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顆粒硅技術和市場現狀探討

作者:創通石英 來源: 日期:2021/1/12 14:24:03 人氣:24 標簽:

2020下半年以來,顆粒硅的生產技術改進,以及多項產能項目的投建,引發市場廣泛關注,同時顆粒硅低成本、低能耗、低排放的特點,不僅在平價上網時代具有性價比優勢,并且符合降低碳排放的政策需求。


目前行業普遍把顆粒硅作為添加料使用,基本上將摻雜比例控制在30%以下,現下頭部硅片廠的摻雜比例已可達到40%。摻雜比例主要受到微粉問題的限制,微粉在爐內高溫的場景下會在石英坩堝內形成氧化物,影響晶體生長,提高顆粒硅比例會加大晶體失活的風險。


我國顆粒硅在產產能不足3萬噸,滲透率約5%,尚未實現大規模量產,行業前景亦存在諸多不確定性。我們總結了近期行業內關于顆粒硅技術路線的部分觀點,并對未來發展前景的諸多可能性作出分析:


顆粒硅相對西門子法具有以下優點:


量產后的生產成本方面占優:量產理論生產成本為3.5萬元/噸,投資成本6~8萬元/噸,相對西門子法降低20%~30%,全周期成本4.5萬元/噸,略低于西門子法。


顆粒硅的生產流程更短,后處理工序更少:顆粒硅產品形似球狀,流動性好,圓形度>0.92,中位粒徑在2mm左右,更好滿足復投料尺寸要求,無需破碎工序,降低損耗以及破碎成本,同時有效避免破碎過程中引入雜質的風險。


節約能耗:顆粒硅生產單位耗電量少,單噸耗電20~25kWh,相對西門子法45~60kWh降低50~70%;顆粒硅流化床技術使用硅烷氣制備,生產反應溫度低,還原溫度500+°C即可,而采用改良西門子法還原三氯氫硅,需要1080°C以上的高溫。


與此同時,由于產品特性,顆粒硅在生產技術方面仍需要改進:


生產安全的危險系數較高:生產過程中要使用到硅烷,該氣體極為活潑,在零下80度下遇空氣會發生爆炸。


氫、碳等雜質含量很難控制:顆粒硅的比表面積大,更容易吸附雜質,在轉化過程中會產生很多粉料,運輸過程中也會有粉料產生,產品有被污染的風險。在氫氣生產環境中有吸附,生產器壁是碳基生產過程中硅會撞擊器壁,內襯也多為碳基材料。隨著顆粒硅產線升級,氫雜質、粉塵等問題都將得到解決。


隱形成本較高,實際生產成本仍有待優化:雖然顆粒硅在電耗、人工、初始投資額等方面具有成本優勢,理論量產成本相對西門子法較低,但目前技術水平下,顆粒硅的連續生產能力較差,尚未實現大規模量產,成本仍有待壓縮。


保利協鑫是顆粒硅技術路線的重要推手。保利協鑫目前在產產能年底由6,000噸提高到10,000噸,2021年規劃投產2萬噸顆粒硅產能,屆時公司總產能3萬噸,行業總產能約5萬噸。


9月8日,保利協鑫旗下江蘇中能規劃產能10萬噸、首期5.4萬噸顆粒硅項目正式開工擴建,是目前全球單體最大規模顆粒硅項目;


10月18日,保利協鑫在四川樂山10萬噸顆粒硅項目正式開工,一期6萬噸產能預計將在2022年2月投產,全部產能2022年底達產,屆時保利協鑫將擁有20萬噸顆粒硅產能;


12月10日,保利協鑫發布公告,FBR顆粒硅生產工藝得到重大突破,成本優勢更加明顯,產品質量得到客戶的廣泛認可。


在目前的光伏生產體系下,短期內顆粒硅取代現有改良西門子法的可能性很小,長期具備潛力。技術方面制約因素較多,粉塵、雜質等問題亟待解決,同時短期內出貨量較少,硅料講究系統化配置和穩定性,顆粒硅兼容進現有的下游生產體系仍需時間,同時受到專利保護的限制,顆粒硅技術很難在短時間內得到普及,難以在行業層面形成規模。


來源:申港證券


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