多晶硅生产工艺变局暴利时代一去难返

在“高耗能和高成本”两大罪状之下，如何破解国内多晶硅产业过热的政策调控魔咒？　　在日前召开的“2009国际多晶硅及光伏产业(淮南)峰会”上，改良西门子法这一国际主流多晶硅制造工艺成为与会代表的众矢之的。会议的背景正是9月底国务院发布的38号文(《关于抑制 　部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干
意见》)，除了将多晶硅制造划入高耗能和高污染的“黑名单”外，38号文还对国内多晶硅制造从生产规模和用地规模作出了规定。　　这一纸限令，让采用硅烷法、冶金法等工艺制备多晶硅的企业看到了重新改写市场格局的机会。而此前，改良西门子法垄断多晶硅制造市场已经多年，市场占有率高达80%。　　这一次，是不是又只是一次叫板？　　改良西门子法：罪魁祸首还是冤大头？　　一波未平，一波又起。　　由于西方金融危机的影响，多晶硅价格在2008年到2009年间经历了戏剧性的价格变化：2008年年初，多晶硅曾高达500美元/公斤，而到 2009年初时，已经跌至80美元/公斤。9月底，38号文的出台再次将处于行业低谷的国内多晶硅制造企业置于“高能耗”、“高污染”的声讨之中。　　“我国的光伏产业刚刚起步，而现在国内很多多晶硅项目技术不是很先进，很多制造工艺是在低水平的竞争，政府希望提高多晶硅制造行业的门槛，限制无序高能耗、低技术水平的重复建设，同时促进新技术的研究和发展。”中国化工信息副总工程师程长进如是对笔者解读38号文。　　中国工程院院士闻立时则指出，国内部分企业应用一些老的技术进行多晶硅制造时，除了耗电量十分巨大外，每提纯一吨多晶硅就会有八吨以上的四氯化硅副产品产出，以及三氯氢硅、氯气等废液废气排出，是高能耗和高污染的始作俑者。而他所指的“老技术”，正是国内目前应用最为广泛的改良西门子法。　　多晶硅的制备工艺过程是硅原料的提纯过程，是将2N(一个N即表示一个9，2N即表示99%)的工业硅提纯到7~11N的高纯硅工艺过程。这是一个能耗较高的产业，平均每吨多晶硅的电耗在20万千瓦时以上，提纯一吨多晶硅，投资高达70~100万元人民币。在多晶硅制造的技术方面，多种生产工艺路线并存。主要有改良西门子法、硅烷法和冶金法。而国内应用最为广泛的技术是改良西门子法，约占在建和已运行多晶硅项目的80%，产能达到近10万吨。　　“现在对于改良西门子法的争论很大，我认为焦点不在于产能大小，关键在能耗和成本。如今欧洲和其他国家的多晶硅市场正在逐步回暖，需求也会逐渐回升，如果能耗和成本能降下来，10万吨也不一定够用。”闻立时解释，国外大型企业使用改良西门子法的综合能耗在150度/千克左右，国内在 250~300度/千克之间，有的甚至达到400度/千克。而国内的成本也在60美元/千克左右，是国际大厂生产成本的两倍。　　“政府对于多晶硅的排放和单位能耗进行限制是十分正确的，但是高污染高能耗两顶帽子只能扣在目前的改良西门子法一种工艺的头上。”有代表直言。　　面对这样的集体发难，四川永祥多晶硅有限公司副总经理易正义则并不同意。“对于改良西门子法生产多晶硅高污染高能耗的说法我持保留意见，国内在 2005年之后实现闭路循环生产后，基本没有污染了，生产过程中不可避免的废气排放跟一些化工公司相比也根本就不算什么。”在他看来，改良西门子法是如今国际和国内市场的主流多晶硅制造应用工艺，2010年仍会有70%~80%的占有率。　　据笔者了解，改良西门子法的闭路循环生产系统适合于建成年产3000吨以上的大型多晶硅工厂，而要建立起这样的生产流程需要大量的资金以及较高的技术要求，目前国内能掌握此项技术的生产企业并不多。　　闻立时院士认为，改良西门子法在国内多晶硅制造领域的垄断地位将会很快发生改变。“这种制作工艺封闭且保守，如今流化床法、冶金法等能耗低和成本低的优势已经渐渐显现。”　　新工艺趁势出击　　根据38号文要求，未来新建多晶硅项目太阳能级多晶硅还原电耗要小于60度/千克，而作为目前最先进的工艺，改良西门子法也不到这个水平，这意味着国家今后将不会再审批此类多晶硅项目，新一代低成本多晶硅工艺技术的研究也开始空前活跃。　　跟冶金法比较而言，硅烷法、流化床法等都在降低能耗和成本上有较大优势。据笔者了解，冶金法的成本优势最为明显，每公斤10~20美元是目前所知最低的生产成本，其综合电耗能控制在50度/千克，不过其弱势也比较明显：物理的冶金法难以保证多晶硅的纯度以及稳定性。　　“冶金法多晶硅产业目标是在三年内实现大规模产业化。”上海普罗新能源有限公司总裁史对笔者介绍，电池转化效率从10%上升到15%，改良西门子法用了6年时间，而冶金法只用了两年时间，并有希望在2010年达到改良西门子法制备多晶硅电池的转化率。面对冶金法制造多晶硅目前大规模产业化还存在纯度不够等问题，史强调，太阳能所需多晶硅纯度只要求6N左右，7N以上多晶硅反而无法用来直接作太阳能电池，还需掺入硼或磷来降低纯度。“直接生产6N太阳能多晶硅工艺开始被人们所探索，而冶金法制备多晶硅纯度在4~6N，是目前规模化生产前景最好的新工艺之一。”　　同时希望进入这一领域的，还有湖北武大有机硅新材料股份有限公司推出的以烷氧基硅烷为基础的多晶硅制造体系。据该公司总经理廖俊介绍，该工业体系是在综合了众多制备多晶硅的技术路线的基础上提出的新体系，相对于改良西门子法，降耗达60%~80%，综合后的最后成本低于20美元/公斤。　　不过廖俊也表示，该体系如果要产业化估计还要等3年以上。“目前还都在单打独斗，希望与下游有经验的企业合作来加快工业化进程。”　　孤军奋战的不止这一个。据了解，冶金法制备多晶硅虽然在今年9月已经在厦门成立了冶金法太阳能多晶硅产业技术创新战略联盟，但目前已建和在建的多晶硅项目在整个市场占有率仍然是个位数。　　也有业内人士发出呼吁，国内各多晶硅制造企业应该成立一个统一的多晶硅战略联盟。“与其相互为敌互相指证，不如联合起来解决问题，为行业问题寻求政策支持，促进光伏产业上下游的整合与合作。”　　据专家介绍，未来对光伏用多晶硅的质量要求会更高，多晶硅的暴利时代也一去不复返，行业应该寻求理性回归，并期待光伏发电补贴政策具体细则推出和实施。　　中国可再生能源学会常务理事长马学禄对笔者透露，光伏发电上网电价方面已经有基本方案了，在1.1~1.2元之间，“这个价格在资源条件优良和成本控制能力比较强的光伏企业来说是可行的，但对于上游产业的成本控制将是一个新的考验。”马学禄说。