【正文】 以聚乙二醇（ PEG）基為主 的水溶性太陽(yáng)能硅片 “ 切割液 ” 中并充分分散，配置成均勻穩(wěn)定的 “ 切割砂漿 ” 后再用于硅片切割。 本 “廢砂漿回收利用項(xiàng)目” ， 就是為了 提取 “廢料”里面 的 有用物質(zhì)而 發(fā)起 的 。 第二 節(jié) 生產(chǎn)原 料及產(chǎn)成品簡(jiǎn)介 本項(xiàng)目生產(chǎn)時(shí)的原料為“廢砂漿”、“廢切割液”及“廢硅粉”，另外還需要“燒堿”、“硫酸”等化工原料。碳化硅在 自然界少量伴生于巖石中，沒(méi)有利用價(jià)廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 40 值。α— SiC 碳化硅理論密度是 ，碳化硅粉 的自然堆積密度在～ 。在航空航天 工業(yè)碳化硅材料 還可以制做火箭 發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、燃?xì)廨啓C(jī)葉片等。隨著平均分子量的不同，性質(zhì)也隨之產(chǎn)生差異，從無(wú)色、無(wú)臭、粘稠液體到白色蠟狀固體。它可 與脂肪酸反應(yīng) 制造不同性能的表面活性劑，可用作醫(yī)藥的粘結(jié)劑， 醫(yī)藥軟膏及 洗發(fā)劑 等 化妝品 的基料；用于纖維加工、 皮革加工、 電鍍工業(yè)、 石油開(kāi)采 、木材加工、 陶器 生產(chǎn) 、金屬加工、橡膠成型的 潤(rùn)滑劑、粘結(jié)劑、增塑劑、潤(rùn)濕劑和 清洗劑 ；用于水溶性涂料、 油漆和油墨 ； 也 用于造紙、紡織、 農(nóng)業(yè) 、 食品添加 、 照相材料、 包裝材料等。 表 2— 2：光伏切割金剛砂 主要 技術(shù)指標(biāo) SiC SiO2； Si Fe2O3 F 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 41 利用 它具有 的高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性、 高的高溫強(qiáng)度 及導(dǎo)熱性能良好、抗沖擊 等特點(diǎn)， 碳化硅可用于各種冶煉爐襯 等 構(gòu)件、碳化硅坩堝等。六方型稱(chēng)為 α— SiC，它是在 20xx℃ 以上形成的 ，硬度較大，一般常用的都是 α— SiC。一般的，當(dāng)聚乙二醇成分大于 40%時(shí)，以提取液態(tài)聚乙二醇為主；金剛砂含量大于 30%時(shí)，以生產(chǎn)金剛砂為主。 近兩 年 中 ， 相關(guān) 單位和團(tuán)體 都 投入了許多精力， 對(duì)廢砂漿回收利用做了大量的研究工作， 產(chǎn)生 出 一些新技術(shù)和新工藝， 取得了一定 的成果。 這些 工業(yè)廢料 以前 曾經(jīng)被 人們 廢棄掉，生產(chǎn)廠(chǎng)家 也 為 怎樣將 這些 “ 廢料 ”處理掉 ， 并且 不被環(huán)保等部門(mén)及群眾發(fā)現(xiàn) 而 大傷 腦筋。因而，在生產(chǎn)中 減小硅晶片的厚度，提高單位材料的產(chǎn)出率；減小切割的刀損， 提高原材料的利用率 ，降低材料損耗；提高磨粒的利用率，降低加工費(fèi)用 等 已成為 太陽(yáng)能 光伏企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益最 迫切的要求。 像 日本NTC 公司的線(xiàn)切割機(jī)，在直接調(diào)整設(shè)備某些機(jī)構(gòu)和操作軟件的情況下，可以方便的進(jìn)行單、雙向切割 轉(zhuǎn)換 。 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 34 下面圖 2— 1 是太陽(yáng)能硅片切割工序 砂漿流向 。 表 1— 8： 部分 光伏電池組件生產(chǎn)企業(yè) 天威英利 硅錠 /硅片 /組件 深圳 珈偉 電池組件 無(wú)錫 國(guó)飛綠能 電池組件 蘇州阿特斯 電池片 /組件 江蘇林洋新能源 電池片 /組件 無(wú)錫尚品 電池片 /組件 上海太陽(yáng)能 電池片 /組件 江蘇中盛光電 硅錠 /硅片 /組件 無(wú)錫 尚德 電池片 /組件 上海中電 電池片 /組件 江陰浚鑫科技 太 電池片 /組件 浙江向日葵 電池片 /組件 浙江昱輝 硅錠 /硅片 /組件 寧晉陽(yáng)光 電池組件 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 33 力諾光伏高科 電池組件 天 津京瓷 電池組件 上海 晶龍 電池組件 皇明太陽(yáng)能 電池組件 無(wú)錫佳誠(chéng) 電池組件 常州天合 硅錠 /硅片 /組件 深圳 拓日 電池片 /組件 寧波太陽(yáng)能 電池片 /組件 在全球金融危機(jī)的大環(huán)境下，盡管產(chǎn)業(yè)面臨著較大的調(diào)整，但投資商的熱情依然不減。造成組件廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 32 市場(chǎng)現(xiàn)在狀況的原因固然是受?chē)?guó)際金融環(huán)境影響，但真正的原因確是源于組件制造企業(yè)數(shù)量的迅猛增長(zhǎng)。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) , 20xx 年國(guó)內(nèi)從事光伏組件生產(chǎn)企業(yè)共計(jì) 200 多家，組件產(chǎn)量達(dá)到 1717MW，比上年增長(zhǎng) 138%，生產(chǎn)規(guī)模位列世界第一。尤其是 20xx 年年初 ，西班牙已經(jīng)對(duì) 國(guó)內(nèi)的太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼 進(jìn)行了下 調(diào)，使得其裝機(jī)容量降為 500MW， 只有去年的 20%， 20xx 年為700MW 左右。 目前，我國(guó)太陽(yáng)級(jí)硅片生產(chǎn)逐漸由初期的以單晶 硅 為主向多晶 硅為主過(guò)渡 ,向世界主流趨勢(shì)發(fā)展。減少硅材料消耗是降低成本的有效途徑。硅片切割工 藝 是決定硅基太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率的最重要技術(shù)環(huán)節(jié)。 工業(yè)上， 單質(zhì)硅 通常是在電爐中由碳還原 石英砂（ 二氧化硅 SiO2）而制得。它的 密度 ～ ，熔點(diǎn) 1410℃ ， 沸點(diǎn) 2355℃ ； 溶于 強(qiáng)堿和 氫氟酸 或氫氟酸與 硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和鹽酸。 從全球多晶硅巨頭廠(chǎng)址選擇來(lái)看，美國(guó)已經(jīng)成為多晶硅生產(chǎn)的樂(lè)土。 盡管 多晶硅的 價(jià)格 從 每 公斤 500 美元 下跌 到 每 公斤 70美元，所幸的是，太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的多晶硅需求量還 在繼續(xù)增長(zhǎng)，尤其是能源和環(huán)境的雙重壓力讓業(yè)界看好太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景。 所以，對(duì)當(dāng)前中國(guó)的多晶硅硅料生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，如何真正實(shí)現(xiàn)閉環(huán)生產(chǎn)， 努力降低生產(chǎn)成本， 擺脫惡性競(jìng)爭(zhēng)，按 著 常規(guī) 正常 發(fā)展是至關(guān)重要的。 四氯化硅作為多晶硅生產(chǎn)中必然 的副產(chǎn)物 ， 就國(guó)內(nèi)多晶硅工藝技術(shù)而言 ，嚴(yán)重制約著 多晶硅的產(chǎn)量。 多晶硅的生產(chǎn)目前采用最多的是“ 改良西 門(mén)子法 ”，見(jiàn)表 1— 5。 二 國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)狀況 和 行業(yè)中 存在 的問(wèn)題 目前 ， 國(guó)內(nèi)涉及多晶硅生產(chǎn)的 公司 有 洛陽(yáng)中硅高科技有限公司 、江蘇 中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司 、 四川峨嵋半導(dǎo)體材料廠(chǎng) 、 四川新光硅業(yè)科技有限公司 、 江蘇 大全集團(tuán) 、 無(wú)錫中彩 集團(tuán) 有限公司 、 南玻硅廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 20 材料有限公司 、 川投能 源 股份有限公司 、樂(lè)山電力 股份有限公司 、 岷江水利電力股份有限公司 、通威股份 有限公司 、東方電氣 集團(tuán)有限公司 、特變電工 股份有限公司 、江蘇陽(yáng)光 股份有限公司 等。 第二節(jié) 光伏 產(chǎn)業(yè)鏈 概覽 及 產(chǎn)業(yè)鏈 上游 狀況 一 光伏產(chǎn)業(yè)鏈 概覽 光伏產(chǎn)業(yè) 產(chǎn)業(yè)鏈 可分為以下幾個(gè)部分，多晶硅 硅 料生產(chǎn)、晶硅鑄錠、硅片切割、太陽(yáng)能電池片制造 、電池組件封裝、太陽(yáng)能電池應(yīng)用系統(tǒng) 等 。 我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前處于歷史發(fā)展的特殊時(shí)期，存在著制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不利因素和障礙，具體表現(xiàn)在： 主要市場(chǎng)目前在國(guó)外（ 98%以上出口）， 國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)偏小，國(guó)內(nèi)裝機(jī)容量需求發(fā)展緩慢。從以上方面可以看出， 國(guó)家在太陽(yáng)能光伏發(fā)電方面投入力度是很大的， 預(yù)計(jì) 國(guó)內(nèi) 未來(lái) 幾年 將迎來(lái)光伏發(fā)電的應(yīng)用高潮 ， 光伏產(chǎn)業(yè)將得到較大的發(fā)展 ?！笆晃濉逼陂g，重點(diǎn)在北京、上海、江蘇、廣東、山東等地區(qū)開(kāi)展城市建筑屋頂光伏發(fā)電試點(diǎn)。 而 國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)主要集中在高 等院 校和中科院等單位， 是傳統(tǒng)集權(quán)壟斷 體制下的產(chǎn)物，投入有限且缺乏創(chuàng)新精神，并且 研究領(lǐng)域主要在薄膜電池、碲化鎘、 銅銦硒 （ CIS） 、燃料敏化 電池方面 ， 在短期內(nèi) 難 有所 突破 ， 所以 我們 任重而道遠(yuǎn)。而薄膜太陽(yáng)能電池 具有生產(chǎn)材料廉價(jià)、生產(chǎn)成本低等 特點(diǎn)。 從表1— 3 可以看出， 20xx 年中國(guó)太陽(yáng)能電池 的 產(chǎn)量 是 438MW，到 20xx年增長(zhǎng)到 1088MW， 20xx 年 達(dá)到了 2570MW。 形成了“ 長(zhǎng)三角 ”、“ 珠 三角 ”、“ 環(huán)渤海 ”、 中部地區(qū)和西部地區(qū)五大板塊 太陽(yáng)能 光伏基地，帶動(dòng)了全國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的興起（見(jiàn)表 1— 2）。 預(yù)估 今 年 First Solar 公司 的 薄膜電池 產(chǎn)出將 達(dá) 到 1000MW，可望問(wèn)鼎 世界 第 一 大 。這主要 是 因 為歐洲大部份國(guó)家實(shí)施了“上網(wǎng)電價(jià)法”，使光伏市場(chǎng)得到了非常有效的 啟動(dòng)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示 ,目前全世界共有一百三十多個(gè)國(guó)家投入普及應(yīng)用太陽(yáng)能電池的熱潮中 ,這其中有九十多個(gè)國(guó)家正在大規(guī)模地進(jìn)行太陽(yáng)能電池的研制開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 ,積極研發(fā)生產(chǎn)各種相關(guān)的應(yīng)用產(chǎn)品。 3 太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì) 隨著新材料的不斷產(chǎn)生 和相關(guān)技術(shù)的 研究 發(fā)展，以其它材 料為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池也 顯示出誘人的前景?？梢?jiàn) ， 國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)日益增長(zhǎng) 以及 受?chē)?guó)際市場(chǎng)拉動(dòng) ， 為光伏產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用發(fā)展提供了有力支撐。 新能源光伏發(fā)電，作為 一種 可再生清潔能源，因其具有安全 可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染、制約少、故障率低、維護(hù)簡(jiǎn)便、資源廣闊等其它 常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)是 二十一世紀(jì)重要的新能源。從此， 人類(lèi)開(kāi) 始了利用太陽(yáng)能發(fā)電的新紀(jì)元 。 1954 年， 美國(guó) 貝爾 實(shí)驗(yàn)室研制成功 實(shí)用型硅太陽(yáng) 能 電池，為光伏發(fā)電 的 大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ) 。 太 陽(yáng)能以其儲(chǔ)量的“無(wú)限性”、存在的普 遍性、開(kāi)發(fā)利用的清潔性以及逐漸顯露出的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)， 成為人類(lèi)理想的替代能源。 根 據(jù)中國(guó)電力科學(xué)院預(yù)測(cè)， 20xx 年我國(guó)電力供應(yīng)缺口為 52900MW（兆瓦， 1 兆瓦 =1000 千瓦） ，占需求的 %； 2020 年為 91000MW，占需求的 % 。 基于以上幾個(gè)方面考慮，硅是 目前 最理想的太陽(yáng)能電池材料，這也是 當(dāng)今 硅材料 太陽(yáng)能電池占主導(dǎo)地位 的主要原因。 二 世界光伏產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)發(fā)展概況 世界太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)，在嚴(yán)峻的能源和生態(tài)環(huán)境形勢(shì)雙重壓力下，在技術(shù)進(jìn)步以及政策法規(guī)強(qiáng)力推動(dòng)下，自上世紀(jì)九十年代后半期進(jìn)入了高速發(fā)展階段。 其中歐洲光伏市場(chǎng)占世界的 75%，持續(xù)為世界最大 的市場(chǎng)。 值得注意的是，唯一薄膜 太陽(yáng)能電池 廠(chǎng)美國(guó) First Solar 公司 ， 原預(yù)估 20xx 年 產(chǎn)出為 390MW，但 是 實(shí)際產(chǎn)出卻 增至 500MW， 擠 進(jìn) 世界 第 二 大 ，并且 令 其每瓦 成本降至 一 美元以下 。 目前，我國(guó) 有 多晶 硅 材料企業(yè) 50 余家，硅錠、硅片企業(yè) 70 余家 （單純硅片切割企業(yè) 100 多家） ， 太陽(yáng)能 電池企業(yè) 150 余家， 太陽(yáng)能 組件企業(yè) 400 多 家 。 表 1— 4： 20xx 年度全國(guó)太陽(yáng)能光伏設(shè)備十大制造企業(yè) 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 13 20xx 年整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)值是 1600 億，從業(yè)人員大約 10 萬(wàn)人。 晶體硅太陽(yáng)電池具有轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定、商業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn) ，但也存在硅材料 緊缺、制造成本高等問(wèn)題。 國(guó)外廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 15 太陽(yáng)能電池行業(yè)的研究，是在良好的 自由 競(jìng)爭(zhēng) 過(guò)程 中 產(chǎn)生 的， 各公司投入力度較大， 具有良好的基礎(chǔ)。 同時(shí)在道路、公園、車(chē)站等公共設(shè)施照明中推廣使用光伏電源。 另外，光伏發(fā)電在 通訊、氣象、長(zhǎng)距離管線(xiàn)、鐵路、公路等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。為此， 怎樣避免太陽(yáng)能電池項(xiàng)目的盲目建設(shè)、重復(fù)建設(shè)， 加強(qiáng)企業(yè)間縱橫向聯(lián)系， 努力 擴(kuò)大 國(guó)內(nèi)市場(chǎng) ， 增大科技力量的投廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 17 入，提高全行業(yè)的技術(shù)進(jìn) 步， 增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力， 成為光伏產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的首要任務(wù)。 盡管鼓勵(lì)光伏發(fā)展的相關(guān)政策已經(jīng)出臺(tái)，但無(wú)具體的可操作性，如：無(wú)并網(wǎng)電價(jià)等。 圖 1— 8： 太陽(yáng)能 光伏產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D 光伏產(chǎn)業(yè)鏈最 下游 是太陽(yáng)能電池 及組件 制造， 這個(gè) 環(huán)節(jié) 是電池組件封裝，技術(shù)含量相對(duì)較低，進(jìn)入門(mén)檻低，屬于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，目前國(guó)內(nèi)有 400 多 家企業(yè)從事這方面的生產(chǎn)。在當(dāng)前的多晶硅生產(chǎn)公司中，絕大多數(shù)為后起之秀，原有的 20 多家生產(chǎn)廠(chǎng)家中廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 21 僅剩峨眉半導(dǎo)體廠(chǎng)與洛陽(yáng)中硅 高科技有限公司 、 四川新光硅業(yè)科技有限公司 是從中保留或變身而成。四氯化硅是多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn) 生量最大的副產(chǎn)物，未經(jīng)處理回收的四氯化硅是一種具有強(qiáng)腐蝕性的有毒有害液體 （或氣體） ，對(duì)安全和環(huán)境 危害極 大 。國(guó)際上多晶硅 廠(chǎng)商 的生產(chǎn)成本在 每公斤 25 美元左右，而國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)成本是 每公斤 60 美元 左右 ， 就現(xiàn)在多晶硅的市場(chǎng)售價(jià) 70 美元 而言，利潤(rùn)空間不 大。根據(jù)各家公司的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃 預(yù)測(cè) ，到 20xx 年， 七 大多晶硅巨頭總產(chǎn)能將達(dá)到 每年 萬(wàn)噸。屆時(shí)，瓦克多 晶硅業(yè)務(wù)部門(mén)的年生產(chǎn)能力將增加到 35000 噸。 四 硅的 理化 性質(zhì)簡(jiǎn)介 硅 （ Si） 是一種 灰色 、有 金屬光澤 的硬脆物質(zhì)，是地球上含量最豐富的物質(zhì)之一 ， 約占地殼質(zhì)量的 %。 多晶硅可作拉制單晶硅的原料，多晶硅與單晶硅 的差異主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)方面。 第 三 節(jié) 光伏 產(chǎn)業(yè)鏈 中游 狀況 一 多晶硅 硅錠制造及硅片生產(chǎn) 工藝 硅錠 /硅棒與硅片制造是光伏產(chǎn)業(yè)鏈第二個(gè)環(huán)節(jié)，也是技術(shù)與生產(chǎn)效率改進(jìn)空間最大的環(huán)節(jié)。硅片成品的最終厚度在 ～ 之間，而鋼絲切過(guò)硅棒或硅碇卻要磨損 ～ ，即約有 近一半 的硅棒或硅碇被浪費(fèi)掉。我國(guó) 太陽(yáng)能 硅片產(chǎn)業(yè) 近幾年來(lái) 發(fā)展 異常 迅速 ,近 五 年來(lái)以年 平 均 100%的速度增長(zhǎng) 。 自 20xx 年 第四季度以來(lái)，在 全球次貸危機(jī)引發(fā)的金融風(fēng)暴 影響下，歐洲 部分國(guó)家調(diào)整了政策， 太陽(yáng)能電池的需求開(kāi)始下滑。 在整個(gè)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，由于太陽(yáng)能電池組件制造投資門(mén)檻低、建設(shè)周期短、技術(shù)最成熟