【文章內(nèi)容簡介】 萬 kW的太陽能發(fā)電容量，使太陽能成為我國最 主要 的可再生能源，并預(yù)計不到 10 年，太陽能發(fā)電成本就會接近并低于煤電成本。能夠大規(guī)模地實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的材料 96％以上仍然是硅材料。正由于硅材料對信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的特殊地位，各發(fā)達(dá)國家 才 將硅材料作為特殊的戰(zhàn)略材料，嚴(yán)格控制技術(shù)轉(zhuǎn)讓，并壟斷全球硅材料市場。 山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 11 我國多晶硅原料 95％以上依賴進(jìn)口，我國的硅單晶材料快速發(fā)展，但關(guān)鍵的多晶硅原材料的自給能力卻很低， 2020 年國內(nèi)只生產(chǎn)了不到 80 噸的多晶硅，但卻消耗了近 2280 噸的多晶硅， 96％以上由國外高價進(jìn)口，致使我國半 導(dǎo)體硅單晶材料工業(yè)陷入了受制于外國的尷尬、被動局面。進(jìn)口多晶硅原料價格飛漲，嚴(yán)重影響硅材料企業(yè)生存，由于國際半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展，以及兩次海灣戰(zhàn)爭造成的國際石油價格暴漲的能源危機(jī)，日、美、歐各國紛紛立法促進(jìn)硅太陽能電池的生產(chǎn)和應(yīng)用，造成了對半導(dǎo)體級高純多晶硅的巨大需求，也客觀上促使國際多晶硅短缺 、 緊俏及價格暴漲。與兩年前相比，區(qū)熔和直拉單晶硅用的多晶硅價格上漲了近一倍，太陽能用多晶硅價格漲了 3 倍多。 雖然我國硅料工業(yè)起步較早 (20 世紀(jì) 50 年代 )，但由于生產(chǎn)規(guī)模小、工藝技術(shù)落后、環(huán)境污染嚴(yán)重、消耗大、成本高， 絕大部分企業(yè)因虧損而相 繼停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。到 2020年我國只剩下峨眉半導(dǎo)體材料廠和洛陽單晶硅有限公司兩家生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)能力僅為 100 噸 /年，且能滿足太陽能電池生產(chǎn)需要的硅 料實際產(chǎn)量只有 80 噸。專家預(yù)計， 2020年我國用于太陽能電池生產(chǎn)的硅料需求量將達(dá)到 4365噸， 2020年為 。若不以自主知識產(chǎn)權(quán)改變國 內(nèi)多晶硅的生產(chǎn)現(xiàn)狀，我國硅料工業(yè)受制于國際市場的狀況將無法改變，這將危及我國光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。 開發(fā)利用綠色潔凈能源 —— 太陽能已經(jīng)成為當(dāng)今世 界能源的主流，太陽能是地球上取之不盡，用之不竭的綠色 潔凈能源， 是大自然賜于我們?nèi)祟惖臒o窮無盡的寶貴財富。地球上的所有能量，都來自于太陽源源不斷的能量供應(yīng)，有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，太陽向地球每秒鐘所送達(dá)的能量相當(dāng)于 500萬噸煤。人們最早利太陽能，是將它轉(zhuǎn)換成 熱 能加以利用，后來光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，使太陽能轉(zhuǎn)化為電能，以致使太陽能的利用領(lǐng)域得到了擴(kuò)展。早在 50 年代，第一個實用 性 硅太陽能電池在美國貝爾實驗室誕生。不久被山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 12 用于人造衛(wèi)星發(fā)電系統(tǒng)上。迄今為止，太空中成千的飛行器，都裝備了太陽能發(fā)電系統(tǒng)。盡管如此，太陽能電池在地面上的應(yīng)用，卻一直沒得到廣泛重視，在 70 年代， 世界出現(xiàn)了第 一 次 “石油危機(jī)”之時，地面大規(guī)模應(yīng)用太陽能發(fā)電，才 被 列上許多國家的議事日程。當(dāng)初，太陽能發(fā)電主要使用的是單晶硅太陽能電池。進(jìn)入 80 年代中期，環(huán)境繼能源之后，又成為國際社會普遍關(guān)注的焦點之一，人類又把目光集中到解決這兩個問題的交叉點 —— 太陽能光伏發(fā)電上，從而大大加速了開發(fā)利用 太陽能的 工業(yè)步伐。近十幾年來，隨著人類對單晶硅材料光伏效應(yīng)（使光能轉(zhuǎn)化為 電能 ）的發(fā)現(xiàn)，人們又將逐步將硅材料用于太陽能發(fā)電，為 硅材料的應(yīng)用擴(kuò)大了范圍，成為硅材料的又一重點應(yīng)用領(lǐng)域。用硅材料（單晶硅、多晶硅）制造太陽能電池發(fā)電，是發(fā)展現(xiàn)代能源 工業(yè)的重要領(lǐng)域之一，且不產(chǎn)生任何污染，呈現(xiàn)出日益誘人的發(fā)展前景。 綜上所述，該項目的建設(shè)是必要的。 項目建設(shè)的可行性 （ 1） 符合國家產(chǎn)業(yè)政策 《 中華人民共和國可再生能源法 》 第十七條 規(guī)定 ， “ 國家鼓勵單位和個人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng) 。 ” ，該項目的建設(shè)為太陽能光伏電池的制造提供了產(chǎn)品原料。 根據(jù)國家發(fā)改委 《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 (2020 年本 )》鼓勵類“ 二十四 信息產(chǎn)業(yè) 第 38 條： 6 英寸及以上單晶硅、多晶硅及晶片制造” ，該項目產(chǎn)品為直徑 150mm 多晶硅棒，符合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展要求。 因此發(fā)展多晶硅產(chǎn)業(yè)是符合 國家產(chǎn)業(yè)政策要求。 （ 2） 技術(shù)上可行 從國際多晶硅主要技術(shù)特征來看，多種生產(chǎn)工藝路線并存，產(chǎn)業(yè)化技山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 13 術(shù)封鎖、壟斷局面不會改變。由于各多晶硅生產(chǎn)工廠所用主輔原料不盡相同，因此生產(chǎn)工藝技術(shù)不同；進(jìn)而對應(yīng)的多晶硅產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)、用途、產(chǎn)品檢測方法、過程安全等方面也存在差異，各有技術(shù)特點和技術(shù)秘密，總的來說，目前國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能、約占世界總產(chǎn)能的 80％ 。 改良西門子法多晶硅生產(chǎn)的西門子工藝，其原理就是在 1100℃ 左右的高純硅芯上用高純氫還原高純?nèi)葰涔瑁啥嗑Ч璩练e在硅芯上。改良西門子工藝是在傳統(tǒng)西門子工藝的基礎(chǔ)上，同時具備節(jié)能、降耗、回收利用生產(chǎn)過程中伴隨產(chǎn)生的大量 H HCI、 SiCI4等副產(chǎn)物以及大量副產(chǎn)熱能的配套工藝。目前世界上絕大部分廠家均采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅。 本項目采用 改良西門子工藝生產(chǎn)多晶硅，從技術(shù)上是可行的。 （ 3） 當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)條件滿足項目 建設(shè) 要求 本項目選址在日照市莒 縣城北工業(yè)園 區(qū) 山東鼎昌鐵塔制造有限公司廠區(qū) 內(nèi) ，東臨新亞歐大陸橋堡 日照港，西靠國家級旅游風(fēng)景區(qū)浮來山，膠新鐵路相伴， 206國道為臨，交通 便利，土地平整，視野開闊，緊靠 110KV變電站 ， 電源接入方便 。交通方便，原輔材料、水、電供應(yīng)條件好，環(huán)境適宜，有利于多晶硅生產(chǎn)。 本項目生產(chǎn)所需原料為三氯氫硅，市場供應(yīng)充足。 綜上所述，山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目，可發(fā)揮原料、技術(shù)、公用工程、場地等方面的諸多優(yōu)勢，能為企業(yè)增加新的產(chǎn)品，增加企業(yè)的抗風(fēng)險能力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 14 項目投資及分析 如表 21 所示， 本項目總投資 21087 萬元， 其中建設(shè)投資 19142 萬元，流動資金為 1945 萬元； 年均凈利潤 22361 萬元，所得稅后項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率為 %，稅后投資回收期為 年（含建設(shè)期）。 表 21 主要財務(wù)評價數(shù)據(jù)指標(biāo)匯總表 序號 項目 單位 數(shù)值 備注 一、 基本數(shù)據(jù) 其中外匯 20 萬美元 1 總投資 萬元 21087 建設(shè)投資 萬元 19142 建設(shè)期利息 萬元 流動資金 萬元 1945 2 報批投資 萬元 19726 3 項目資本金 萬元 19726 4 年均營業(yè)收入 萬元 44638 5 年均總成本費用 萬元 14242 6 年均增值稅 萬元 5822 7 年均營業(yè)稅金及附加 萬元 582 8 年均利潤總額 萬元 29814 9 年均息稅前利潤（ EBIT） 萬元 29851 10 年均所得稅 萬元 7454 11 年均凈利潤 萬元 22361 二、 經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo) 1 項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅前） % 基準(zhǔn)值 12% 2 項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后） % 3 項目投資財務(wù)凈現(xiàn)值（稅前） 萬元 170825 4 項目投資財務(wù)凈現(xiàn)值（稅后） 萬元 125501 5 項目投資回收期（稅前） 年 6 項目投資回收期（稅后） 年 7 項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率 % 基準(zhǔn)值 13% 8 總投資收益率（ ROI） % 9 資本金凈利潤率（ ROE） % 本項目各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均好于行業(yè)基準(zhǔn)值，有很好的經(jīng)濟(jì)效益，而且有很大的利潤增值空間，投資回報好，因此在經(jīng)濟(jì)上是可行的 ，且符合國家項目資本金有關(guān)政策 。 山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 15 第三章 能耗指標(biāo)及分析 能源消費構(gòu)成 該項目 能源消費結(jié)構(gòu) 為電力 和水。 電力：該公司所用的電力全部為外購，主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)及所屬配套辦公、生活設(shè)施使用。 電耗年綜合用電 kWh，由當(dāng)?shù)毓╇姽倦娋W(wǎng)供給。 水：該公司的 生產(chǎn)用 水全部來源于該公司的自備 水井，經(jīng)深井泵輸送到各車間，辦公、生活用 水由 自來水 公司供給 。 本項目年綜合用水量 50000噸，其中生產(chǎn)用水 42800 噸。生產(chǎn)用水主要來源于廠區(qū)內(nèi)的自備水井 。 項目能源消費狀況 供 配電 項目設(shè)備 新增電氣容量 為 17250kW， 考慮該項目生產(chǎn)的連續(xù)性和易燃易爆特點，需新建 2 回 110kV 架空供電線路，在廠區(qū)新建 110kV/10kV 變電站一座， 10kv/ 變電所三 座 。 由于系統(tǒng)采用還原爐導(dǎo)熱油熱量回收技術(shù)，回收余熱能滿足生產(chǎn)用熱需要并有富余，因此本項 目僅需考慮非正常生產(chǎn)工況下的用熱需要，需設(shè)一臺開工用導(dǎo)熱油加熱器 ，擬 用電力加熱 作為裝置開工用 。 供 水 新增項目由于采用干法還原尾氣回收和還原爐導(dǎo)熱油冷卻余熱利用技術(shù)，使水的消耗量大大降低， 項目建設(shè)所在地地下水資源豐富， 擬新建取水量 1000m3/h水井兩口，足以滿足生產(chǎn)和 消防等用水需要。 由于還原尾氣回收后尾氣中的氯硅烷遇水 即水解為二氧化硅和氯化氫，成為酸性水溶液，需要用石灰水中和，中和處理后成為無害廢水，實山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 16 現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。雨水和生活污水可經(jīng)收集過濾后進(jìn)入石灰水中和池，作為自然蒸發(fā)補(bǔ)充用水。 生產(chǎn)工藝、設(shè)備 （ 1）生產(chǎn)工藝的選擇 本項目采用目前國內(nèi)外普遍采用的改良西門子土藝，也就是三氯氫硅與純氫的還原條件下，在 1050℃硅芯發(fā)熱體表面沉積、生長多晶硅。該工藝成熟、生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、可靠，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的多晶硅生產(chǎn)工藝。 “改良西門子法”還原尾氣回收過程中物料不接觸水，相對于“傳統(tǒng)西門子法”的“濕法回收”而言，稱之為“干法回收” 。干 法回收主要是利用還原尾氣中氫氣、氯化氫、三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅等各組分物理化學(xué)性質(zhì)的差異，通過溶解吸收，吸收 — 脫吸，吸附 — 脫附等化工操作實現(xiàn)各組分的分離，并重新利用。 采用干法回收工藝，還原尾氣中的各組分幾乎可以 100％分離回收，由于整個系統(tǒng)是閉路循環(huán)，不引入新的污染源，故回收各組分品質(zhì)穩(wěn)定，可直接返回系統(tǒng)重新利用，從而提高了收率，減少了消耗。 采用改良西門子法，其特點為閉路循環(huán)系統(tǒng)，采 用節(jié)能型大還原爐、干法回收等技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量高，原輔材料及電力消耗大為降低，每生產(chǎn) 1公斤多晶硅的單耗與國內(nèi)目前水平相比，各項單耗都大幅度降低。 （ 2） 主要用能設(shè)備 本項目主要裝置有：主裝置和輔助裝置二部分。 主裝置包括三氯氫硅提純系統(tǒng)、干法回收系統(tǒng)、多晶硅還原系統(tǒng)。 輔助裝置包括制氫站、制氮站、制冷站、循環(huán)水站、 純水站、 熱能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。 本項目核心設(shè)備為還原爐，選用 12 對棒還原爐。 其他設(shè)備包括塔類：提純塔為篩板塔，吸收塔、脫吸塔為填料塔。 山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告