陽建成了第一條多晶硅產業化生產線,突破了技術封鎖,實現了從無到有隨后歐美技術設備高價進入中國,多晶硅價格一度漲到每噸375萬元以上各種資本涌入多晶硅行業,推動了行業的快速發展2009年,中國有58家多晶硅企業,整個光伏行業也取得了長足的進步隨后市場競爭加劇,價格戰頻發,疊加2011年歐美雙反打壓整個光伏行業進入寒冬,多晶硅價格斷崖式下跌大量企業減產停產,一些新建多晶硅企業還沒投產就面臨倒閉全國只有12家企業在苦苦維持直到2016年以后,伴隨著全球光伏裝機量的增加,多晶硅市場才得到緩解
回顧發展歷程,中國整個光伏產業鏈在歐美的壓力下,積極進取,堅持科技創新多晶硅環節先后得到國家十一五和十二五規劃的支持,大型設備的研發和工藝條件,運行方案的優化,大幅降低了項目投資成本,多晶硅生產能耗和綜合成本,為我國晶體硅光伏發電成本持續降低直至以可承受的價格并網奠定了良好的基礎受國際國內政策波動影響,2018年下半年至2020年上半年,多晶硅再次出現階段性過剩,價格一路下跌并徘徊在5—8萬元/噸,最低跌破3萬元/噸在這種背景下,新增投資者很少五年之內,整個行業只有一個新進入者2017年,這家企業逆勢投資,中國恩飛在新疆設計建設年產5萬噸單線多晶硅項目在此期間,許多企業退出或部分放棄多晶硅生產中國多晶硅行業在惡劣的環境中堅持下來除2012年多晶硅產量略有下降外,其他年份一直穩步增長到2021年,全球份額已經達到70%
2022年上半年,全球多晶硅生產企業19家,總產能116.7萬噸/年,2022年上半年總產量約44.8萬噸全球前10家多晶硅企業總產能為97.4萬噸/年,中國有7家,總產能為83.7萬噸/年,占比86%,另外三家公司分別是德國的瓦克,美國的鐵杉和南韓的OCI,合計產能為13.7萬噸/年,占14%截至2022年6月30日,我國多晶硅企業13家,上半年產量約36.4萬噸,同比增長53.4%,占全球的81.2%
在中國2030年二氧化碳排放峰值,2060年碳中和的重大戰略指引下,中國能源轉型和經濟高質量發展將迎來重大機遇,新能源和新材料必將發揮極其重要的作用經過多年的艱苦奮斗和積累,我國晶體硅太陽能光伏產業鏈完整,產能和成本優勢明顯,擺脫了依靠政府補貼生存和主導產業發展的基本條件,成為我國實現二氧化碳排放峰值碳中和的重要支撐在政策的鼓勵下,光伏行業各個環節都加速擴產,中國多晶硅行業也積極響應,加速擴產但由于技術難度大,投資高,項目建設場地有限,條件苛刻,建設周期長等因素,這一環節已經滯后
2021年世界多晶硅產量約62.5萬噸,其中約4萬噸用于集成電路芯片,其余全部用于太陽能光伏,中國產量約50.6萬噸,占比近80%兩家停產企業重啟多晶硅生產,現有多晶硅產能可以全部打開,仍不能滿足下游快速擴張的需求當年仍進口多晶硅約12萬噸受供需影響,多晶硅價格從2020年初的每噸8萬元漲到現在的30萬元左右
多晶硅技術不斷進步,企業產能擴張步伐加快。
多晶硅生產按原料可分為三氯氫硅法和硅烷法這兩種方法都可以分別用化學氣相沉積爐和流化床反應器生產棒狀多晶硅和粒狀多晶硅三氯氫硅法主要生產棒狀多晶硅,硅烷法主要生產粒狀多晶硅和棒狀多晶硅一起用于硅片制造中的鑄錠或拉晶過程中,可以增加裝載量,降低硅片制造成本粒狀硅具有良好的流動性,有利于直拉單晶中的重復或連續加料
三氯氫硅法主要利用多晶硅還原爐生產棒狀多晶硅技術進步包括還原爐的大型化和沉積工藝的精細化設計,可以提高單爐產量和多晶硅質量,不斷降低還原電耗和綜合能耗國內新建多晶硅項目主流還原爐多采用40對棒,45對棒,48對棒,72對棒,單爐產量可達15~27噸多晶硅產品主要供應單晶硅,直接還原電耗在40k wh/kg—Si—46k wh/kg—Si之間
冷氫化技術已成為處理副產物四氯化硅的主流技術單臺冷加氫裝置年產量分別為12.5萬,2025萬,26萬噸,實現了穩定運行新建工廠還有單套年產28萬噸和35萬噸的冷加氫裝置,正在等待運行考核
多晶硅生產副產物的回收和綜合利用進一步提高在催化劑的作用下,副產物二氯二氫硅和四氯化硅歧化成三氯氫硅,三氯氫硅經提純后返回系統使用該反應條件溫和,能耗低,成本低一些企業還分離提純多晶硅副產物中的其他高沸物成分,用于生產集成電路用電子氣體,或催化裂解高沸物制備多晶硅原料,返回系統循環使用上述技術的應用大大降低了多晶硅生產的原材料消耗
目前我國新建多晶硅工廠的單線產能大多集中在3 ~ 5萬噸/年,單線年產5萬噸多晶硅已經成為新的經濟規模新建多晶硅工廠多采用模擬化,數字化,包括多晶硅生產智能控制,智能決策,三維雙廠,遠程控制三氯氫硅法生產的多晶硅質量能夠滿足高效太陽能電池的發展要求發展趨勢是在滿足安全環保要求的情況下,技術發展的主流是設備更大,系統集成,占地面積更小,能耗更低,質量更高,產量更高,成本更低綜合電耗從57千瓦時/千克硅到65千瓦時/千克硅不等
硅烷法已經有幾十年的歷史了現有的硅烷工藝都是以三氯氫硅為原料,通過分叉法獲得硅烷副產物四氯化硅通過冷氫化技術轉化為三氯氫硅,返回系統硅烷制備工藝成熟穩定,通過精餾提純可以制備高純度的硅烷2021年顆粒硅總產量約占世界多晶硅的3.5%,2022年上半年顆粒硅產量約2萬噸,約占4.5%硅烷工藝的安全,質量,硅耗,能耗和成本是業界廣泛關注的問題業內專家預測,未來硅烷流化床顆粒硅和三氯氫硅棒硅將長期共存,相輔相成
近兩年來,國家雙碳戰略深入人心,晶體硅太陽能光伏產業迎來良好發展態勢中國的光伏生產在各個環節都得到了極大的拓展,尤其是多晶硅下游的硅片環節預計2022年底硅片總產能有望達到580GW在多晶硅環節,海外OCI馬來西亞工廠通過技術改造突破瓶頸,2022年第二季度產能增加0.5千噸,REC顆粒硅工廠大修,重點是流化床改造和增加分析測試設備,總投資1.5億美元,預計2023年第四季度形成產能目前海外多晶硅有效總產能為17.2萬噸
所有新建的多晶硅工廠都集中在中國根據項目進度,預計到2022年底,中國多晶硅總產能為112.1萬噸/年,占世界129.3萬噸/年的86.7%可見多晶硅生產和應用的重心在中國中國多晶硅生產的重點地區是新疆,內蒙古,青海,寧夏,甘肅和云南各企業一期產能大部分將于2023年投產,新增總產能約181萬噸/年21家企業均計劃新增多晶硅產能約412萬噸
預計2023年硅材料總供應量將達到156萬噸,相當于500GW以上的光伏產量硅料供需平衡后,影響將是多晶硅價格下跌
整個光伏產業鏈協調發展,保持全球競爭優勢。
中國光伏產業優勢明顯全球多晶硅,硅片,電池,組件全產業鏈產能占比超過75%各環節技術裝備能力完備,包括成套技術和工業工藝包,裝備制造,原材料供應,工程建設和施工能力等在硅領域,中國有很好的工業技術基礎,技術已經全覆蓋,包括三氯氫硅法,硅烷流化床法,都有大型生產線,三氯氫硅法更為成熟穩定,已實現單線產能5萬噸/年的多晶硅規?;a,是世界上最大的生產線多晶硅的單線產能,投資和生產成本,能耗水平具有明顯的競爭優勢圍繞高轉換率,長壽命,低成本的目標,中國光伏產業鏈正在奮力攻關,爭先恐后,有著不斷提高技術,降低成本,求生存的強烈愿望此外,我國光伏產業標準不斷完善,我國標準體系初步形成,兼顧國際SEMI標準,覆蓋全產業鏈,全生命周期,并在不斷完善和更新中國光伏產業在國際SEMI標準中也發揮著重要的引領作用
盡管如此,我們仍要清醒地看到,國內光伏產業仍存在一些問題,如R&D能力不強,基礎研究不足,人員流動頻繁,安全生產存在隱患等。因此,要保持國內光伏產業的競爭優勢,應做到以下幾點:
一是做好頂層設計和長遠規劃根據我國雙碳戰略目標,制定我國多晶硅和光伏產業到2060年的發展規劃,包括產能,技術,成本和實施路徑,避免一哄而上,一哄而下的盲目發展,減少國家損失
其次,加強科技創新尊重知識產權氛圍,利用硅基材料制備技術國家工程研究中心和光伏技術研發平臺,持續提升技術裝備能力,多路徑技術研發,為高質量發展提供保障
第三,加強多晶硅安全和環保措施伴隨著多晶硅規模的擴大,多晶硅的單線產能已經達到5萬噸/年,單個多晶硅廠的規劃產能已經達到30萬噸/年,甚至更多多晶硅生產系統中儲存和運輸的易燃易爆物品數量大大增加,大量易燃易爆危險品構成重大危險源,需要采取嚴格的控制措施確保工業安全
最后,加強政策保障和規劃實施在推進光伏產業鏈有序市場建設,杜絕市場繁榮的時候,會出現過多的重復建設
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