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多晶矽是光伏行業的重要上遊環節。光伏產業鏈大致可分為上遊多晶矽、矽片,中遊電池片、組件,以及下遊光伏發電系統三大環節。其中,多晶矽作為光伏產品製造的基礎原材料,具有產能投資金額大、技術工藝複雜、投產周期長等特點,且具備較高的進入壁壘,行業附加值較高。
多晶矽按照產品純度的不同,可分為工業矽、冶金級多晶矽、太陽能級別多晶矽、及電子級別多晶矽。用於光伏生產的是太陽能級多晶矽,一般純度在 6N~9N 之間,國標根據具體的參數差異將太陽能級多晶矽分為太陽能一級、太陽能二級、太陽能三級。電子級別的多晶矽對於產品純度要求更高,一般要求 9N 以上,應用於電力電子上的矽材料純度要求更高,通常要求純度達到 11N 以上。太陽能級多晶矽處於晶矽光伏產業的上遊環節,多晶矽料經過融化鑄錠或者拉晶切片後,可分別做成多晶矽片和單晶矽片,進而用於製造晶矽電池。
我國多晶矽產業發展至今,現已佔據全球領先地位,大致經歷了 5 個階段:
第一階段(1957-1997 年):萌芽摸索期。我國早期的多晶矽工藝研究源於 20 世紀50 年代,1955 年北京有色金屬研究總院在缺少技術和資料的情況下,自行摸索鋅還原四氯化矽工藝(杜邦法)和氫還原四氯化矽工藝(貝爾法)。此後,739廠、740 廠和 741 廠發展成為我國三大矽材料生產基地。彼時,多晶矽廠生產規模較小、工藝技術落後、消耗大、成本高,全國的多晶矽總產能始終在年產數十噸的規模徘徊。
第二階段(1997-2005 年):產業化起步期。自 1996 年開始,在國家經貿委的支持下,峨眉半導體廠開始 100 噸/年多晶矽產業化關鍵技術研究。2002 年四川新光開工建設國內首條千噸級多晶矽生產示範線,2005 年洛陽中矽投產 300 噸多晶矽產業化項目,標誌著我國打破國外的技術封鎖,形成多晶矽規模化生產技術體系。
第三階段(2005-2009 年):蓬勃發展期。2005 年之後,受太陽能級多晶矽市場需求影響和在多晶矽生產線示範項目的帶動下,國內資本開始大舉進入多晶矽領域,多晶矽產業規模迅速擴大,年產量從兩三百噸發展至兩萬噸,使得我國光伏產業原材料的自給率由幾乎為零提高至 50%左右,擺脫了光伏產業原材料依賴進口的局面,為產業健康發展奠定了基礎。同時,國內多晶矽生產技術實現快速突破,採用改良西門子法的企業基本掌握千噸級規模化生產關鍵技術,關鍵設備的國產化進程加速,生產工藝不斷優化,大規模化生產的穩定性逐步提高。
第四階段(2009-2013 年):市場調整期。在多晶矽利潤率大增的情況下,各路資本湧入多晶矽投資領域,使多晶矽產能虛增。2009 年「國發 38 號文」,將多晶矽行業定為產能過剩行業,加上國外傾銷壓制和信貸緊縮使我國多晶矽產業陷入泥潭。至 2013 年上半年,全國在產的多晶矽企業僅為 7 家,多數產能在 1000 到 3000 噸之間的多晶矽工廠倒閉。
第五階段(2013 年至今):領先全球期。2013 年,國務院出臺《關於促進光伏產業健康發展的若干意見》,並發文將多晶矽從產能過剩行業中摘除,國內光伏市場開始規模化擴大,再加上我國相繼對美、韓、德等出臺多晶矽反傾銷、反補貼等政策,我國多晶矽產業迎來黃金髮展期。國內多晶矽市場需求開始擴大,產品價格也逐步提升,國內多家多晶矽企業開始復產。同時,多晶矽生產布局更加優化,逐步往能源價格窪地如西北等地區轉移,生產設備也更為先進。
2019 年,全國多晶矽產量達 34.2 萬噸,市場佔比達 66.9%,產能總規模達 45.2 萬噸,佔比達 69.2%,連續 7 年產量位居全球首位。
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