中國電子材料行業協會經技部主任、多晶硅產業技術創新聯盟秘書長魯瑾
發展多晶硅產業是國內業者所肩負的重要使命。我國半導體產業、光伏產業發展甚至國防軍工業的發展都離不開我國自有的多晶硅產業。太陽能光伏產業是戰略性新興產業的重要組成部分,也是實現我國能源結構轉型、應對氣候變化、完成減排目標的重要保證。多晶硅作為太陽能光伏發電的基礎原材料,其產業的健康發展具有重要的戰略意義,美國、日本等發達國家都將其作為重要的戰略物資。正是我國多晶硅產業迅速的發展壯大,才支撐著我國太陽能電池的產量連續五年位列世界第一。當今,國外市場需求增長的放緩、國內外市場競爭的加劇以及產業內部的深層次矛盾,使我國多晶硅產業又一次站在了機遇和挑戰的關口。我國多晶硅產業迫切需要完善產業結構,推動產業配套,在規模與成本上提升核心競爭力。
產量已占全球35%
我國的多晶硅產量已占全球的35%左右,2012年年末我國多晶硅產能將達到20萬噸。
2011年,一方面受歐債危機的影響,光伏產品的主要市場———歐洲各國大幅度削減政策補貼,從而使光伏產業受到了很大沖擊;另一方面,2010~2011年上半年間,光伏產業的投入反而不斷加大,產能大幅度擴大,使得全球太陽能電池產品庫存壓力凸顯。光伏行業進入新一輪的調整期,國內多晶硅產業也深受此影響。
2011年隨著多晶硅企業新建和擴產產能的釋放,全球多晶硅產量繼續不斷增長。2011年,全球總產量達到24萬噸,同比2010年增長了30%,預計2012年仍將有30%左右的增長。全球范圍內,多晶硅市場供需基本平衡或供略大于求。在光伏行業發展的驅動下,我國國內對多晶硅的需求量也在逐年增長。從2008年的16544噸消耗量,增加到2011年的146131噸。
根據中國電子材料行業協會最新調查統計,2011年國內多晶硅產量達到82768噸,同比2010年45021噸增長84%。產業依舊保持快速增長的勢頭,2006~2011年我國多晶硅產量翻了數番,年均增長超過100%。2011全年銷售額超過230億元,與2010年基本持平;就業總人數超過1.5萬人,其中技術人員超過5000人。截至2011年年底,我國已建多晶硅生產線的總產能達到14.8萬噸,預計到2012年年末我國多晶硅產能將達到20萬噸。我國的多晶硅產量已占全球的35%左右,已成為繼美、德之后的全球多晶硅生產大國。
近幾年國內多晶硅生產企業取得了快速的發展,已經打破了國際多晶硅生產格局。我國部分企業,如江蘇中能、賽維LDK、洛陽中硅和重慶大全等企業,產能規模已躋身世界前列。江蘇中能以全年產量接近3萬噸、產能4.6萬噸成為全球第三大多晶硅生產企業,其多晶硅產量占國內總產量的36%。賽維LDK年產量也已超過萬噸。
大規模生產體系已形成
在生產實踐中積累,已突破并掌握了改良西門子法規模化生產關鍵技術。
我國多晶硅產業化技術不斷提升。近幾年來,我國多晶硅產業在產能產量規模年年翻番的基礎上,企業通過自主研發、引進國外先進技術并消化吸收等方式,在生產實踐中積累,已突破并掌握了改良西門子法規模化生產關鍵技術,多晶硅大規模產業化生產體系已經形成。
工業和信息化部《太陽能光伏產業“十二五”發展規劃》報告中指出,“十一五”期間,我國光伏產業節能減排取得顯著成效,副產物綜合利用水平穩步提高,資源利用率整體取得大幅提升。根據中國電子材料行業協會最新統計,國內多晶硅企業的平均綜合電耗已由2006年的每生產1公斤多晶硅消耗300~350千瓦時,下降為2011年的80~150千瓦時,部分技術先進企業甚至已低于80千瓦時。而多晶硅直接生產成本,也由最初的70美元/公斤降至目前的25~40美元/公斤左右,少數多晶硅企業的生產成本已降至20美元/公斤,達到國際先進水平。而且大部分企業仍在優化工藝,以期進一步降低生產能耗和成本。規劃中對于我國多晶硅產業在“十一五”期間的發展給予了充分的肯定,將高純多晶硅列為“十二五”發展重點,并指出“支持骨干企業做優做強,到2015年多晶硅領先企業達到5萬噸級,骨干企業達到萬噸級水平”,“多晶硅生產實現產業規模、產品質量和環保水平的同步提高,到2015年平均綜合電耗低于120千瓦時/公斤”。
污染問題得到有效解決
多晶硅的環保問題并不存在技術瓶頸,“污染源”單純、易處理、易防控。
多晶硅生產本身單位電耗較高,但同時也具有高技術含量、高附加值、高產值的特點,而且其能源消費結構比較單一(主要為電力),其單位產值的綜合能耗與其他行業相比并不太高。目前行業主流能耗達到80~150千瓦時/公斤多晶硅,多晶硅生產每單位工業增加值的耗能在0.6~1噸標準煤的水平,與全國單位工業增加值能耗平均水平(1.92噸標準煤/萬元,2010年)相比并不高,是典型的高效節能產品。節能降耗技術得到國內企業一致關注,是降低生產成本的關鍵。目前相關技術仍在不斷研發,有望能進一步降低能耗電耗。而整個光伏產業鏈的萬元工業產值能耗則更低。
另外,從“能源再生比”的概念測算,從生產工業硅到做成太陽能組件,以目前的工藝水平,每公斤硅共耗電小于250千瓦時(含多晶硅生產、單晶拉制/鑄錠、切片、電池片制造、組件封裝等環節),而每千瓦太陽能電池需多晶硅原材料7公斤。根據我國太陽能資源分布情況保守計算,以每瓦太陽能電池每年可發電1.5千瓦時左右,太陽能電池的使用年限20年,可以計算出硅太陽能電池的能源再生比為:1.5×20×1000/(250×7)≈17。也就是說,在制造硅太陽能電池(從工業硅至電池組)的全過程中消耗的全部電能,在它使用2年左右的時間內可被收回。因此,多晶硅產業不是高能耗產業。
多晶硅生產的環保問題也是國內多晶硅企業和社會各界所重點關注的問題。改良西門子法多晶硅生產在工藝過程中(如氯硅烷合成、還原、氫化等),將伴隨產生大量氫氣、氯化氫、三氯氫硅和四氯化硅等,其中主要的副產物是四氯化硅、氯化氫、氫氣以及高低沸點物。應該說,從技術上來看,多晶硅的環保問題并不存在技術瓶頸,相對于其他化工企業,多晶硅的“污染源”單純、易處理、易防控。目前從我國多晶硅產業狀況來看,多晶硅生產副產物利用已成為多晶硅規模化生產的一個重要環節。副產物四氯化硅處理方式有多種,其出路或綜合利用的效果直接關系到多晶硅生產的經濟效益、能耗物耗及環保,甚至關系到多晶硅生產線的正常運行。
對于四氯化硅的循環再利用,國內企業目前布局比較適用的是采取氫化處理方式,將其轉化為三氯氫硅再利用,既解決了排放問題,又可以提高多晶硅的產出。目前國內已經投產的多晶硅企業大部分已經解決了全物料循環和清潔生產問題;有的正在技術改造升級過程中,主要通過外銷、綜合利用和無公害處理等方式加以處理,不再有任意排放的現象。多晶硅生產中所產生的高低沸點物等較難回收的副產物,目前國內多數企業采用淋洗、堿中和等方式處理,部分企業也已投入了歧化處理、白炭黑制備等設備進行處理。有效、合理地處理多晶硅的副產物,不僅是減排環保的要求,也有利于提高企業綜合經濟效益。因此,多晶硅生產造成污染的問題也已得到解決。
低價進口產品沖擊國內市場
韓美等多晶硅大廠不斷加大向中國市場的低價產品傾銷力度。
2011年全球光伏市場跌宕起伏,多晶硅產品市場價格也是一路下滑,從年初的80美元/公斤降至目前的30美元/公斤,下降幅度達到60%。這固然有國內多晶硅企業技術水平提升、成本降低、產能釋放、下游需求縮減的原因,更為重要的原因則是多晶硅產品市場是全球化的市場,國外企業利用其規模大、成本低、價格低廉的優勢,吸引國內下游廠家,并通過長期合同和高額違約金捆綁下游企業規避風險。目前國內大部分多晶硅企業無論在技術水平、產業規模、創新能力上,還是在資金支持力度、政府支撐扶持力度上,同世界大公司都有很大的差距,競爭力處于明顯弱勢。
就國內市場來看,國內多晶硅的實際產量仍然遠小于需求量,但大量進口產品激增擠壓國內市場,尤其是韓美等多晶硅大廠不斷加大向中國市場的低價產品傾銷力度。根據海關統計數據,2011年我國進口多晶硅6.46萬噸,同比上升36%;進口額為38億美元,同比上升42%。尤其是韓國從2011年4月超過美國成為我國最大多晶硅進口國,出口量占到了我國多晶硅總進口的32.2%。為了爭奪中國市場,OCI的長單價出口價比國內均價便宜3萬~8萬元/噸,現貨價便宜5萬~10萬元/噸,對我國多晶硅市場的沖擊尤為明顯。
我國有多晶硅生產企業近四十家,大部分企業年生產能力為1000~3000噸,甚至還有千噸級以下年生產規模的企業。有的企業投產時間不長,技術消化吸收有待進一步完善。2009年以前投建的生產線相對投資成本高,設備能耗高,因而企業綜合產品成本相對高。目前多晶硅市場價格為30美元/公斤,已經低于很多國內多晶硅企業生產成本,而在產品價格下跌過程中,大型企業的生存能力強,市場反而向龍頭企業集中。國內已有大量多晶硅企業被迫停產減產,尤其是去年第四季度以來國內企業的產能利用率快速下降,庫存激增,很多企業已面臨較大的生存威脅。
發展多晶硅產業是國內業者所肩負的重要使命。我國半導體產業、光伏產業發展甚至國防軍工業的發展都離不開我國自有的多晶硅產業。太陽能光伏產業是戰略性新興產業的重要組成部分,也是實現我國能源結構轉型、應對氣候變化、完成減排目標的重要保證。多晶硅作為太陽能光伏發電的基礎原材料,其產業的健康發展具有重要的戰略意義,美國、日本等發達國家都將其作為重要的戰略物資。正是我國多晶硅產業迅速的發展壯大,才支撐著我國太陽能電池的產量連續五年位列世界第一。當今,國外市場需求增長的放緩、國內外市場競爭的加劇以及產業內部的深層次矛盾,使我國多晶硅產業又一次站在了機遇和挑戰的關口。我國多晶硅產業迫切需要完善產業結構,推動產業配套,在規模與成本上提升核心競爭力。
產量已占全球35%
我國的多晶硅產量已占全球的35%左右,2012年年末我國多晶硅產能將達到20萬噸。
2011年,一方面受歐債危機的影響,光伏產品的主要市場———歐洲各國大幅度削減政策補貼,從而使光伏產業受到了很大沖擊;另一方面,2010~2011年上半年間,光伏產業的投入反而不斷加大,產能大幅度擴大,使得全球太陽能電池產品庫存壓力凸顯。光伏行業進入新一輪的調整期,國內多晶硅產業也深受此影響。
2011年隨著多晶硅企業新建和擴產產能的釋放,全球多晶硅產量繼續不斷增長。2011年,全球總產量達到24萬噸,同比2010年增長了30%,預計2012年仍將有30%左右的增長。全球范圍內,多晶硅市場供需基本平衡或供略大于求。在光伏行業發展的驅動下,我國國內對多晶硅的需求量也在逐年增長。從2008年的16544噸消耗量,增加到2011年的146131噸。
根據中國電子材料行業協會最新調查統計,2011年國內多晶硅產量達到82768噸,同比2010年45021噸增長84%。產業依舊保持快速增長的勢頭,2006~2011年我國多晶硅產量翻了數番,年均增長超過100%。2011全年銷售額超過230億元,與2010年基本持平;就業總人數超過1.5萬人,其中技術人員超過5000人。截至2011年年底,我國已建多晶硅生產線的總產能達到14.8萬噸,預計到2012年年末我國多晶硅產能將達到20萬噸。我國的多晶硅產量已占全球的35%左右,已成為繼美、德之后的全球多晶硅生產大國。
近幾年國內多晶硅生產企業取得了快速的發展,已經打破了國際多晶硅生產格局。我國部分企業,如江蘇中能、賽維LDK、洛陽中硅和重慶大全等企業,產能規模已躋身世界前列。江蘇中能以全年產量接近3萬噸、產能4.6萬噸成為全球第三大多晶硅生產企業,其多晶硅產量占國內總產量的36%。賽維LDK年產量也已超過萬噸。
大規模生產體系已形成
在生產實踐中積累,已突破并掌握了改良西門子法規模化生產關鍵技術。
我國多晶硅產業化技術不斷提升。近幾年來,我國多晶硅產業在產能產量規模年年翻番的基礎上,企業通過自主研發、引進國外先進技術并消化吸收等方式,在生產實踐中積累,已突破并掌握了改良西門子法規模化生產關鍵技術,多晶硅大規模產業化生產體系已經形成。
工業和信息化部《太陽能光伏產業“十二五”發展規劃》報告中指出,“十一五”期間,我國光伏產業節能減排取得顯著成效,副產物綜合利用水平穩步提高,資源利用率整體取得大幅提升。根據中國電子材料行業協會最新統計,國內多晶硅企業的平均綜合電耗已由2006年的每生產1公斤多晶硅消耗300~350千瓦時,下降為2011年的80~150千瓦時,部分技術先進企業甚至已低于80千瓦時。而多晶硅直接生產成本,也由最初的70美元/公斤降至目前的25~40美元/公斤左右,少數多晶硅企業的生產成本已降至20美元/公斤,達到國際先進水平。而且大部分企業仍在優化工藝,以期進一步降低生產能耗和成本。規劃中對于我國多晶硅產業在“十一五”期間的發展給予了充分的肯定,將高純多晶硅列為“十二五”發展重點,并指出“支持骨干企業做優做強,到2015年多晶硅領先企業達到5萬噸級,骨干企業達到萬噸級水平”,“多晶硅生產實現產業規模、產品質量和環保水平的同步提高,到2015年平均綜合電耗低于120千瓦時/公斤”。
污染問題得到有效解決
多晶硅的環保問題并不存在技術瓶頸,“污染源”單純、易處理、易防控。
多晶硅生產本身單位電耗較高,但同時也具有高技術含量、高附加值、高產值的特點,而且其能源消費結構比較單一(主要為電力),其單位產值的綜合能耗與其他行業相比并不太高。目前行業主流能耗達到80~150千瓦時/公斤多晶硅,多晶硅生產每單位工業增加值的耗能在0.6~1噸標準煤的水平,與全國單位工業增加值能耗平均水平(1.92噸標準煤/萬元,2010年)相比并不高,是典型的高效節能產品。節能降耗技術得到國內企業一致關注,是降低生產成本的關鍵。目前相關技術仍在不斷研發,有望能進一步降低能耗電耗。而整個光伏產業鏈的萬元工業產值能耗則更低。
另外,從“能源再生比”的概念測算,從生產工業硅到做成太陽能組件,以目前的工藝水平,每公斤硅共耗電小于250千瓦時(含多晶硅生產、單晶拉制/鑄錠、切片、電池片制造、組件封裝等環節),而每千瓦太陽能電池需多晶硅原材料7公斤。根據我國太陽能資源分布情況保守計算,以每瓦太陽能電池每年可發電1.5千瓦時左右,太陽能電池的使用年限20年,可以計算出硅太陽能電池的能源再生比為:1.5×20×1000/(250×7)≈17。也就是說,在制造硅太陽能電池(從工業硅至電池組)的全過程中消耗的全部電能,在它使用2年左右的時間內可被收回。因此,多晶硅產業不是高能耗產業。
多晶硅生產的環保問題也是國內多晶硅企業和社會各界所重點關注的問題。改良西門子法多晶硅生產在工藝過程中(如氯硅烷合成、還原、氫化等),將伴隨產生大量氫氣、氯化氫、三氯氫硅和四氯化硅等,其中主要的副產物是四氯化硅、氯化氫、氫氣以及高低沸點物。應該說,從技術上來看,多晶硅的環保問題并不存在技術瓶頸,相對于其他化工企業,多晶硅的“污染源”單純、易處理、易防控。目前從我國多晶硅產業狀況來看,多晶硅生產副產物利用已成為多晶硅規模化生產的一個重要環節。副產物四氯化硅處理方式有多種,其出路或綜合利用的效果直接關系到多晶硅生產的經濟效益、能耗物耗及環保,甚至關系到多晶硅生產線的正常運行。
對于四氯化硅的循環再利用,國內企業目前布局比較適用的是采取氫化處理方式,將其轉化為三氯氫硅再利用,既解決了排放問題,又可以提高多晶硅的產出。目前國內已經投產的多晶硅企業大部分已經解決了全物料循環和清潔生產問題;有的正在技術改造升級過程中,主要通過外銷、綜合利用和無公害處理等方式加以處理,不再有任意排放的現象。多晶硅生產中所產生的高低沸點物等較難回收的副產物,目前國內多數企業采用淋洗、堿中和等方式處理,部分企業也已投入了歧化處理、白炭黑制備等設備進行處理。有效、合理地處理多晶硅的副產物,不僅是減排環保的要求,也有利于提高企業綜合經濟效益。因此,多晶硅生產造成污染的問題也已得到解決。
低價進口產品沖擊國內市場
韓美等多晶硅大廠不斷加大向中國市場的低價產品傾銷力度。
2011年全球光伏市場跌宕起伏,多晶硅產品市場價格也是一路下滑,從年初的80美元/公斤降至目前的30美元/公斤,下降幅度達到60%。這固然有國內多晶硅企業技術水平提升、成本降低、產能釋放、下游需求縮減的原因,更為重要的原因則是多晶硅產品市場是全球化的市場,國外企業利用其規模大、成本低、價格低廉的優勢,吸引國內下游廠家,并通過長期合同和高額違約金捆綁下游企業規避風險。目前國內大部分多晶硅企業無論在技術水平、產業規模、創新能力上,還是在資金支持力度、政府支撐扶持力度上,同世界大公司都有很大的差距,競爭力處于明顯弱勢。
就國內市場來看,國內多晶硅的實際產量仍然遠小于需求量,但大量進口產品激增擠壓國內市場,尤其是韓美等多晶硅大廠不斷加大向中國市場的低價產品傾銷力度。根據海關統計數據,2011年我國進口多晶硅6.46萬噸,同比上升36%;進口額為38億美元,同比上升42%。尤其是韓國從2011年4月超過美國成為我國最大多晶硅進口國,出口量占到了我國多晶硅總進口的32.2%。為了爭奪中國市場,OCI的長單價出口價比國內均價便宜3萬~8萬元/噸,現貨價便宜5萬~10萬元/噸,對我國多晶硅市場的沖擊尤為明顯。
我國有多晶硅生產企業近四十家,大部分企業年生產能力為1000~3000噸,甚至還有千噸級以下年生產規模的企業。有的企業投產時間不長,技術消化吸收有待進一步完善。2009年以前投建的生產線相對投資成本高,設備能耗高,因而企業綜合產品成本相對高。目前多晶硅市場價格為30美元/公斤,已經低于很多國內多晶硅企業生產成本,而在產品價格下跌過程中,大型企業的生存能力強,市場反而向龍頭企業集中。國內已有大量多晶硅企業被迫停產減產,尤其是去年第四季度以來國內企業的產能利用率快速下降,庫存激增,很多企業已面臨較大的生存威脅。