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        行業動態

        點石成金,“硅業報國”或不僅是理念

        來源:本站 日期:2017-05-24 02:59:00 人氣:647

        硅資源在地殼中極為豐富,僅次于氧,占地殼總重的1/4還多,以二氧化硅或硅酸鹽形式存在。硅具有良好特性,有“點石成金”之效,廣泛應用于精密鑄造、硅橡膠、超大規模集成電路、航空航天等生產領域。

          中國是全球主要的金屬硅(又稱結晶硅或工業硅)產地。隨著國家節能減排和生態文明建設步伐的加快,很多新興的能源企業建設了金屬硅、多晶硅、單晶硅、太陽能電池等一系列的循環產業鏈條。

          多晶硅,很多人對它并不陌生。太陽能電池板、集成電路芯片等都是由其生產制作而成。在行業內,多晶硅有著“上帝賜給人類的寶石”的美稱。當太陽光照射到硅晶體上時,就會產生電勢。據此人們成功地研制出了太陽能電池,并開始了太陽能發電。20世紀70年代以后,隨著人們對全球性能源危機和環境惡化問題認識的深化,太陽能這一可再生潔凈能源的利用受到了普遍重視,光伏產業應運而生。作為光伏產業的基礎材料——多晶硅的制備技術及其發展因此而備受矚目。目前,國際上98%以上的太陽能電池是利用硅材料制備的。硅的純度越高,光電轉換效率也越高。因此,多晶硅成為全球電子工業和光伏產業的基石。

          短短十多年時間里,多晶硅在中國太陽能領域迅速得以應用和發展。如今,中國太陽能多晶硅的總產量已經占到世界總量的50%以上。

          然而,我國多晶硅產業的發展卻不是一帆風順。

          雖然我國擁有豐富的硅礦資源,但在2005年以前,美、日、德等國家都將多晶硅作為戰略材料,對我國實施技術封鎖和市場壟斷,多晶硅需求幾乎全部依賴進口。

          2007年堪稱中國“多晶硅元年”,當年,中國多晶硅產量首超千噸。2008年,國外媒體針對我國多晶硅生產造成污染進行了不實報道,打壓剛剛興起的中國多晶硅產業。在技術受制于人的情況下,國內多晶硅行業的生產水平、規模、成本、能耗、污染等問題備受詬病。2010年,我國光伏產業遭遇美、韓多晶硅低價傾銷。2012年又遭到了歐美對光伏終端產品的“雙反”制裁。

          愈挫愈勇。經過多年努力,如今,單就光伏產業而言,我國目前市場規模已達到3600億元,很多中國企業的光伏發電產品遠銷海外。

          奮力彎道超車

          隨著全球多晶硅需求的增長,其用量和價格也快速增加和上漲,硅礦產業的開發利用前景良好。

          我國多晶硅的老牌生產企業——中國恩菲工程技術有限公司(下稱“中國恩菲”)子公司洛陽中硅高科技有限公司(以下簡稱“中硅高科”)是一家高新技術型多晶硅生產企業,其用“以技術帶動研發,研發帶動產業,產業形成技術提升的研發與生產雙螺旋上升”的方式,踐行“硅業報國”的理念。

          實際上,我國多晶硅產業在發展初期曾經歷過一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”階段。而今,不少企業已經做到近“零”排放。中國恩菲不僅能夠使幾乎100%的四氯化硅和三氯氫硅循環利用,還能夠“廢物利用”,衍生價值。“我們高新技術企業就是這樣,不斷研發,別人都做得很好的領域,我們就退出,轉而研發國內技術欠缺的領域。”洛陽中硅高科董事長李愛民說。

          就在我國多晶硅產業快速發展時,2012年,歐美國家對我國光伏產業進行了“雙反”調查,使我國的光伏產品被攔在了歐美國家的國門之外。據介紹,歐美國家的多晶硅企業通過簽訂長單合同鎖定大量客戶,保障利潤長期化,再通過簽訂短單合同低價打壓中國的新興產業。幾番打壓下來,到2012年,我國多晶硅行業全產業虧損,40多家企業停產,大批從國外進口的價值數十億元的設備打了水漂。

          海外市場受阻刺激了光伏內需市場的快速發展,進而促進了我國能源結構的調整。隨著光伏內需市場的快速啟動,我國多晶硅產業肩負起了發展新能源的重任。

          唯有技術降本

          對于多晶硅產業而言,用電成本占據了其總成本的約30%~50%,因而降低成本成為多晶硅生產企業考慮的重要因素之一。

          瞄準新疆、內蒙古等西部地區的低電價優勢,國內知名多晶硅生產企業紛紛將產能向西部轉移。在眾多的多晶硅生產企業中,中國恩菲顯得有些特立獨行:其多晶硅生產基地地處洛陽,這里電價超過0.5元/千瓦時,遠高于新疆地區0.2元/千瓦時。但企業仍然能夠保證正常的盈利水平,秘訣就是堅持將技術研發和應用有機融合,降低能耗量。

          高純多晶硅的生產過程是將高純三氯氫硅用高純氫氣還原成高純多晶硅的過程,其能耗占總能耗超過50%,是實現多晶硅生產環節節能降耗的重點。中國恩菲多晶硅研發團隊創新工藝技術,持續大幅提高多晶硅節能還原爐單爐年產量,為萬噸級多晶硅生產線和節能技改提供了技術支撐。同時他們將整個多晶硅工廠及周邊的各種能源要素通盤考慮,冷熱綜合利用,為多晶硅低成本、低能耗經濟運行創造條件。

          目前,中國恩菲生產電耗為75千瓦時/千克以下,業內領先。“多晶硅這個產業太朝陽了,硅產業鏈的延伸還很廣,還要繼續研發。”李愛民表示。也正因為如此,多晶硅產業的創新研究就極為重要。中國恩菲擁有我國唯一的多晶硅制備技術國家工程實驗室,公司2016年投入研發的費用約占其銷售收入的4.7%。

          持續研發與提升多晶硅工藝技術及裝備水平,進一步節能、減耗、降本,是多晶硅行業生存和發展的不二選擇,也是獨立自主發展我國光伏產業的必經之路。經過8年的不懈努力和技術研發,如今我國多晶硅綜合能耗大大降低,市場價格由10年前的每噸325萬元降低到如今的每噸9萬元至12萬元,自主知識產權為我國光伏產業發展奠定了基礎。

          如今,以多晶硅為原料制造的光伏發電在農村電氣化、通信行業、大型地面電站、光伏精準扶貧等方面實現快速發展。據媒體披露,在我國騰格里沙漠的邊緣有一處60兆瓦光伏電站。起初建站時,這些太陽能電池板下方還是一片沙漠。漸漸地,由于電池板遮擋日照,減少了地面水分蒸發,沙化嚴重的土地上慢慢長出了草。后來,電站管理部門養了二十幾只羊吃草,到如今羊群已繁殖到上百只。光伏電站的建設,除了進行發電外,還幫助當地實現了生態修復,綠色養殖。

          過剩還是不足?

          無論是在國家發改委等政府部門,還是在投資界,抑或光伏產業內部,提到我國的多晶硅市場,普遍的觀感是產能過剩。真的是這樣的嗎?有業內分析人士認為,其實問題癥結在于,我國的絕大多數多晶硅的產能并不是有效產能。

          數據顯示,如果將在20萬元/噸的價格水平下還能生產的產能稱為有效產能的話,2014年,我國多晶硅的有效產能僅為8萬噸,只占我國多晶硅需求量的40%出頭,進口多晶硅數量大約占了57%。其余的約10萬噸產能已經成為無效產能,不少多晶硅工廠的裝置已經永久報廢并拆除。

          另有數據顯示,2015年國內多晶硅廠家僅生產了約7.4萬噸多晶硅。但與此同時,國內的2015年的光伏組件產量比上年有約16%的增長,組件的增加必然代表多晶硅用量的增加。因此,2015年多晶硅的需求中的增量部分全部是由進口多晶硅滿足的。

          數據無言,但最具有說服力。由此可見,多晶硅產業并不是過剩,而是正如李愛民所說“這個產業太朝陽了”。

          國家能源局發布的《太陽能發展“十三五”規劃》 提出,到2020年,光伏發電電價水平在2015年基礎上下降50%以上,在用電側實現平價上網目標。李愛民認為,多晶硅價格的下降有助于推進光伏平價上網的進程。這對于多晶硅品質的提升提出了更高的要求,而不僅僅是生產重復的過程。他希望技術創新型企業能夠得到更多的關注,并呼吁多晶硅生產企業在看到西部低電價機遇的同時,能夠關注技術的創新和提升。“這樣,產業才能得到健康有序的發展。”李愛民說。
        (原文鏈接:http://news.sina.com.cn/o/2017-05-24/doc-ifyfkqwe0875043.shtml

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