先进工艺成世界主流
三氯氢硅氢还原法成为世界主流工艺,我国新增产能多采用此法。
全球多晶硅产业化生产工艺有三氯氢硅氢还原法(或称改良西门子工艺)和硅烷法两种工艺,前者占世界总产能的90%。经过安全、环保、质量、能耗、成本和规模化生产等多因素综合比较,经市场淘汰,三氯氢硅氢还原法成为世界主流工艺。该工艺技术在近几年获得大幅提升,我国99%的多晶硅产量来源于此,其各项技术成就如下:
1.多晶硅还原炉。还原炉的大小、多少和能耗决定了多晶硅生产企业的生产规模和生产成本,目前国内有9对棒、12对棒、18对棒、24对棒、30对棒、36对棒等各种大小的还原炉。产业化主流设备为24对棒节能还原炉,单炉产量最高可达7吨以上,是10年前单炉产量300公斤的23倍;还原直接电耗也由300kwh/公斤降低到50~60kwh/公斤;综合能耗也由400kwh/公斤降低到90~120kwh/公斤。目前正在研究和试用的还原炉有36对棒、48对棒、60对棒等更大型的还原炉,节能效果会更显著。
2.副产物四氯化硅利用氢化技术。自主开发了冷氢化技术,消化吸收再创新地实现了高温氢化技术产业化,以及氯氢化技术产业化,转化率显著提高,能耗降低50%。将多晶硅副产物四氯化硅转化为三氯氢硅原料,返回系统使用;少量不能氢化返回的低品质四氯化硅经提纯后用于气相白炭黑生产,副产物循环利用率99%以上,实现了闭路循环,有效地解决了副产物污染问题,显著降低了生产成本。
3.还原尾气干法回收技术。成功研发了具有自主知识产权的多晶硅尾气回收系统,单条线处理能力达到30000Nm3/h,能够满足年产5000吨及以上规模多晶硅项目建设需求,系统能耗低于引进技术20%,回收利用率99%以上,实现清洁生产。
4.高效提纯技术。开发了高效筛板塔、高效填料塔、热偶合技术,实现了高效、节能提纯产业化,电子级产品可达总产能的20%。已有用户试用,初步奠定产业化基础。
5.软实力显著提升。建立了多晶硅产业国家核心标准体系,建成了多晶硅制备技术国家工程实验室公共研发平台,拥有一大批技术、管理人才,为产业发展奠定坚实基础。
产业形势依然严峻
美、韩企业低价倾销,导致我国多晶硅行业全面亏损。
我国已形成三氯氢硅氢还原生产多晶硅的主流工艺,产能位居前6名的企业生产的多晶硅占全国产量的80%。经过近年来的努力,企业综合耗能和生产成本降低了60%以上,副产物的回收利用率在98.5%以上,实现了清洁生产,大型企业的能耗和成本已达到国际先进水平。我国多晶硅生产已能满足国内下游企业需求的50%,为我国光伏产业参与国际竞争打下了良好基础。
2011年以来,一方面在欧债危机的影响下,欧洲各国调整光伏补贴政策;另一方面,美国、欧盟对中国光伏实施“双反”贸易调查,限制打压中国光伏产品出口。中国光伏企业面临着减产、停产、破产的严峻局面。多晶硅市场上,美、韩企业在国家政治、经济政策的支持下,乘机向我国市场低价倾销,导致我国多晶硅行业全面亏损,43家多晶硅工厂已停产37家,仅6家企业维持生产,产业形势严峻。
扭转这种局面最好的办法是加快国内光伏发电市场开发,使中国制造的清洁能源在国内发挥作用,让中国由最大光伏制造国变为最大应用国,造福子孙后代。