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        【原創(chuàng)】歷經(jīng)艱難的自我探索道路,保利協(xié)鑫終成“顆粒硅王”!


        來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   初心

        [導(dǎo)讀]  流化床顆粒硅工藝一直被認(rèn)為能夠顛覆當(dāng)今多晶硅主流工藝——改良西門子法,世人大多只看到了顆粒硅如今的光芒,但對(duì)于其坎坷的發(fā)展歷史,卻知之甚少。今天,中國(guó)粉體網(wǎng)小編帶你一起開(kāi)啟流化床顆粒硅的自我探索之旅。

        中國(guó)粉體網(wǎng)訊  流化床顆粒硅工藝一直被認(rèn)為能夠顛覆當(dāng)今多晶硅主流工藝——改良西門子法,世人大多只看到了顆粒硅如今的光芒,但對(duì)于其坎坷的發(fā)展歷史,卻知之甚少。今天,中國(guó)粉體網(wǎng)小編帶你一起開(kāi)啟流化床顆粒硅的自我探索之旅。

         

        圖片來(lái)源:保利協(xié)鑫官網(wǎng)

         

        一、流化床顆粒硅的早期探索

         

        早在1952年,美國(guó)聯(lián)碳公司開(kāi)發(fā)出將硅烷分解沉積在固定床上硅顆粒表面的技術(shù),這也是流化床技術(shù)最早的雛形。1961年,杜邦公司申請(qǐng)了使用三氯氫硅為原料在流化床內(nèi)生產(chǎn)顆粒硅的專利,甚至略早于西門子法的提出。德州儀器公司在60年代也嘗試過(guò)類似路線申請(qǐng)專利并建設(shè)了供內(nèi)部用料的生產(chǎn)廠,后因產(chǎn)品含碳量高關(guān)閉。

         

        其它很多公司在不同階段嘗試過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)路線和流化床設(shè)計(jì)。德國(guó)瓦克公司在2008年設(shè)計(jì)建設(shè)了年產(chǎn)650噸的流化床顆粒硅生產(chǎn)線,采用三氯硅烷作原料氣,但后來(lái)并無(wú)擴(kuò)大產(chǎn)能。為了生產(chǎn)顆粒硅,瓦克公司甚至繞圈子申請(qǐng)了一種把融熔后的硅液濺入特定溶液中冷卻,獲得顆粒硅的專利。

         

        二、國(guó)外技術(shù)最終流向國(guó)內(nèi)

         

        在2013年以前,全球僅有MEMC和REC兩家公司有商業(yè)化生產(chǎn)顆粒硅的能力。MEMC是全球著名的半導(dǎo)體材料公司,當(dāng)時(shí)公司的硅片市占率一直在20%左右,位于全球第二位,粒狀多晶硅基本上自產(chǎn)自銷,MEMC顆粒硅能達(dá)到電子級(jí)標(biāo)準(zhǔn),并用于半導(dǎo)體用單晶生產(chǎn)中。而REC是一家生產(chǎn)多晶硅圓片、光伏與太陽(yáng)能應(yīng)用所用的硅材料、以及太陽(yáng)能電池和模組的公司,從2006年開(kāi)始建設(shè)流化床顆粒硅生產(chǎn)線。

         

        受2011-2012年國(guó)際光伏貿(mào)易摩擦及補(bǔ)貼政策大幅降低的影響,國(guó)際光伏市場(chǎng)需求增速大幅下滑,國(guó)內(nèi)外光伏企業(yè)均受到較大影響。MEMC和REC公司同樣也都遭受重創(chuàng),經(jīng)營(yíng)狀況不佳,其所擁有的顆粒硅技術(shù)分別被保利協(xié)鑫和陜西有色天宏硅業(yè)通過(guò)收購(gòu)和合作的方式拿到。

         

        原本,REC公司在美國(guó)Moses Lake的太陽(yáng)能顆粒硅工廠產(chǎn)能已達(dá)到年產(chǎn)萬(wàn)噸以上,但因各種原因,目前已停業(yè)兩年。REC公司財(cái)務(wù)報(bào)告顯示其中國(guó)榆林的合資工廠有1.9萬(wàn)噸顆粒硅產(chǎn)能,但2020年上半年只產(chǎn)出了2681噸顆粒硅。

         

        除REC及其合資企業(yè)中瑞硅業(yè)有商業(yè)顆粒硅供應(yīng)外,國(guó)內(nèi)甚至全球,只有保利協(xié)鑫屬下的中能硅業(yè),實(shí)現(xiàn)了流化床太陽(yáng)能顆粒硅工藝的商業(yè)化生產(chǎn),并可用于直拉單晶。

         

        三、顆粒硅王者——保利協(xié)鑫

         

        保利協(xié)鑫旗下的中能硅業(yè),可以說(shuō)是國(guó)內(nèi)西門子法多晶硅當(dāng)之無(wú)愧的行業(yè)先行者,但在當(dāng)年西門子法如日中天時(shí),保利協(xié)鑫就開(kāi)始了流化床顆粒硅的探索。

         

        獨(dú)立探索多年,發(fā)展道路艱難

         

        從多年的年報(bào)發(fā)布中,我們可以看到保利協(xié)鑫發(fā)展顆粒硅有多不易:

         

        2012年,江蘇中能硅烷氣首期裝置調(diào)試成功,順利產(chǎn)出合格的高純度硅烷氣。

         

        2013年,利用硅烷法順利產(chǎn)出高品質(zhì)顆粒硅產(chǎn)品,并達(dá)到世界同類生產(chǎn)裝置先進(jìn)水平。

         

        2014年,9月起,電子流化床反應(yīng)器多晶硅生產(chǎn)設(shè)施一期試營(yíng)運(yùn),產(chǎn)能總量為25,000公噸,達(dá)到符合設(shè)計(jì)規(guī)格的營(yíng)運(yùn)水平。

         

        2015年,硅烷流化床技術(shù)進(jìn)展順利,初步具備規(guī);a(chǎn)條件。

         

        2016年,硅烷法流化床顆粒硅的設(shè)施和工藝優(yōu)化等科研項(xiàng)目取得了令人矚目的成績(jī),各項(xiàng)研發(fā)成果均處在行業(yè)的最前沿。

         

        從2012年到2016年的年報(bào)可以看出,4年多的時(shí)間,保利協(xié)鑫流化床顆粒硅工藝雖有進(jìn)展,但一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

         

        機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,保利協(xié)鑫靜待轉(zhuǎn)機(jī)

         

        在保利協(xié)鑫自身顆粒硅研究創(chuàng)新進(jìn)展受阻的時(shí)候,SunEdison碰巧在美國(guó)申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。保利協(xié)鑫2016年8月26日公告,通過(guò)美國(guó)破產(chǎn)法院從SunEdison手里收購(gòu)MEMC硅烷流化床技術(shù)、CCZ連續(xù)直拉單晶技術(shù)和資產(chǎn)。后來(lái),保利協(xié)鑫借鑒相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),流化床顆粒硅商業(yè)化進(jìn)展明顯提速。


        據(jù)2019年年報(bào)中的大事記要可知,2019年5月7日,江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司「硅烷流化床顆粒硅關(guān)鍵設(shè)備與高效沉積工藝開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化」項(xiàng)目獲2018年度江蘇省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng),省級(jí)科技類最高獎(jiǎng)。保利協(xié)鑫在業(yè)績(jī)回顧中提到,保利協(xié)鑫具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的顆粒硅技術(shù)在2019年實(shí)現(xiàn)連續(xù)的穩(wěn)產(chǎn)和量產(chǎn),品質(zhì)獲得了客戶的認(rèn)可,完全具備了規(guī)范化生產(chǎn)的條件。

         

        在收購(gòu)MEMC硅烷流化床技術(shù)、CCZ連續(xù)直拉單晶技術(shù)和資產(chǎn)后,又經(jīng)過(guò)兩三年勵(lì)精圖治的大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行探索,保利協(xié)鑫的顆粒硅技術(shù)迎來(lái)了幾樓曙光,但是依然遭遇了市場(chǎng)的深度懷疑。

         

        2020年9月8日,保利協(xié)鑫宣布首期5.4萬(wàn)噸顆粒硅擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目開(kāi)工,雖有徐州市黨政要員站臺(tái)剪彩,但是市場(chǎng)的質(zhì)疑聲不斷。有人說(shuō)顆粒硅品質(zhì)差,只相當(dāng)于棒狀硅珊瑚料。再加上當(dāng)時(shí)的保利協(xié)鑫因太陽(yáng)能發(fā)電站的投資,過(guò)高的負(fù)債和嚴(yán)重的補(bǔ)貼拖欠使其陷入危機(jī)。2021年4月保利協(xié)鑫發(fā)布公告,公司股票停牌,并延期發(fā)布2020年度業(yè)績(jī)。

         

        攻克多重難關(guān),保利協(xié)鑫屢簽大單

         

        雖然遭遇接連的危機(jī),保利協(xié)鑫并未倒下。保利協(xié)鑫因戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)失誤,硅料上被業(yè)界對(duì)手追趕,有些甚至?xí)簳r(shí)超越,但它能在自己的新疆西門子多晶硅資產(chǎn)的產(chǎn)能、成本、品質(zhì)等方面仍然位居行業(yè)前列的前提下,毅然決定未來(lái)專注發(fā)展硅烷流化床顆粒硅,這已然令人佩服,而時(shí)代必然不會(huì)淘汰站在行業(yè)前沿進(jìn)行產(chǎn)業(yè)革命的勇士!

         

        2021年5月,中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心根據(jù)相關(guān)核查程序?yàn)轭w粒硅頒發(fā)了首張?zhí)甲阚E認(rèn)證書。這是5月17日生態(tài)環(huán)境部發(fā)文以來(lái),顆粒硅獲取的國(guó)內(nèi)首張?zhí)甲阚E身份證和權(quán)威認(rèn)定書,是GCL硅烷硫化床法顆粒硅在碳排放大數(shù)據(jù)方面取得絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的重要背書。

         


        圖片來(lái)源:保利協(xié)鑫官網(wǎng)

         

        保利協(xié)鑫在2021年半年報(bào)中表示,深耕十年的硅烷硫化床法顆粒硅技術(shù)在年初正式實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)能的穩(wěn)定生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng),同時(shí),公司已分別在江蘇徐州、四川樂(lè)山和內(nèi)蒙古包頭戰(zhàn)略布局,形成了三足鼎立式的多個(gè)十萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)能基地。



        圖片來(lái)源:保利協(xié)鑫官網(wǎng)

         

        保利協(xié)鑫精準(zhǔn)把握行業(yè)供給趨勢(shì),回歸初心,將戰(zhàn)略重點(diǎn)重新聚焦于公司擅長(zhǎng)的硅料領(lǐng)域,終于迎來(lái)了多個(gè)訂購(gòu)長(zhǎng)單。

         

        2月2日,保利協(xié)鑫向隆基股份及其7家附屬公司銷售合共不少于9.14萬(wàn)噸多晶硅,為滿足買方對(duì)顆粒硅的期待,多晶硅供應(yīng)量之中將包括顆粒硅產(chǎn)品。

         

        2月2日,天津環(huán)睿與保利協(xié)鑫簽訂多晶硅采購(gòu)協(xié)議,在2022年1月至2026年12月期間向保利協(xié)鑫采購(gòu)包括顆粒硅在內(nèi)的多晶硅料合計(jì)共35萬(wàn)噸。

         

        5月27日,晶澳科技與保利協(xié)鑫簽訂多晶硅采購(gòu)協(xié)議,晶澳科技下屬全資子公司東海晶澳將于2021年7月1日至2026年6月30日期間向江蘇中能采購(gòu)顆粒硅,預(yù)計(jì)總采購(gòu)量約14.58萬(wàn)噸。

         

        9月23日,雙良節(jié)能全資子公司雙良硅材料(包頭)有限公司與江蘇中能簽訂《硅料戰(zhàn)略合作協(xié)議書》,雙方約定2021年9月-2026年12月期間,雙良節(jié)能將向江蘇中能采購(gòu)原材料多晶硅料(包括塊狀硅和顆粒硅)5.275萬(wàn)噸。

         

        11月18日,上機(jī)數(shù)控全資子公司弘元新材與江蘇中能簽訂了《多晶硅購(gòu)銷合作長(zhǎng)單框架協(xié)議》,預(yù)計(jì)2022年1月至2026年12月采購(gòu)數(shù)量為9.75萬(wàn)噸。



        圖片來(lái)源:保利協(xié)鑫官網(wǎng)

         

        開(kāi)放研發(fā)制造基地,彰顯實(shí)力與底氣

         

        11月23日-24日,保利協(xié)鑫入局FBR顆粒硅10多年以來(lái)的首場(chǎng)最高規(guī)格、最大規(guī)模、最廣范圍、最具專業(yè)性的零距離考察調(diào)研,也是新落成的FBR顆粒硅生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)、中央控制中心首次揭開(kāi)神秘面紗。數(shù)十家券商、基金及銀行等機(jī)構(gòu)的80余名代表分批次來(lái)到了該基地,調(diào)研FBR顆粒硅。

         


        圖片來(lái)源:保利協(xié)鑫官網(wǎng)

         

        在中央控制中心,調(diào)研人員可以云上感受科技賦能下由機(jī)器人巡檢的FBR顆粒硅生產(chǎn)設(shè)備。工作人員介紹說(shuō),未來(lái)樂(lè)山、包頭等項(xiàng)目也將通過(guò)徐州基地中央控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)字智控。據(jù)了解,在保利協(xié)鑫5GW顆粒硅技術(shù)應(yīng)用示范項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng),調(diào)研人員還在現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證了FBR顆粒硅投料應(yīng)用的全過(guò)程。

         

        東方財(cái)富研究所負(fù)責(zé)人周旭輝說(shuō),F(xiàn)BR顆粒硅科技屬性很強(qiáng),創(chuàng)新成果顯著。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)棒狀硅有很多尾氣回收管道,而FBR顆粒硅主要是硅烷生成裝置和流化床,生產(chǎn)流程短,占地面積小,投資成本低。

         

        多位銀行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人則表示,隨著“雙碳”目標(biāo)向縱深推進(jìn),新批項(xiàng)目“雙控”準(zhǔn)入門檻將越來(lái)越高,生產(chǎn)能耗更低、碳排放更少的FBR顆粒硅必將成為推動(dòng)光伏行業(yè)進(jìn)入蝶變期的最優(yōu)選擇,助力光伏行業(yè)供給端深度脫碳,實(shí)現(xiàn)光伏原材料“低耗能、高效能”的行業(yè)嬗變。



        圖片來(lái)源:保利協(xié)鑫官網(wǎng)

         

        結(jié)語(yǔ)

         

        在“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下,符合能耗“雙控”趨勢(shì)的顆粒硅產(chǎn)品將更具有市場(chǎng)主動(dòng)權(quán),顆粒硅的問(wèn)世實(shí)現(xiàn)了光伏產(chǎn)業(yè)原材料生產(chǎn)端“低耗能、高效能”的行業(yè)轉(zhuǎn)變。保利協(xié)鑫顆粒硅作為下一代硅基新材料,將以其低本高效與優(yōu)異碳足跡的多重優(yōu)勢(shì),對(duì)未來(lái)光伏行業(yè)發(fā)展和清潔能源革命產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

         

        參考資料:保利協(xié)鑫2012年-2020年年報(bào)、保利協(xié)鑫官網(wǎng)、雪球網(wǎng)

         

        (中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/初心)

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