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多晶硅:新能源的老问题

2008-05-04 10:00
龙凰
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   多晶硅,作为太阳能产业发展所需的重要工业原料,目前已经成为国内新能源产品中的一大热门,各地纷纷宣称要上马多晶硅项目,各商家也非常看好该项目,但是,中国多晶硅生产技术与国际先进的技术相比还存在一定的差距,并且尚未彻底解决高能耗和环保问题,因此,盲目的扩大产能带来的众多问题值得我们关注,下面让我们来了解一下多晶硅的现状及问题。
   
   [现状一:“拥硅为王”]
 
   “太阳能光伏发电是从根本上实现能源发展持续化的最佳途径之一。在当前传统能源濒临枯竭,油、煤和天然气价格节节攀升的紧迫形势下,加快太阳能光伏发电产业的发展,对于改善我国能源安全和经济安全具有重要意义,太阳电池的高成本是当前光伏发电产业发展的主要障碍,而高纯多晶硅的紧缺则是降低太阳光伏电池造价的瓶颈。
 
   多晶硅,作为太阳能产业发展所需的重要工业原料,预计中国未来几年的总需求约为2万吨,然而中国2006年的总产量才只有287吨。如此紧缺的产品遭到了下游太阳能光伏企业的哄抢,价格从原来的20美元/公斤飙升到了300美元/公斤。
   
   下游的需求和产能释放的不足决定了多晶硅供应的紧俏,部分太阳能电池生产厂商苦于无法取得多晶硅而无法开工,从而才有了市场上所说的“拥硅为王”。

   现状二:盲目扩张]

   在多晶硅严重供不应求和赢利空间巨大的利好下,国内多晶硅投资异常火爆,特别是2007年开始,全国各地多晶硅项目大量上马,开始加速扩张。其中,四川新光硅业科技有限责任公司1000吨/年项目今年2月已经投产,目前正在建设投资21亿元的二期3000吨/年项目;宁夏阳光硅业有限公司投资40亿元的4500吨/年项目将于4月份启动建设,建设周期4年,一期1500吨/年2008年底建成投产,二期0.3万吨/年2009年启动建设,2010年底建成投产;通威集团有限公司投资50亿元在四川乐山建1万吨/年项目5月签约,其中一期0.1万吨/年项目年初已经开工,计划2010年全部建成;内蒙古神舟硅业有限责任公司投资18亿元的0.15万吨/年项目8月开工;美资天合光能(连云港)有限公司总投资10亿美元的1万吨/年多晶硅项目投资协议2007年12月签署;山西潞安集团与德国森特塞姆公司合作建设投资50亿元的0.5万吨/年项目,2008年1月签约。

   然而有关专家指出,较长的多晶硅装置的建设周期,掩盖了正在出现的过剩趋势。从国际多晶硅行业的建厂经验看,一般大型装置正常建设周期2年、调试时间1年半,因此这些项目发挥作用将会有一个过程。目前国内建设进程在干吨级装置上有所突破,如新光硅业的0.1万吨/年装置,从建设到投产出料总共才1年半时间,如果一些0.3万吨/年装置也能这样,则产能形成将大为提前。
   
   而一旦供过于求则会对企业形成致命压力。中科院多晶硅材料专家指出,多晶硅属于高科技、高投资行业,许多项目投资数十亿元。国内企业仅上述项目的投资就达260亿元左右。一旦产品供过于求,则目前处于暴利状态的价格会迅速下调。由于技术、规模等方面的因素,国内多晶硅企业生产成本偏高,2007年国际半导体厂商太阳能多晶硅提炼成本仅为20,-25美元/千克,而国内小批量生产的成本却高达70-80美元/千克。如果产品市场价格降到60美元/吨,国外厂—家毛利仍能接近200%,而国内厂家将面临严重亏损。
   
   另外,国际上对多晶硅生产技术严密封锁,国内掌握核心技术的只有四川新光等少数厂家,但仅为千吨级水平,与国际水平仍有相当差距。因此多数厂家短期突破技术瓶颈可能性很小.一旦价格跌近现有成本线,亏损难以避免。

   [问题一:技术匮乏]

   “目前中国多晶硅生产除了中硅等公司在自主研发外,还有利用俄罗斯的多晶硅提纯技术结合引进欧美的设备的厂家;但这些技术与国际先进的技术相比还存在一定的差距,尚未彻底解决高能耗和环保问题。”中科院院士王占国教授说到
   
   欧美先进的改良西门子工艺已经比较成功地解决了多晶硅生产的能耗和环保问题,然而目前这个技术对中国严格封锁。中国多晶硅产业试图引进国外先进的多晶硅技术,但面对的国际环境却十分严峻。起初是面对国外同行的高要价,随即升级为拒绝合作,甚至演变为“不对中国转让技术,不向中国转移产业”的行业默契。
   
   [问题二:污染严重]
  
   由于产能的不断扩张和技术无法解决的环保问题,多晶硅的副产物四氯化硅的安全环保问题也日益突出。
  
   四氯化硅是多晶硅生产中最大的副产物,未经处理回收的四氯化硅是一种具有强腐蚀性的有毒有害液体。业内专家预计,到2010年,我国多晶硅年产能将扩大到1.7万吨左右。生产1000吨多晶硅将产生8000吨四氯化硅。照此计算,到2010年,若多晶硅产量达到1.25万吨,四氯化硅的产生量将超过10万吨,四氯化硅难以处理将成为制约多晶硅发展的瓶颈。四氯化硅难以处理将成为制约多晶硅发展的瓶颈。

   [建议篇:发展才是硬道理]
  
   自主创新多晶硅技术打破国外垄断
  
   “中国必须独立地发展多晶硅产业,改变现在这种受制于人的被动局面。为此,我国应制定支持自主创新的科技政策,建立可依靠的团队,通过自主创新掌握多晶硅产业的核心技术。”中国工程院院士闻立时指出
   
   我国应反对不计成本的引进和仿制,打破行业垄断,鼓励民营资本和国外资本进入;要全面兼顾突破关键技术,发展安全性能有保障的硅烷法,高效率、低能耗、低成本的新一代西门子法,传统冶金与载能束处理结合的新一代冶金法等,通过市场竞争找到各自科学合理的定位,实现协同、快速发展。

   综合利用四氯化硅解决污染问题  
  
   当前,国际上处理四氯化硅主要有两种方法:一是在高温高压下利用氢气将其还原为多晶硅的主要原料三氯氢硅,其中一次转化率是关键;二是利用四氯化硅生产高附加值的气相法白炭黑。国外主要的多晶硅供应商如德国瓦克、日本德山等采用的是后一种方法,既生产多晶硅又生产白炭黑,形成一个资源互补、综合利用、共同发展的产业链。
   
   同国际先进水平相比,国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在工艺设备落后、物料和电力消耗过大、“三废”产生量多。在四氯化硅的综合利用方面,目前国内还只有少数企业选择氢化还原的工艺技术,主要是由于一次转化率低等缺点大大限制其推广应用,绝大部分企业面临副产物多、又无法消化的困局。
   
   广州吉必盛科技实业有限公司是国内首家掌握四氯化硅回收利用技术的企业。据了解,该公司目前已掌握回收利用四氯化硅的核心技术,并实现了以四氯化硅为原料生产气相法白炭黑的规模化生产,该项专利技术打破了国外大公司对多晶硅副产物综合利用的技术垄断。2007年,该公司吉林和浙江的两大生产基地已能消化5000吨以上的四氯化硅,今年更是可望消化掉1.5万吨左右的四氯化硅,制约国内多晶硅产业快速发展的瓶颈问题有望解决。

   后记:
  
   新能源,在带给人们新希望的同时,也带来了很多老问题。技术匮乏、产能无序扩张、环境污染等等这些长期困扰我国经济发展的老问题,同样制约新能源的发展。未来新能源必将成为发展的主力军。因此,怎样更加有效和合理的利用新能源,让新能源造福于民,是我们的政府必须要面对的挑战,一方面对企业投入新能源研发进行鼓励和支持,加强技术支持和产业动态引导,避免产能的无序上马,造成浪费;另一方面,在现有的技术和工艺上,对已有项目污染物有效回收和利用,减少并尽最大可能的杜绝污染。只有解决了这些老问题,我国的新能源产业才能逐步的发展并壮大起来,也才能更自主的、更平等、更骄傲的享用我们自主研发的新能源。

   (编辑:xiaoyao)

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