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《中国光伏产业发展路线–硅料篇

admin2个月前 (09-21)产业地产资讯10

　　】为引领产业发展方向，引导我国光伏产业健康良性发展，在工业和信息化部电子信息司指导下，中国光伏行业协会、赛迪能源电子发展研究中心已发布六版《中国光伏产业发展路线图》。

　　在此基础上，我们组织行业专家编制了《中国光伏产业发展路线年）》（以下简称《路线年）》），内容涵盖了光伏产业链上下游各环节，包括多晶硅、硅棒/硅锭/硅片、电池、组件、薄膜、逆变器、系统、新型储能等各环节共81 个关键指标。

　　本篇为《中国光伏产业发展路线 – 产业链各环节关键指标 – 多晶硅环节。

　　产业链各环节关键指标 – 多晶硅

　　本章节若无特殊注明，均为三氯氢硅法棒状硅的生产指标。多晶硅生产各环节工序划分、能源消耗种类、计量和计算方法按《多晶硅企业单位产品能源消耗限额》GB29447 执行。

　　多晶硅还原是指三氯氢硅和氢气发生还原反应生成高纯硅料的过程，其电耗包括硅芯预热、沉积、保温、结束换气等工艺过程中的电力消耗。2022 年单炉致密料占比维持70%-80%，多晶硅平均还原电耗较2021 年下降3.3%，为44.5kWh/kg-Si。未来随着气体配比的不断优化、大炉型的投用和稳定生产，还原电耗仍将呈现持续下降趋势，到2030 年还原电耗有望下降至40kWh/kg-Si。

　　冷氢化技术是把多晶硅生产过程中的副产物四氯化硅(SiCl4)转化为三氯氢硅(SiHCl3)的技术，其电耗包括物料供应、氢化反应系统、冷凝分离系统和初馏系统的电力消耗。

　　各企业在物料供应环节使用不同的加热方式，如电加热、热油加热、蒸汽加热、天然气加热等，因此各企业冷氢化电耗存在差异。

　　2022 年，冷氢化平均电耗在4.3kWh/kg-Si 左右，同比下降8.5%，到2030 年有望下降至3.8kWh/kg-Si以下。技术进步的手段包括反应催化剂的开发、提高工艺环节中热能回收利用率、提高反应效率等。

　　综合电耗是指工厂生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力，包括合成、电解制氢、精馏、还原、尾气回收和氢化等环节的电力消耗。由于各家生产工艺不同，因此综合电耗有一定差距。

　　2022年，多晶硅平均综合电耗已降至60kWh/kg-Si，同比下降4.8%。未来随着生产装备技术提升、系统优化能力提高、生产规模增大等，预计至2030 年有望下降至52kWh/kg-Si。

　　水耗是指生产单位多晶硅产品所需要补充的水量，水的消耗主要包括蒸发、清洗等。2022年，多晶硅平均水耗在0.09t/kg-Si 的水平，同比下降10.0%。新疆地区气候干燥，蒸发量大，水耗较行业平均值高。

　　预计到2025 年，通过余热利用降低蒸发量，精馏塔排出的物料再回收利用

　　降低残液处理水耗等措施，可将耗水量控制在0.08t/kg-Si的水平并维持到2030 年。

　　蒸汽耗量是指生产单位多晶硅产品外购蒸汽量，不考虑还原炉余热利用所产生的蒸汽（该能量已通过电力的形式计入）。蒸汽的补充主要用于精馏、冷氢化、尾气回收等环节。

　　2022 年企业蒸汽耗量均值为15.0kg/kg-Si 左右，同比下降18.5%，在新疆等寒冷地区蒸汽耗量较其他地区高。随着企业还原余热利用率提升、提纯、精馏系统优化等，2030 年企业蒸汽耗量将降至8.0kg/kg-Si。

　　多晶硅综合能耗包括多晶硅生产过程中所消耗的天然气、煤炭、电力、蒸汽、水等。2022 年多晶硅企业综合能耗平均值为8.9kgce/kg-Si，同比下降6.3%。随着技术进步和能源的综合利用，到2030 年预计可降到7.2kgce/kg-Si。

　　硅单耗指生产单位高纯硅产品所耗费的硅量，主要包括合成、氢化工序，外购硅粉、三氯氢硅、四氯化硅等含硅物料全部折成纯硅计算，外售氯硅烷等按含硅比折成纯硅计算，从总量中扣除。

　　2022 年，硅耗在1.09kg/kg-Si 水平，基本与2021 年持平，且未来5 年内变化幅度不大。随着氢化水平的提升，副产物回收利用率的增强，预计到2030 年将降低到1.07kg/kg-Si。

　　还原余热利用率是指回收利用还原工艺中热量占还原工艺能耗比。2022 年，多晶硅还原余热利用率平均水平在81.5%，较2021 年提升了0.5 个百分点。随着多晶硅工厂大炉型的使用，节能技术的进步，以及低品位热的利用，余热利用率有望进一步提升，但考虑设备本身散热和尾气带走热等影响，预计2030 年还原余热利用率将会达到83%。

　　当前主流的多晶硅生产技术主要有三氯氢硅法和硅烷流化床法，产品形态分别为棒状硅和颗粒硅。三氯氢硅法生产工艺相对成熟，随着2022 年硅烷法颗粒硅产能和产量的增加，颗粒硅市场占比有所上涨，达到7.5%，棒状硅占92.5%。从未来看，若颗粒硅的产能进一步扩张，并且随着生产工艺的改进和下游应用的拓展，市场占比会进一步提升。

　　图16 2022-2030 年棒状硅和颗粒硅市场占比变化趋势

　　10、三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本

　　多晶硅生产线投资主要包含土建、设备、安装费用，其中设备投资成本占比60%-70%。2022年投产的万吨级多晶硅生产线年有小幅下降。

　　但随着生产装备技术的进步、单体规模的提高和工艺水平的提升，三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本逐年下降。预计到2030 年，千吨投资可下降至0.93 亿元。

　　图17 2022-2030 年三氯氢硅法多晶硅生产线投资成本变化趋势（单位：亿元/千吨）

　　随着多晶硅工艺技术瓶颈不断突破，工厂智能化制造水平的不断提升，多晶硅工厂的人均产出也快速提升。2022 年多晶硅生产线吨/(人·年)，同比大幅提升45.4%，这与单线产能提升、系统集成化、以及产线满产等因素有关。随着多晶硅新投产线单线规模增大，自动化程度提升，人均产出量将会有较大幅度的增长，到2030 年提高到79 吨/(人·年)。

　　图18 2022-2030 年多晶硅生产线人均产出量变化趋势（单位：吨/(人·年)）

　　下一篇请关注：《中国光伏产业发展路线 - 产业链各环节关键指标 –硅片。

　　《中国光伏产业发展路线 – 概述篇