【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 另外，光伏發(fā)電在 通訊、氣象、長(zhǎng)距離管線、鐵路、公路等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。從以上方面可以看出， 國(guó)家在太陽能光伏發(fā)電方面投入力度是很 大的， 預(yù)計(jì) 國(guó)內(nèi) 未來 幾年 將迎來光伏發(fā)電的應(yīng)用高潮 ， 光伏產(chǎn)業(yè)將得到較大的發(fā)展 。 六 國(guó)內(nèi)光伏 產(chǎn)業(yè) 市場(chǎng) 及 存在的問題 中國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于 二十 世紀(jì) 七十 年代起步， 九十 年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期。太陽 能 電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。到 去 年 年 底，中國(guó)光伏電池總產(chǎn)量超過 2500MW，光伏組件總產(chǎn)量超過 4000MW。2021 年國(guó)家提出 建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村，農(nóng)村電氣化便成為光伏發(fā)電應(yīng)用的主要市場(chǎng)入口。 我國(guó) 至 2021 年， 太陽能 光伏 電池的累計(jì)裝機(jī) 容量 達(dá)到 140MW。 我國(guó)太陽能電池產(chǎn)業(yè)盡管 發(fā)展很快，但技術(shù)進(jìn)步卻不明顯，創(chuàng)新能力不 強(qiáng)，自主創(chuàng)新的核心技術(shù)很少，產(chǎn)品的總體質(zhì)量不如歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，包括設(shè)備制造在內(nèi)的總體技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家有比較明顯的差距。為此， 怎樣避免太陽能電池項(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 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)。 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。 去 年我國(guó)總裝機(jī)容量只 有 140MW， 占世界 總 裝機(jī)容量的 %， 遠(yuǎn)比不上 亞洲 的 小國(guó) 家 日本和 韓國(guó)， 與 中國(guó) 在世界上 的大國(guó)地位不符， 參 見 圖 1— 6。 太陽能電站 建設(shè)成本仍然偏高。如建設(shè)太陽能 獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng) ，初 期 投資 每千瓦 5～ 6 萬元 ；建設(shè)太陽能 并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) ，初期 投資 每千瓦 3～ 5 萬元 ， 發(fā)電成本 達(dá)到每度 2～ 4 元 。太陽能光伏發(fā)電商業(yè)化市場(chǎng)的 發(fā)展受到 極大 限制。 圖 1— 6： 2021年部分國(guó)家光伏裝機(jī) 總 量所占世界比例 13 %20 %1 %36 %3 %21 %6 %其 他 國(guó) 家 總 和 和 日 本韓 國(guó) （ %） 0 中 國(guó) （ %） 德 國(guó) 國(guó)美 國(guó) 國(guó) 西 班 牙 18 國(guó)家制定的光伏發(fā)電發(fā)展目標(biāo)偏低。 如： 2021 年全國(guó)裝機(jī) 容量預(yù)計(jì)只有 40MW,只 占世界 當(dāng)年裝機(jī)容量的一百三 十 九 分之一 ； 2021年為 60MW，占世界 年 裝機(jī)容量的七 十分之一 。 盡管鼓勵(lì)光伏發(fā)展的相關(guān)政策已經(jīng)出臺(tái)，但無具體的可操作性，如：無并網(wǎng)電價(jià)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、太陽能電池片制造 、電池組件封裝、太陽能電池應(yīng)用系統(tǒng) 等 。 為了簡(jiǎn)單敘述，我們將光伏 產(chǎn)業(yè)鏈 劃分為上游、中游、下游三個(gè) 層次。從 光伏 生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量看，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)上小下大的“塔形”結(jié) 構(gòu)， 參 見圖 1— 7。 圖 1— 7： 光伏 產(chǎn)業(yè)鏈廠家 數(shù)量 塔形分布 圖 產(chǎn)業(yè)鏈 最上游的是太陽能多晶硅 硅 料 制備，這個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)門檻高， 設(shè)備要求嚴(yán)格， 資金投入大， 具有一定 的 壟斷性， 世界上只有少數(shù) 公司掌握 和擁有多 晶硅 尖端 制備技術(shù) 。 我國(guó) 的 多晶硅生產(chǎn)盡管采用 19 與 國(guó)際一流公司相同的工藝技術(shù)，但是，在核心技術(shù)掌握方面，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。 產(chǎn)業(yè)鏈 中游 環(huán)節(jié)是 硅錠制備及 硅片 切割、晶圓生產(chǎn) 。整個(gè)工藝流程要 經(jīng)過硅錠制造、晶體 切斷 成片 、外徑滾磨 修整 、平邊、切片、倒角、 表面 研磨、腐蝕、 精細(xì) 拋光、清洗、 分檢 包裝等階段 ， 技術(shù)難度和資金投入 僅次于 多 晶硅 硅料 的制造。 圖 1— 8： 太陽能 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)。 二 國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)狀況 和 行業(yè)中 存在 的問題 目前 ， 國(guó)內(nèi)涉及多晶硅生產(chǎn)的 公司 有 洛陽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 、 四川新光硅業(yè)科技有限公司 、 江蘇 大全集團(tuán) 、 無錫中彩 集團(tuán) 有限公司 、 南玻硅 20 材料有限公司 、 川投能 源 股份有限公司 、樂山電力 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 、江蘇陽光 股份有限公司 等。 我國(guó)當(dāng)今 一期建設(shè)單廠規(guī)模在 1000 噸以上的企業(yè)有 ： 南玻硅材料有限公司 、東方電氣 集團(tuán)有限公司 、特變電工 股份 有限公司 、江蘇陽光 股份 有限公司 、江蘇中能 硅業(yè)科技發(fā)展有限公司 、 四川 新光硅業(yè)科技有限公司 ，其中 前 五 家的單廠規(guī)模都在 1500 噸，為全國(guó)最大。 最新數(shù)據(jù)分析顯 示， 今 年我國(guó)多晶硅產(chǎn)能將逾 4 萬噸，而在 2021年這一數(shù)字僅為 4000 噸。這也就意味著在新一輪的投資狂潮下，我國(guó)多晶硅產(chǎn)能將實(shí)現(xiàn)一年翻十倍的壯舉。 到目前為止，國(guó)內(nèi)有近 50家公司正在建設(shè)、擴(kuò)建和籌建以西門子改良法為技術(shù)路線的多晶硅生產(chǎn)線，總建設(shè)規(guī)模超過 10 萬噸，總投資超過 1000 億，其中一期規(guī)模超過 4 萬噸，投資超過 40 億， 在建 多晶硅項(xiàng)目總數(shù)逾 20 個(gè) ,其中，最大的項(xiàng)目為南京大陸投資集團(tuán)、美國(guó) PPP 公司 、 SCC 公司 、西圖 集團(tuán)等 共同投資建設(shè)托克托縣多晶硅項(xiàng)目，總投資 180 億元，建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn)多晶硅 18000噸 。而云南愛硅信科技有限公司總規(guī)劃 每年 10000噸多晶硅項(xiàng)目，總投資也逾 100 億元 , 到 2021 年一期 工程都將建成投產(chǎn)，其他的產(chǎn)能可能在 2021～ 2021 年間實(shí)現(xiàn)。 我國(guó)多晶硅生產(chǎn)工藝起步于上世紀(jì)五、六十年代中期，生產(chǎn)廠家達(dá) 20 余家，但因技術(shù)和工藝不過關(guān)，這些企業(yè)均存在生產(chǎn)規(guī)模小、工藝技術(shù)落后、環(huán)境污染嚴(yán)重、能耗大、成本高等問題。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)廠家中 21 僅剩峨眉半導(dǎo)體廠與洛陽中硅 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。 多晶硅的生產(chǎn)目前采用最 多的是“ 改良西門子法 ”，見表 1— 5。改良西門子法，即 閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法 ， 主要工藝過程包括 ： HCl合成、 SiHCl3 合成 （工業(yè)硅粉與 HCl 氣體 反應(yīng) ） 、 SiHCl3 精餾提純、SiHCl3 的氫還原、尾氣的回收和 SiCl4 的氫化分離。該方法通過采用大型還原爐，降低了單位產(chǎn)品的能耗 。 通過采用 SiCl4 氫化和尾氣干法回收 利用 工藝，明顯降低了原輔材料的消耗。 其特點(diǎn)為閉路循環(huán)系統(tǒng)， 各環(huán)節(jié)的廢 氣 全部回收利用 ， 解決了傳統(tǒng)西門子法生產(chǎn)多晶硅過程中存在的原料消 耗高、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重 等問題。 改良西門子 工藝中的 主要化學(xué)反應(yīng)如下： Cl2 + H2 → 2HCl↑ 2Si + 7HCl → SiHCl3 + SiCl4 + 3H2↑ SiHCl3 + H2 → Si + 3HCl↑ SiCl4 + H2 → SiHCl3 + HCl↑ 表 1— 5： 多晶硅 的 生產(chǎn)方法 及原理 西門子法 三氯氫硅氫還原 國(guó)內(nèi)少數(shù)廠家用 改良西門子法 閉環(huán)式 西門子法 80%以上廠家采用 硅烷法 硅烷熱分解 日本小松、 美國(guó) Asimi 和 SGS公司采用 氣液沉積法 氣 — 液直 接轉(zhuǎn)化 日本 Tokuyama 公司應(yīng)用 流化床反應(yīng)爐法 硅烷氣流化床直接分解 美國(guó)聯(lián)合碳化合物公司發(fā)明， 美國(guó) MEMC 公司采用 冶金法（物理法） 多次水平區(qū)熔單向凝固 日本川崎制鐵公司、 福建南安三晶 應(yīng)用 重?fù)焦鑿U料提純法 采用化學(xué)提純定向凝固結(jié)合方式 美國(guó)個(gè)別公司研究應(yīng)用 22 是否閉環(huán)生產(chǎn) ， 是決定該工藝能耗高低和原料利用率的決定性因素，也是降低產(chǎn)品成本的關(guān)鍵。 根據(jù) 有關(guān) 介紹，西門子改良法千噸級(jí)以下生產(chǎn)線一般沒有投入成熟的尾氣處理工藝，達(dá)不到閉環(huán)生產(chǎn)和循環(huán)利用物料，環(huán)境排放不過關(guān)，生產(chǎn)成本居高不下。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 。 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。理論上 ， 每 生產(chǎn) 一噸多晶硅副產(chǎn) 噸四氯化硅，而實(shí)際 生產(chǎn) 中往往大于 此值 ,一般在 15 噸左右 。因此 ， 如何處理四氯化硅 是國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)面臨的嚴(yán)重 問題 。 四氯化硅目前的消耗 途徑有 以下幾種 ：即制備氣相法白炭黑技術(shù)、熱氫化制備三氯氫硅技術(shù)和氯氫化制備三氯氫硅技術(shù)以及 SiCl4醇解 等，見表 1— 6。 表 1— 6： 四氯 化硅 利用及 方式 及 優(yōu)缺點(diǎn) 氣相法白炭黑用途廣泛、附加值高 市場(chǎng)空間有限 樂山吉必盛、洛陽中硅 、德國(guó)瓦克、日本德山等 四氯化硅和氫氣在 1250℃ 左右的溫度下反應(yīng)生成三氯氫硅和氯化氫 反應(yīng)溫度高、工藝復(fù)雜、裝置操作難、副產(chǎn)二氯硅烷、轉(zhuǎn)化率低、能耗高 能耗高，發(fā)達(dá)國(guó)家已淘汰。新光硅業(yè) 裝置單一、投資小、占地少；反應(yīng)溫度低、操作穩(wěn)定；對(duì)原料純度要求低，轉(zhuǎn)化率高、能耗低 技術(shù)目前不是很成熟，氫化轉(zhuǎn)化率很低 四川永祥、洛陽中硅、江蘇中能 、德國(guó)瓦克 SiCl4 + 4HOR →Si(OR)4 + 4HCl 產(chǎn)品 23 應(yīng)用廣泛 MQ 樹脂 用途較廣泛 市場(chǎng)空間有限 雖然 目前國(guó)內(nèi)多晶硅硅料生產(chǎn)廠家 都 是采用改良西門子法， 但在閉路循環(huán)處理四氯化硅方面 做的不太好。 一些廠家利用地方政府招商引資提供的方便條件 一哄而上，將環(huán)境因素拋于腦后， 以 至 于產(chǎn)能 擴(kuò)張 提高 很快 、環(huán)境 問題置之不顧、生產(chǎn)成本居高不下 、 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力提升不上去 ， 從而導(dǎo)致了擴(kuò)產(chǎn)不增收， 和世界上其他大的多晶硅硅料生產(chǎn)商根本無法抗衡。國(guó)際上多晶硅 廠商 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。 所以，對(duì)當(dāng)前中國(guó)的多晶硅硅料生產(chǎn)廠家來說，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。 總之 ， 國(guó)內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè) 的興起， 源 自 2021 年以來 國(guó)內(nèi)外太陽能電池行業(yè)呈爆炸式的 發(fā)展 ，造成全球多晶硅原料緊缺，價(jià)格 也 隨之暴漲，每公斤價(jià)格達(dá)到 500 美元 。 但 去年 次貸 危機(jī) 的到來 ，使得國(guó)內(nèi) 多晶硅企業(yè)受到較大沖擊。這次 危機(jī)使全球經(jīng)濟(jì) 衰退，對(duì)多晶硅的需求也明顯減少，價(jià)格 下 跌， 跌至 目前的 每公斤 60～ 70 美元 。 隨著硅料暴利時(shí)代 的 結(jié)束 ， 國(guó)內(nèi)多晶硅 生產(chǎn)企業(yè) 將面臨 一 次 洗牌 過程 。 三 全球 生產(chǎn)多晶硅企業(yè) 情況 目前，全球多晶硅材料的生產(chǎn)由 七 家 國(guó)際 大公司所主導(dǎo)，除 美國(guó)Hemlock 和 德國(guó) 瓦克之外，還包括美國(guó) MEMC 公司 、挪威的 REC 公 24 司 以及日本的三菱 公司 、住友鈦 公司 和德山 公司 。預(yù)計(jì) 今 年上述 七 家公司的多晶硅產(chǎn)量之和約占全球總產(chǎn)量的 70%，如果以銷售收入計(jì)算，七 家公司的銷售收入之和更將占全球銷售收入的 80%以上。根據(jù)各家公司的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃 預(yù)測(cè) ，到 2021 年， 七 大多晶硅巨頭總產(chǎn)能將達(dá)到 每年 萬噸。 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，太陽能產(chǎn)業(yè)的 多晶硅需求量還在繼續(xù)