多晶硅是怎样的科普篇?
光伏最近很火,各种空方言论也层出不穷。关于多晶硅料,居然还有人说因为污染大能耗高,都是国外不要的东西,国内捡来做。这是多么愚昧的认知,所以我想科普下硅料。
多晶硅是光伏产业的最原始的材料,经过拉棒、切片、做电池、封装形成光伏电池组件。在21世纪的头二十年里,多晶硅价格如梦幻泡影一样,伴随着是光伏枭雄的起落。十年前,硅料是中国的掐脖子科目之一。2009年是个转折点,保利协鑫发明了冷氢化工艺,中国量产多晶硅开始发力,一骑绝尘,多晶硅的价格一路下坡,中国即将成为全球能源输出大国的星星之火点燃了。
一、硅料是一个污染大、消耗高的产业?
关于这个命题,要从工艺开始说起。目前主流提纯方法是改良西门子法。
改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。其主要技术是:大直径对棒节能型还原炉技术,导热油循环冷却还原炉技术,还原炉尾气封闭式干法回收技术以及副产品SiCl4氢化生成SiHCl3技术。优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术,对环境不产生污染。
能耗方面,主要是电耗和水耗,2019年1千克硅消耗70度电,0.13吨水,未来还会下降。多晶硅厂多建设在电力充沛的西部地区,电本来就不缺,所以也算是充分利用。
硅单耗,为1.11,意味着有0.11的硅是消耗掉,利用率算挺高的,未来单耗还会降低。余热利用率为80%,可以说利用率也相当高了。
综上,你自己判断吧。
二、颗粒硅是啥
今年9月,保利协鑫5.4万吨颗粒硅开工。颗粒硅是啥,简单科普下。当前商业化的两种多晶硅生产方法有改良西门子法和硅烷流化床法,前者生产的是棒状硅,后者是颗粒硅。借用下协鑫颗粒硅的PPT,帮助理解。
2019年,国内改良西门子法的产量占比为97.5%。那协鑫搞个颗粒硅做啥子。颗粒硅自然有优势,尤其对单晶硅棒的连续加料技术。单晶硅拉棒的时候,要不断加料,这个料的颗粒大小就有要求。棒状硅形成的致密料块头大,得破碎,就有破碎成本。但颗粒硅出生那一刻就是颗粒,不用破碎。同时,颗粒硅对单晶炉友好,还省工。此外,硅烷流化床法电耗低,为西门子法的一半以下。那为何不推广,估计是技术成熟度的问题。2014年,协鑫就有万吨颗粒硅的产能,但也没搞起来。
说这么多,就为了抛出一个话题,颗粒硅可能是多晶硅的发展方向。
三、多晶硅的竞争格局
多晶硅产业集中度高,主要公司的个数和产能掐指能算。
四、多晶硅的供需关系
根据天风证券的测算,2021年全球装机量160GW,单瓦硅料消耗2.82克,2021年需要单晶致密料45.08万吨。
供给方面的话,按照2020年产能,是高于50万吨。按照经济效益来看,低成本的产能全开,直到最高能开工的成本。天风证券预测的是8-8.5万元/吨。
五、多晶硅是不是一门好生意
判断一门好生意,一看护城河,二看后发优势。多晶硅寡头垄断格局已定,护城河还是深的,10亿一万吨的投资成本算是一道小河,报批是一道,精细化和安全经营也是一道,对于斤斤计较的光伏行业,谁的成本做的低,谁的河就深,通威就很深。至于后发优势,多晶硅产业目前不存在,西门子法已经很成熟,而且设备投资成本已经比较低了,下降空间有限,所以新进入者没有后发优势。
因此,寡头们只要在自己的田地里精耕细作,若天公作美(全球新增装机量不断增加),那必定是坐享其成。至于硅烷流化床法是否会替代西门子法,短时间应该不会,就算将来替代了,也是寡头们在自己的田地里玩。
在光伏平价时代,全球新增装机量肯定是不断增加的,这是能源安全问题。设想下,有一天我国的能源自给自足,而且安全清洁,心里该有多踏实,还会小担心阿三封锁马六甲么。同样,外国人也会这么想,在自己家里搞足够多的太阳能板,再配上些储能,不要煤不要油。
在这种假设下,多晶硅是一门烦恼不多的好生意。
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