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多晶硅生产技术亟待突破

国家相关部门颁布的《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设、引导产业健康发展若干意见的通知》 即“38号文” 中,将多晶硅列为了“高耗能和高污染产品”。由于多晶硅是新能源和电子信息产业的基础材料,事关我国战略性新兴产业的培育与发展,因此,我国多晶硅生产企业加紧了对多晶硅成本以及制造过程中的能耗、副产物的技术改良工作。近日,我国多晶硅企业在降低成本方面又取得新的成绩。据称,有企业已将每公斤成本控制在24美元以内。

随着各个企业对生产技术改良工作的深入,近期“38号文”也出现松动迹象。“10月初,国家发展和改革委员会(以下简称“发改委”)批复了江苏中能30亿元的多晶硅生产线技术改良项目,此前这一项目就因‘38号文’而被暂时搁置。”一位不愿意透露姓名的知情人士坦言,江苏中能将因此项技术改良新增约3000吨产能。

多晶硅生产出现缺口

在“38号文”施行了1年后,处于多晶硅生产链下游的电池及组件产量较去年同期增长超过30%,而多晶硅生产出现缺口。据中国光伏产业联盟提供的数据,我国全年多晶硅产量预计在4万吨左右。预计今年我国对多晶硅需求在7万吨左右,也就是说缺口将近一半。国家海关新近发布的数据显示,我国9月份多晶硅进口4757吨,同比增长90.1%,1月 9月累计进口约3.2万吨。

作为光伏生产全产业链的代表,英利绿色能源负责人坦言:“连我们这种具备最完整产业链的企业都感到产业高热带来的压力,很多中小企业的处境可想而知。”与国内多晶硅生产收紧相比,国际多晶硅7大生产企业却相继宣布了扩产计划。

“此次‘38号文’的松动正是业内所希望的。”洛阳中硅一位负责人表示,“38号文”的松动,不是国家放松了对高能耗、高污染企业的要求,而是允许高品质、低成本的多晶硅项目上马。”多数业内人士认为,国内高品质的多晶硅是稀缺的,之前的多晶硅项目多存在低水平重复建设、技术层次低、单线规模太小、能耗高等问题。此前“38号文”中对于新建多晶硅项目产能规模“必须大于3000吨/年”的规定,不少企业人士认为,“38号文”的制定是针对三氯氢硅还原法 即改良西门子法 的,对于采用新工艺的企业,应该考虑放宽限制。

技术改良寻找突破口

尽管我国对多晶硅的研发已有40多年的历史,但真正形成规模化的产业不过是最近5年的事。事实上,对多晶硅企业而言,高耗能、高污染与高成本共生,如要摘掉“双高”的帽子就必须降低生产成本。

目前,改良西门子法是多晶硅生产的主流技术,其产量占世界总量的85%左右,使用该工艺每生产1千克多晶硅将产生约15千克四氯化硅副产物。如果能选择合理的技术将四氯化硅加以回收并重新转化为生产多晶硅所需的三氯氢硅,就可以一举解决污染问题和单位产品高耗能问题。目前,我国领先的多晶硅企业通过优化还原系统和四氯化硅冷氢化工艺,已经将多晶硅生产的综合电耗控制在150千瓦时/千克以下,远低于“38号文”规定的能耗上限。但其核心技术掌握在美、德、日等7家硅料厂商手中。

除改良西门子法外,业界也在寻求新的工艺路线。硅烷法和冶金法是关注的重点,其能耗远低于改良西门子法。目前,已有多家国内企业开始尝试用新工艺生产光伏用多晶硅。

“考虑到目前冶金法的技术还不太成熟,还不能大规模地运用到工业生产中,同时该技术生产出的多晶硅纯度不高,目前只能达到5N-6N(1N代表1个9,6N意味着99.9999%)的水平,与改良西门子法生产出的多晶硅纯度达到9N 11N也有较大差距。”专家表示,冶金法有明显的缺点,但差距正在一步步缩小。“目前,全部采用冶金法制作的光伏电池效率,已经从原来的13%上升到17%,单晶硅电池效率也从14%上升到近18.5%,衰减现象也大大改善,冶金法多晶硅的光伏性能已经直逼改良西门子法多晶硅。”

据了解,目前改良西门子法生产多晶硅成本为每公斤20美元 50美元,专家认为,冶金法的成本要降到每公斤10美元 25美元才有竞争力,“如果价格能够降下来、质量也能够进一步提高的话,冶金法会有很大的市场潜力。”如果采用冶金法生产多晶硅,产能1000吨左右的多晶硅生产线的投资成本仅相当于改良西门子法的1/3左右。而且冶金法最突出的优势就是能耗低,该技术以廉价的工业硅为原料,采用冶金技术对工业硅进行提纯,工艺路线较短,综合能耗仅为改良西门子法的20%左右。但由于工艺特点所限,冶金法对硅的提纯极限为6N 7N,只能用于太阳能行业。因此,多数业内人士对冶金法提取多晶硅持保留态度。

限制产能不宜一刀切

有业内专家认为,即便“高耗能”不能在短期内完全根除,也不能成为限制产业发展的理由。当前多晶硅每万元产值能耗约为330千瓦时,但多晶硅只是光伏产业的一个环节,在现有技术条件下,我国每万元光伏组件产值能耗 包括多晶硅生产环节 约900千瓦时,而钢铁行业每万元产值能耗约为3900千瓦时,电解铝行业每万元产值能耗约为6000千瓦时。此外,太阳能电池在使用过程中生产的电能远大于其消耗的能源。根据测算,在我国中等光照条件的地区,1兆瓦的太阳能发电系统年发电量约为130万千瓦时,相当于每千克多晶硅每年生产160千瓦时的电能。也就是说,通过光伏发电,多晶硅仅用1年时间就能“赚回”其生产过程中的所有能耗,而光伏发电系统的设计使用寿命通常为25年。

针对“双高”问题,一方面国家应该鼓励多晶硅企业进行技术改造、扩大生产规模、实现闭环生产,从而降低单位产品的能耗和污染物的排放;另一方面要重点支持一些企业和科研机构研发新工艺并迅速实现产业化,使中国企业具备与国际巨头竞争的实力。与此同时,环保部门也要承担起监管的职责。在多晶硅价格上扬时,环保部门更应分清实质:多晶硅生产线重新运转,是通过优化技术还是多晶硅价格已经上升到生产成本之上。如果是前者,相关政府部门应给予支持和鼓励;如果是后者,就必须坚决查处、毫不手软。

作者:未知 点击:237次 [打印] [关闭] [返回顶部]
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