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點石成金:“矽業報國”不僅是理念

矽資源在地殼中極為豐富,僅次于氧,占地殼總重的1/4還多,以二氧化矽或矽酸鹽形式存在。矽具有良好特性,有“點石成金”之效,廣泛應用于精密鑄造、矽橡膠、超大規模內建電路、航空航天等生産領域。

中國是全球主要的金屬矽(又稱結晶矽或工業矽)産地。随着國家節能減排和生态文明建設步伐的加快,很多新興的能源企業建設了金屬矽、多晶矽、單晶矽、太陽能電池等一系列的循環産業鍊條。

多晶矽,很多人對它并不陌生。太陽能電池闆、內建電路晶片等都是由其生産制作而成。在行業内,多晶矽有着“上帝賜給人類的寶石”的美稱。當太陽光照射到矽晶體上時,就會産生電勢。據此人們成功地研制出了太陽能電池,并開始了太陽能發電。20世紀70年代以後,随着人們對全球性能源危機和環境惡化問題認識的深化,太陽能這一可再生潔淨能源的利用受到了普遍重視,光伏産業應運而生。作為光伏産業的基礎材料——多晶矽的制備技術及其發展是以而備受矚目。目前,國際上98%以上的太陽能電池是利用矽材料制備的。矽的純度越高,光電轉換效率也越高。是以,多晶矽成為全球電子工業和光伏産業的基石。

短短十多年時間裡,多晶矽在中國太陽能領域迅速得以應用和發展。如今,中國太陽能多晶矽的總産量已經占到世界總量的50%以上。

然而,我國多晶矽産業的發展卻不是一帆風順。

雖然我國擁有豐富的矽礦資源,但在2005年以前,美、日、德等國家都将多晶矽作為戰略材料,對我國實施技術封鎖和市場壟斷,多晶矽需求幾乎全部依賴進口。

2007年堪稱中國“多晶矽元年”,當年,中國多晶矽産量首超千噸。2008年,國外媒體針對我國多晶矽生産造成污染進行了不實報道,打壓剛剛興起的中國多晶矽産業。在技術受制于人的情況下,國内多晶矽行業的生産水準、規模、成本、能耗、污染等問題備受诟病。2010年,我國光伏産業遭遇美、韓多晶矽低價傾銷。2012年又遭到了歐美對光伏終端産品的“雙反”制裁。

愈挫愈勇。經過多年努力,如今,單就光伏産業而言,我國目前市場規模已達到3600億元,很多中國企業的光伏發電産品遠銷海外。

奮力彎道超車

随着全球多晶矽需求的增長,其用量和價格也快速增加和上漲,矽礦産業的開發利用前景良好。

我國多晶矽的老牌生産企業——中國恩菲工程技術有限公司(下稱“中國恩菲”)子公司洛陽中矽高科技有限公司(以下簡稱“中矽高科”)是一家高新技術型多晶矽生産企業,其用“以技術帶動研發,研發帶動産業,産業形成技術提升的研發與生産雙螺旋上升”的方式,踐行“矽業報國”的理念。

實際上,我國多晶矽産業在發展初期曾經曆過一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”階段。而今,不少企業已經做到近“零”排放。中國恩菲不僅能夠使幾乎100%的四氯化矽和三氯氫矽循環利用,還能夠“廢物利用”,衍生價值。“我們高新技術企業就是這樣,不斷研發,别人都做得很好的領域,我們就退出,轉而研發國内技術欠缺的領域。”洛陽中矽高科董事長李愛民說。

就在我國多晶矽産業快速發展時,2012年,歐美國家對我國光伏産業進行了“雙反”調查,使我國的光伏産品被攔在了歐美國家的國門之外。據介紹,歐美國家的多晶矽企業通過簽訂長單合同鎖定大量客戶,保障利潤長期化,再通過簽訂短單合同低價打壓中國的新興産業。幾番打壓下來,到2012年,我國多晶矽行業全産業虧損,40多家企業停産,大批從國外進口的價值數十億元的裝置打了水漂。

海外市場受阻刺激了光伏内需市場的快速發展,進而促進了我國能源結構的調整。随着光伏内需市場的快速啟動,我國多晶矽産業肩負起了發展新能源的重任。

唯有技術降本

對于多晶矽産業而言,用電成本占據了其總成本的約30%~50%,因而降低成本成為多晶矽生産企業考慮的重要因素之一。

瞄準新疆、内蒙古等西部地區的低電價優勢,國内知名多晶矽生産企業紛紛将産能向西部轉移。在衆多的多晶矽生産企業中,中國恩菲顯得有些特立獨行:其多晶矽生産基地地處洛陽,這裡電價超過0.5元/千瓦時,遠高于新疆地區0.2元/千瓦時。但企業仍然能夠保證正常的盈利水準,秘訣就是堅持将技術研發和應用有機融合,降低能耗量。

高純多晶矽的生産過程是将高純三氯氫矽用高純氫氣還原成高純多晶矽的過程,其能耗占總能耗超過50%,是實作多晶矽生産環節節能降耗的重點。中國恩菲多晶矽研發團隊創新工藝技術,持續大幅提高多晶矽節能還原爐單爐年産量,為萬噸級多晶矽生産線和節能技改提供了技術支撐。同時他們将整個多晶矽工廠及周邊的各種能源要素通盤考慮,冷熱綜合利用,為多晶矽低成本、低能耗經濟運作創造條件。

目前,中國恩菲生産電耗為75千瓦時/千克以下,業内領先。“多晶矽這個産業太朝陽了,矽産業鍊的延伸還很廣,還要繼續研發。”李愛民表示。也正因為如此,多晶矽産業的創新研究就極為重要。中國恩菲擁有我國唯一的多晶矽制備技術國家工程實驗室,公司2016年投入研發的費用約占其銷售收入的4.7%。

持續研發與提升多晶矽工藝技術及裝備水準,進一步節能、減耗、降本,是多晶矽行業生存和發展的不二選擇,也是獨立自主發展我國光伏産業的必經之路。經過8年的不懈努力和技術研發,如今我國多晶矽綜合能耗大大降低,市場價格由10年前的每噸325萬元降低到如今的每噸9萬元至12萬元,自主知識産權為我國光伏産業發展奠定了基礎。

如今,以多晶矽為原料制造的光伏發電在農村電氣化、通信行業、大型地面電站、光伏精準扶貧等方面實作快速發展。據媒體披露,在我國騰格裡沙漠的邊緣有一處60兆瓦光伏電站。起初建站時,這些太陽能電池闆下方還是一片沙漠。漸漸地,由于電池闆遮擋日照,減少了地面水分蒸發,沙化嚴重的土地上慢慢長出了草。後來,電站管理部門養了二十幾隻羊吃草,到如今羊群已繁殖到上百隻。光伏電站的建設,除了進行發電外,還幫助當地實作了生态修複,綠色養殖。

過剩還是不足?

無論是在國家發改委等政府部門,還是在投資界,抑或光伏産業内部,提到我國的多晶矽市場,普遍的觀感是産能過剩。真的是這樣的嗎?有業内分析人士認為,其實問題症結在于,我國的絕大多數多晶矽的産能并不是有效産能。

資料顯示,如果将在20萬元/噸的價格水準下還能生産的産能稱為有效産能的話,2014年,我國多晶矽的有效産能僅為8萬噸,隻占我國多晶矽需求量的40%出頭,進口多晶矽數量大約占了57%。其餘的約10萬噸産能已經成為無效産能,不少多晶矽工廠的裝置已經永久報廢并拆除。

另有資料顯示,2015年國内多晶矽廠家僅生産了約7.4萬噸多晶矽。但與此同時,國内的2015年的光伏元件産量比上年有約16%的增長,元件的增加必然代表多晶矽用量的增加。是以,2015年多晶矽的需求中的增量部分全部是由進口多晶矽滿足的。

資料無言,但最具有說服力。由此可見,多晶矽産業并不是過剩,而是正如李愛民所說“這個産業太朝陽了”。

國家能源局釋出的《太陽能發展“十三五”規劃》 提出,到2020年,光伏發電電價水準在2015年基礎上下降50%以上,在用電側實作平價上網目标。李愛民認為,多晶矽價格的下降有助于推進光伏平價上網的程序。這對于多晶矽品質的提升提出了更高的要求,而不僅僅是生産重複的過程。他希望技術創新型企業能夠得到更多的關注,并呼籲多晶矽生産企業在看到西部低電價機遇的同時,能夠關注技術的創新和提升。“這樣,産業才能得到健康有序的發展。”李愛民說。

本文轉自d1net(轉載)