在日前召開的“2009國際多晶硅及光伏產(chǎn)業(yè)(淮南)峰會”上，改良西門子法這一國際主流多晶硅制造工藝成為與會代表的眾矢之的。會議的背景正是9月底國務(wù)院發(fā)布的38號文(《關(guān)于抑制 部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》)，除了將多晶硅制造劃入高耗能和高污染的“黑名單”外，38號文還對國內(nèi)多晶硅制造從生產(chǎn)規(guī)模和用地規(guī)模作出了規(guī)定。
這一紙限令，讓采用硅烷法、冶金法等工藝制備多晶硅的企業(yè)看到了重新改寫市場格局的機會。而此前，改良西門子法壟斷多晶硅制造市場已經(jīng)多年，市場占有率高達80%。
這一次，是不是又只是一次叫板？
改良西門子法：罪魁禍首還是冤大頭？
一波未平，一波又起。
由于西方金融危機的影響，多晶硅價格在2008年到2009年間經(jīng)歷了戲劇性的價格變化：2008年年初，多晶硅曾高達500美元/公斤，而到 2009年初時，已經(jīng)跌至80美元/公斤。9月底，38號文的出臺再次將處于行業(yè)低谷的國內(nèi)多晶硅制造企業(yè)置于“高能耗”、“高污染”的聲討之中。
“我國的光伏產(chǎn)業(yè)剛剛起步，而現(xiàn)在國內(nèi)很多多晶硅項目技術(shù)不是很先進，很多制造工藝是在低水平的競爭，政府希望提高多晶硅制造行業(yè)的門檻，限制無序高能耗、低技術(shù)水平的重復(fù)建設(shè)，同時促進新技術(shù)的研究和發(fā)展。”中國化工信息副總工程師程長進如是對筆者解讀38號文。
中國工程院院士聞立時則指出，國內(nèi)部分企業(yè)應(yīng)用一些老的技術(shù)進行多晶硅制造時，除了耗電量十分巨大外，每提純一噸多晶硅就會有八噸以上的四氯化硅副產(chǎn)品產(chǎn)出，以及三氯氫硅、氯氣等廢液廢氣排出，是高能耗和高污染的始作俑者。而他所指的“老技術(shù)”，正是國內(nèi)目前應(yīng)用最為廣泛的改良西門子法。
多晶硅的制備工藝過程是硅原料的提純過程，是將2N(一個N即表示一個9，2N即表示99%)的工業(yè)硅提純到7~11N的高純硅工藝過程。這是一個能耗較高的產(chǎn)業(yè)，平均每噸多晶硅的電耗在20萬千瓦時以上，提純一噸多晶硅，投資高達70~100萬元人民幣。在多晶硅制造的技術(shù)方面，多種生產(chǎn)工藝路線并存。主要有改良西門子法、硅烷法和冶金法。而國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)是改良西門子法，約占在建和已運行多晶硅項目的80%，產(chǎn)能達到近10萬噸。
“現(xiàn)在對于改良西門子法的爭論很大，我認為焦點不在于產(chǎn)能大小，關(guān)鍵在能耗和成本。如今歐洲和其他國家的多晶硅市場正在逐步回暖，需求也會逐漸回升，如果能耗和成本能降下來，10萬噸也不一定夠用。”聞立時解釋，國外大型企業(yè)使用改良西門子法的綜合能耗在150度/千克左右，國內(nèi)在 250~300度/千克之間，有的甚至達到400度/千克。而國內(nèi)的成本也在60美元/千克左右，是國際大廠生產(chǎn)成本的兩倍。
“政府對于多晶硅的排放和單位能耗進行限制是十分正確的，但是高污染高能耗兩頂帽子只能扣在目前的改良西門子法一種工藝的頭上。”有代表直言。
面對這樣的集體發(fā)難，四川永祥多晶硅有限公司副總經(jīng)理易正義則并不同意。“對于改良西門子法生產(chǎn)多晶硅高污染高能耗的說法我持保留意見，國內(nèi)在 2005年之后實現(xiàn)閉路循環(huán)生產(chǎn)后，基本沒有污染了，生產(chǎn)過程中不可避免的廢氣排放跟一些化工公司相比也根本就不算什么。”在他看來，改良西門子法是如今國際和國內(nèi)市場的主流多晶硅制造應(yīng)用工藝，2010年仍會有70%~80%的占有率。
據(jù)筆者了解，改良西門子法的閉路循環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)適合于建成年產(chǎn)3000噸以上的大型多晶硅工廠，而要建立起這樣的生產(chǎn)流程需要大量的資金以及較高的技術(shù)要求，目前國內(nèi)能掌握此項技術(shù)的生產(chǎn)企業(yè)并不多。
聞立時院士認為，改良西門子法在國內(nèi)多晶硅制造領(lǐng)域的壟斷地位將會很快發(fā)生改變。“這種制作工藝封閉且保守，如今流化床法、冶金法等能耗低和成本低的優(yōu)勢已經(jīng)漸漸顯現(xiàn)。”
新工藝趁勢出擊
根據(jù)38號文要求，未來新建多晶硅項目太陽能級多晶硅還原電耗要小于60度/千克，而作為目前最先進的工藝，改良西門子法也不到這個水平，這意味著國家今后將不會再審批此類多晶硅項目，新一代低成本多晶硅工藝技術(shù)的研究也開始空前活躍。
跟冶金法比較而言，硅烷法、流化床法等都在降低能耗和成本上有較大優(yōu)勢。據(jù)筆者了解，冶金法的成本優(yōu)勢最為明顯，每公斤10~20美元是目前所知最低的生產(chǎn)成本，其綜合電耗能控制在50度/千克，不過其弱勢也比較明顯：物理的冶金法難以保證多晶硅的純度以及穩(wěn)定性。
“冶金法多晶硅產(chǎn)業(yè)目標是在三年內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。”上海普羅新能源有限公司總裁史對筆者介紹，電池轉(zhuǎn)化效率從10%上升到15%，改良西門子法用了6年時間，而冶金法只用了兩年時間，并有希望在2010年達到改良西門子法制備多晶硅電池的轉(zhuǎn)化率。面對冶金法制造多晶硅目前大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還存在純度不夠等問題，史強調(diào)，太陽能所需多晶硅純度只要求6N左右，7N以上多晶硅反而無法用來直接作太陽能電池，還需摻入硼或磷來降低純度。“直接生產(chǎn)6N 太陽能多晶硅工藝開始被人們所探索，而冶金法制備多晶硅純度在4~6N，是目前規(guī)�；a(chǎn)前景最好的新工藝之一。”
同時希望進入這一領(lǐng)域的，還有湖北武大有機硅新材料股份有限公司推出的以烷氧基硅烷為基礎(chǔ)的多晶硅制造體系。據(jù)該公司總經(jīng)理廖俊介紹，該工業(yè)體系是在綜合了眾多制備多晶硅的技術(shù)路線的基礎(chǔ)上提出的新體系，相對于改良西門子法，降耗達60%~80%，綜合后的最后成本低于20美元/公斤。
不過廖俊也表示，該體系如果要產(chǎn)業(yè)化估計還要等3年以上。“目前還都在單打獨斗，希望與下游有經(jīng)驗的企業(yè)合作來加快工業(yè)化進程。”
孤軍奮戰(zhàn)的不止這一個。據(jù)了解，冶金法制備多晶硅雖然在今年9月已經(jīng)在廈門成立了冶金法太陽能多晶硅產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，但目前已建和在建的多晶硅項目在整個市場占有率仍然是個位數(shù)。
也有業(yè)內(nèi)人士發(fā)出呼吁，國內(nèi)各多晶硅制造企業(yè)應(yīng)該成立一個統(tǒng)一的多晶硅戰(zhàn)略聯(lián)盟。“與其相互為敵互相指證，不如聯(lián)合起來解決問題，為行業(yè)問題尋求政策支持，促進光伏產(chǎn)業(yè)上下游的整合與合作。”
據(jù)專家介紹，未來對光伏用多晶硅的質(zhì)量要求會更高，多晶硅的暴利時代也一去不復(fù)返，行業(yè)應(yīng)該尋求理性回歸，并期待光伏發(fā)電補貼政策具體細則推出和實施。
中國可再生能源學(xué)會常務(wù)理事長馬學(xué)祿對筆者透露，光伏發(fā)電上網(wǎng)電價方面已經(jīng)有基本方案了，在1.1~1.2元之間，“這個價格在資源條件優(yōu)良和成本控制能力比較強的光伏企業(yè)來說是可行的，但對于上游產(chǎn)業(yè)的成本控制將是一個新的考驗。”馬學(xué)祿說。
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