【正文】 市、上饒市、南昌市 福建省 福州市、廈門市、龍巖市 上海市 南匯區(qū)、松江區(qū)、嘉定區(qū) 、閔行區(qū) 浙江省 杭州市、蕭山市、嘉興市、 寧波市、臺(tái)州市、衢州市 等 廣東省 深圳市、三水市 湖南省 長沙市、益陽市、衡陽市、常德市、湘潭市、株洲市 湖北省 武漢市、宜昌市 安徽省 天長市 河南省 洛陽市、鶴壁市 河北省 保定市、邢臺(tái)市 、廊坊市 、唐山市 寧 夏 銀川市、吳忠市 陜西省 西安市 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 四川省 成都市 、樂山市、綿陽市 遼寧省 錦州市、遼陽市 青海省 西寧市 近兩 年， 我國的太陽能光伏制造業(yè)已躋身世界首位 ， 成為繼日、廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 12 德之后世界 第三大光伏產(chǎn)業(yè) 國， 太陽能電池的年產(chǎn)量占世界份額的比重逐年增加， 見表 1— 3。 表 1— 3： 20xx～ 20xx 年 全球及中國太陽能電池產(chǎn)量 3000 5200 9400 120xx 14000 17000 1656 2561 4000 6850 5500 9500 350 1200 20xx 6000 7700 11000 139 438 1088 2570 2300 4300 % % % % % % 一批太陽能 光伏企業(yè)快速成長為行業(yè)的領(lǐng)頭羊， 硅 太陽能電池 工藝中 新技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化嶄露頭角 。 因此 ， 光伏 產(chǎn)業(yè)已成為全國許多地區(qū)的發(fā)展重點(diǎn)和投資熱點(diǎn)，即使是在當(dāng)前國際金融危機(jī)的大環(huán)境下，投資和發(fā)展的熱情依然不減，且有方興未艾之勢(shì)。 表 1— 4： 20xx 年度全國太陽能光伏設(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 萬人。太陽能 電池 組件封裝 產(chǎn)能 20xx 年達(dá)到 4000MW，發(fā)展勢(shì)頭 十分 迅猛。 圖 1— 5：我國光伏太陽能電池裝機(jī)容量 4 %5 %7 %1 0 %1 5 %1 0 0 %2 0 0 6 2 0 0 7 2 0 0 8 2 0 0 9 ( E ) 2 0 1 0 ( E ) 2 0 2 0 ( E )2 0 0 01 5 0 00 0 05 0 008 01 0 01 4 02 0 03 0 02 0 0 0單 位 ： M W 預(yù) 計(jì) ： E 中國的太陽能電池 98%以上是出 口到國外 ， 下面是 最近三年的出廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 14 口 額 ， 20xx 年的出口額是 12 億美元， 20xx 年達(dá)到 了 35 億美元，而20xx 年已經(jīng)超過了 90 億美元。 時(shí)值全球金融危機(jī)， 據(jù)統(tǒng)計(jì) 今年 上半年 太陽能電池的出口量，與20xx 年同期相比下降 幅度 在 15%左右 。 晶體硅太陽電池具有轉(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、制造成本高等問題。 隨著科研投入的加大，必將使薄膜太陽能電池得到大的發(fā)展，并促使其一、二種獲得突破，將會(huì)使太陽能 電池格局得到極大的改觀 。 因此，今 后研究的重點(diǎn)除繼續(xù)開發(fā)新的電池材料外，應(yīng)集中到如何降低成本上來。因此，在 保證轉(zhuǎn)換效率仍較高的情況下降低 晶硅材料 成本就顯得尤為重要， 也是今后太陽能電池發(fā)展急需解決的問題 ，正在引起整個(gè)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重視。 國外廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 15 太陽能電池行業(yè)的研究，是在良好的 自由 競爭 過程 中 產(chǎn)生 的， 各公司投入力度較大， 具有良好的基礎(chǔ)。 五 中國 太陽能 光伏 市場 中長期發(fā)展規(guī)劃 按照國家發(fā)改委編制的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，到 20xx年太陽能光伏發(fā)電總?cè)萘?300MW，其中偏遠(yuǎn)農(nóng)牧區(qū)應(yīng)用 200MW，建筑物和公共設(shè)施應(yīng)用 80MW，大型并網(wǎng)光伏電站 20MW，其他商業(yè) 應(yīng)用 30MW。建設(shè)太陽能光伏發(fā)電約 100MW，解決約 100 萬戶偏遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)牧民生活用電問題。 在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、現(xiàn)代化水平 較高的大中城市，建設(shè)與建筑物一體化的屋頂太陽能并網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)施。 同時(shí)在道路、公園、車站等公共設(shè)施照明中推廣使用光伏電源。到 20xx廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 16 年，全國將建成 1000 個(gè)屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目，總?cè)萘?50MW。 建設(shè)較大規(guī)模的太陽能光伏電站 。 到20xx 年，建成大型并網(wǎng)光伏電站總?cè)萘?20MW。 另外，光伏發(fā)電在 通訊、氣象、長距離管線、鐵路、公路等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。 六 國內(nèi)光伏 產(chǎn)業(yè) 市場 及 存在的問題 中國光伏發(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。到 去 年 年 底，中國光伏電池總產(chǎn)量超過 2500MW，光伏組件總產(chǎn)量超過 4000MW。 我國 至 20xx 年， 太陽能 光伏 電池的累計(jì)裝機(jī) 容量 達(dá)到 140MW。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 國內(nèi)市場 ， 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)市場競爭能力， 成為光伏產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的首要任務(wù)。 去 年我國總裝機(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 家 日本和 韓國， 與 中國 在世界上 的大國地位不符， 參 見 圖 1— 6。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 。 圖 1— 6： 20xx年部分國家光伏裝機(jī) 總 量所占世界比例 1 3 %2 0 %1 %3 6 %3 %2 1 %6 %其 他 國 家 總 和 和 日 本韓 國 （ 3 . 3 3 % ） 0 中 國 （ 0 . 9 3 % ） 德 國 國美 國 國 西 班 牙 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 18 國家制定的光伏發(fā)電發(fā)展目標(biāo)偏低。 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。 為了簡單敘述，我們將光伏 產(chǎn)業(yè)鏈 劃分為上游、中游、下游三個(gè) 層次。 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) 。 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) 。 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)，目前國內(nèi)有 400 多 家企業(yè)從事這方面的生產(chǎn)。 我國當(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，為全國最大。這也就意味著在新一輪的投資狂潮下，我國多晶硅產(chǎn)能將實(shí)現(xiàn)一年翻十倍的壯舉。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 20xx 年一期 工程都將建成投產(chǎn)，其他的產(chǎn)能可能在 20xx～ 20xx 年間實(shí)現(xiàn)。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。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。 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。 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 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 美國聯(lián)合碳化合物公司發(fā)明， 美國 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 美國個(gè)別公司研究應(yīng)用 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 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。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 。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 。 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。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 、德國瓦克 SiCl4 + 4HOR →Si(OR)4 + 4HCl 產(chǎn)品 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 23 應(yīng)用廣泛 MQ樹脂 用途較廣泛 市場空間有限 雖然 目前國內(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。國際上多晶硅 廠商 的生產(chǎn)成本在 每公斤 25 美元左右，而國內(nèi)的生產(chǎn)成本是 每公斤 60 美元 左右 ， 就現(xiàn)在多晶硅的市場售價(jià) 70 美元 而言，利潤空間不 大。 總之 ， 國內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè) 的興起， 源 自 20xx 年以來 國內(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 。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 。 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 國際 大公司所主導(dǎo)，除 美國Hemlock 和 德國 瓦克之外，還包括美國 MEMC 公司 、挪威的 REC 公廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 24 司 以及日本的三菱 公司 、住友鈦 公司 和德山 公司 。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 萬噸。因此，多晶硅產(chǎn)業(yè)的國際巨頭仍在擴(kuò)充產(chǎn)能，而新的競爭者也不斷加入，試圖在這個(gè) “ 暴利行業(yè) ” 分得一杯羹。根據(jù)該計(jì)劃 ， Hemlock 在田納西州的新廠初期產(chǎn)能為 13000 噸 /年，未來可將產(chǎn)能提高到 21000 噸 /年，而總投資也將增至 25 億美元。 廢砂漿回收利用項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 25 德國瓦克化學(xué)股份有限公司也宣布了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。屆時(shí)，瓦克多 晶硅業(yè)務(wù)部門的年生產(chǎn)能力將增加到 35000 噸。就在 Hemlock公司宣布其在田納西州的投資計(jì)劃之后不到兩個(gè)月，瓦克公司也宣布將投資 10 億美元在美國田納西州建設(shè)一個(gè)新的超純多晶硅生產(chǎn)基地。事實(shí)上，多晶硅材料 七 大巨頭所經(jīng)營的 十 座多晶硅工廠目前有半數(shù)位于美國。據(jù) 有關(guān)數(shù)據(jù) 顯示 ，如果采用目前主流的改良西門子法，其用電成本占總成本的 40%～ 50%，可見電價(jià)成了決定多晶硅成本的關(guān)鍵因素。 四 硅的 理化 性質(zhì)簡介 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 %。 莫氏硬度為 ，室溫下質(zhì) 硬而脆，切割時(shí)易碎裂； 常溫下不活潑，高溫熔融狀態(tài)下具有較大的化學(xué)活潑性 。 多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒， 這些晶 粒結(jié)合起來，就成多晶硅。 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。 單質(zhì)硅生產(chǎn)是高耗能行業(yè)，電耗為 每噸 10000～ 13000 度，目前