2021年起，顆粒(li)硅越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)到市場的關注(zhu)。近日，保(bao)利協鑫(xin)聯手(shou)硅片龍頭中環(huan)股份，將投建10萬噸顆粒(li)硅。

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協鑫與中環開展多方合作

4月19日晚(wan)，保利(li)協鑫(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)控股(gu)有限公(gong)司(si)(si)(si)(“保利(li)協鑫(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)”)發布公(gong)告，公(gong)司(si)(si)(si)已完成于開曼群島的名稱變更(geng)，公(gong)司(si)(si)(si)中文名稱由(you)“保利(li)協鑫(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)控股(gu)有限公(gong)司(si)(si)(si)”更(geng)改(gai)為“協鑫(xin)(xin)科技(ji)控股(gu)有限公(gong)司(si)(si)(si)”(“協鑫(xin)(xin)科技(ji)”)，變更(geng)已于2022年4月1日正式生效。

就在4月19日晚，協鑫科技發布公告，公司與協鑫集團、中環股份及TCL科技簽訂戰略合作框架協議書，各方擬就在內蒙古呼和浩特市投資新建光伏級(ji)和電子(zi)級(ji)硅(gui)料項目(mu)展開深入合作(zuo)。

根據合(he)作協議，各方將在(zai)呼和浩(hao)特建設10萬噸光伏(fu)級(ji)多晶硅(gui)、硅(gui)基材料綜合(he)利用(yong)(yong)的生(sheng)產及下游(you)應用(yong)(yong)領域研發項(xiang)目以(yi)及1萬噸電(dian)子級(ji)多晶硅(gui)項(xiang)目。

其中(zhong)，光伏級(ji)多晶硅項(xiang)目(mu)(mu)總(zong)投(tou)資預計達(da)90億(yi)(yi)元，協鑫科(ke)技或其下(xia)屬企業將持(chi)有項(xiang)目(mu)(mu)合資公司(si)60%的股權;電子級(ji)多晶硅項(xiang)目(mu)(mu)總(zong)投(tou)資30億(yi)(yi)元，協鑫科(ke)技的關(guan)聯(lian)方持(chi)股60%。

公告(gao)稱(cheng)，各(ge)方構建戰略合作(zuo)伙伴關系(xi)，旨在通過密(mi)切合作(zuo)，共同推動相(xiang)關項目的合作(zuo)，為(wei)各(ge)方創造(zao)更好(hao)的經濟和社(she)會效益。

需(xu)要特別留意的是，本次合(he)作中的光(guang)伏(fu)級(ji)多晶硅(gui)(gui)項目明確采用(yong)顆粒硅(gui)(gui)技術路線。此前(qian)，保利協(xie)鑫曾(ceng)表示，為充分聚(ju)焦(jiao)硅(gui)(gui)材料科(ke)技主業(ye)，回歸科(ke)技創新(xin)屬性，董事會建議將公(gong)司名稱更(geng)換為“協(xie)鑫科(ke)技控股有限(xian)公(gong)司”。

此前，中環股份2022年4月7日發布公告，稱(cheng)公司已與內蒙古(gu)自治區(qu)和呼和浩特市(shi)達成(cheng)戰(zhan)略合作，擬在當地規劃建設12萬噸高(gao)純多晶(jing)(jing)硅(gui)、半導體單晶(jing)(jing)硅(gui)材(cai)料(liao)及配(pei)套(tao)項(xiang)目以(yi)及國家級硅(gui)材(cai)料(liao)研發中心項(xiang)目。

中環股(gu)份提到，本次合作(zuo)將有(you)利于(yu)公司建設內蒙古中環產業城的進程(cheng)，助(zhu)力(li)其成為全球最集(ji)中的、規模效益最好的光伏新能(neng)源材(cai)料基地，支撐公司高質量(liang)發展。

協鑫(xin)科技(ji)(ji)相(xiang)關負責人(ren)表示：“協鑫(xin)科技(ji)(ji)10萬噸光伏級(ji)多晶硅產能就是其中一部分，將全部建設FBR顆粒(li)(li)(li)硅項(xiang)目，這也是公司第二個和(he)下(xia)游(you)戰略合作伙伴展開股權合作的顆粒(li)(li)(li)硅項(xiang)目，充分印證(zheng)了顆粒(li)(li)(li)硅在(zai)下(xia)游(you)客(ke)戶中的認(ren)可度(du)。”

目前，協鑫(xin)科(ke)技(ji)已在江蘇徐州(zhou)、四川樂山以(yi)及內蒙(meng)古包頭三大基地(di)分別規劃(hua)建設2個10萬噸(dun)，1個30萬噸(dun)級(ji)FBR顆粒(li)硅(gui)生產(chan)基地(di)。其中(zhong)，包頭顆粒(li)硅(gui)項(xiang)目為協鑫(xin)科(ke)技(ji)與上(shang)機數控合作投資建設。至此(ci)，加上(shang)呼和(he)浩特新增10萬噸(dun)產(chan)能，協鑫(xin)科(ke)技(ji)FBR顆粒(li)硅(gui)總(zong)規劃(hua)產(chan)能將達到60萬噸(dun)。

協鑫科技FBR顆(ke)粒硅3萬噸(dun)級產(chan)能(neng)(neng)目(mu)前已完全達(da)產(chan)，徐州、樂山(shan)、包頭三地年內均有新(xin)項目(mu)投產(chan)，預計今年底其所有硅料(liao)總產(chan)能(neng)(neng)將達(da)36萬噸(dun)，其中(zhong)顆(ke)粒硅產(chan)能(neng)(neng)達(da)30萬噸(dun)。

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協鑫與中環業績刷新歷史紀錄

協鑫2021年業績創新高

2022年(nian)3月28日(ri)晚間，保利協(xie)鑫能(neng)源發布(bu)2021年(nian)年(nian)度報告(gao)。

2021年，保利協鑫能源(yuan)實(shi)現營業收入196.98億元(yuan)，同(tong)比(bi)增長(chang)34.3%;實(shi)現毛利73.48億元(yuan)，同(tong)比(bi)增長(chang)95.8%;公司擁(yong)有人應占年內利潤50.84億元(yuan)，上年同(tong)期虧損56.68億元(yuan)，實(shi)現有史以來最好的(de)業績表現。

2021年，保利(li)(li)協(xie)鑫能源(yuan)光伏材料業務實現收入(ru)166.53億元(yuan)，同比增(zeng)長(chang)80.5%，利(li)(li)潤55.34億元(yuan)，實現歸(gui)母(mu)凈利(li)(li)潤50.84億元(yuan)，為(wei)歷史最好業績。其(qi)中FBR顆(ke)粒(li)硅貢獻突(tu)出，綜合(he)電耗(hao)已(yi)穩定控制在14.8kWh/kg以下，綜合(he)蒸汽單耗(hao)為(wei)15.3kg/kg，成本(ben)大幅(fu)走低(di)，毛利(li)(li)率顯著(zhu)高于棒狀硅15個百分點(dian)以上。

為優化(hua)顆粒硅各項(xiang)技術指標，2021年(nian)保利(li)協鑫能源研(yan)發(fa)投入(ru)達10.41億元，同比上漲97%，研(yan)發(fa)團隊、專利(li)授(shou)權、科研(yan)轉化(hua)等指標直線提升，公司科技屬性增強(qiang)。并且公司承諾2022年(nian)的(de)研(yan)發(fa)投入(ru)還會不低于5%，以今年(nian)超(chao)兩百(bai)億的(de)營收規(gui)模預(yu)測，這(zhe)一(yi)數字還會繼續遠超(chao)10億元。

2022年(nian)4月(yue)20日(ri)，更(geng)名后(hou)的協鑫科技披露(lu)2022年(nian)一季度快報(bao)，公(gong)司實現營業收入(ru)69.9億元，歸母凈(jing)利(li)潤30.3億元。這一業績(ji)相當于其2021年(nian)全年(nian)凈(jing)利(li)潤的近(jin)60%。

協鑫科技指出(chu)，公司凈利(li)潤顯(xian)著(zhu)增(zeng)長主要受益(yi)于光伏材(cai)料業(ye)務的表現改(gai)善。2022年第(di)一季(ji)度，光伏材(cai)料業(ye)務收益(yi)約為人民幣66.8億元，綜合毛利(li)率約46.0%。

截至第一(yi)季度，協鑫科技(ji)棒狀硅(gui)(gui)年產能(neng)為(wei)(wei)45,000公(gong)(gong)噸，顆粒硅(gui)(gui)年產能(neng)為(wei)(wei)30,000公(gong)(gong)噸， 硅(gui)(gui)片年產能(neng)為(wei)(wei)50GW。產量(liang)方面(mian)，第一(yi)季度，多(duo)晶硅(gui)(gui)產量(liang)為(wei)(wei)18,628公(gong)(gong)噸，硅(gui)(gui)片產量(liang)為(wei)(wei)11.6GW。

中環股份創上市以來最好年度業績

中環(huan)股份產能(neng)加速提升，產品結構優化升級，單位產品硅料消耗率同(tong)比下(xia)降明顯(xian)。2021年，該公司的(de)產銷規(gui)模和產品質量顯(xian)著提升。

2021 年，中環股份圍繞“半導(dao)體(ti)光伏材料全(quan)球領(ling)先戰(zhan)略，半導(dao)體(ti)材料追趕超越(yue)戰(zhan)略”推進。該(gai)公司(si)發布的(de)業績(ji)快報(bao)(bao)顯(xian)示，報(bao)(bao)告期末(mo)，該(gai)公司(si)總資(zi)產790.02億元(yuan)，較(jiao)上年期末(mo)增長34.54%;歸屬于上市公司(si)股東的(de)所有(you)者(zhe)權益316.62億元(yuan)，較(jiao)上年期末(mo)增長64.85%。

2021年，中環股份實現(xian)營業總收入410.25億元，較上年同(tong)(tong)期增長115.28%;2021年拋出百億硅片擴產計劃，使其硅料需求量大增，公(gong)司全年實現(xian)歸母(mu)凈利潤(run)40.20億元，同(tong)(tong)比(bi)增長269.14%，創(chuang)上市(shi)以來最好年度業績(ji)。

2022年4月(yue)14日，中環股(gu)份發布2022年第一季度業績預告，公(gong)司預計實現營業收入128-138億元(yuan)，同(tong)(tong)比增(zeng)長71.52%-84.92%;實現歸母(mu)凈(jing)利潤12.6-13.6億元(yuan)，同(tong)(tong)比增(zeng)長132.71%-151.18%;實現基本每股(gu)收益0.3918-0.4229元(yuan)/股(gu)，去年同(tong)(tong)期為0.1785元(yuan)/股(gu)。

除業績外(wai)，中(zhong)環股份(fen)的(de)市(shi)場動作更(geng)為果敢。去年年初拋出(chu)史(shi)上最大擴產(chan)訂單，今年又豪擲206億擴產(chan)，且正式布局硅(gui)(gui)料環節，押注當前非主流顆(ke)粒(li)硅(gui)(gui)技術。項目(mu)量產(chan)能否成(cheng)功，還需時間驗證。

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當前多晶硅兩大技術路線之爭

光伏(fu)企業對最新技術的掌(zhang)握程度，將決(jue)定(ding)其未來市場地位。

現階段(duan)多晶硅(gui)(gui)的生(sheng)產(chan)技(ji)術主要分(fen)為(wei)兩(liang)種(zhong)，分(fen)別是改良西門(men)子法和硅(gui)(gui)烷(wan)流化床法(FBR)。

西門(men)子法(fa)通(tong)過氣相沉積(ji)的方式生(sheng)產柱狀多(duo)晶硅。硅烷(wan)流(liu)化床(chuang)法(fa)是將(jiang)硅烷(wan)通(tong)入以多(duo)晶硅晶種作為(wei)流(liu)化顆(ke)粒(li)的流(liu)化床(chuang)中，使硅烷(wan)裂解并在晶種上沉積(ji)，從而得到(dao)顆(ke)粒(li)狀多(duo)晶硅。因此，兩(liang)種生(sheng)產技術所產生(sheng)的硅料產品(pin)，通(tong)常被稱(cheng)之(zhi)為(wei)“棒狀硅”與(yu)“顆(ke)粒(li)硅”。

表(biao)面上看，顆(ke)粒(li)硅(gui)與傳統硅(gui)料(liao)最大的不同在于外形，實際(ji)卻代表(biao)了硅(gui)料(liao)行業兩條技術路線的斗爭。

改良西門子法技術較成(cheng)(cheng)(cheng)熟、純度高、投入成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)低、易擴建，成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)當前硅料制備的主流(liu)工(gong)藝。根據《中國光伏產業發展(zhan)路線圖(tu)》(2020年版(ban))，我國在2020年由改良西門子法生產的多晶硅占(zhan)97.2%以上的市場份額，而硅烷流(liu)化床法顆粒硅占(zhan)比僅(jin)2.8%。

具(ju)體來看，改良西門(men)子法主(zhu)要分為合成(cheng)、提純、還原(yuan)、尾氣回收(shou)、冷氫化、后處理六大(da)工序(xu)。此工藝具(ju)有成(cheng)熟穩定、過程簡(jian)單、設備標準化高(gao)等(deng)特點，生產出(chu)的(de)硅(gui)料各方面質量均比較(jiao)高(gao)。

然而，改良(liang)西(xi)門(men)子法(fa)仍(reng)存在高耗能(neng)、工藝流程繁(fan)雜(za)等(deng)缺點。根(gen)據中國光(guang)伏行業協會(hui)數據，能(neng)源(yuan)消耗將(jiang)占到(dao)改良(liang)西(xi)門(men)子法(fa)生產(chan)成本的(de)31%～42%。具體來看(kan)，改良(liang)西(xi)門(men)子法(fa)主要存在以(yi)下(xia)兩個缺陷：

一是耗電量高，電費成本(ben)(ben)占總成本(ben)(ben)的(de)30%以上(shang)。還原過程中，爐(lu)體內化學反應所需的(de)溫度(du)需要(yao)達到1000度(du)以上(shang)。

二是硅棒在用于(yu)生產硅片時，需要破(po)碎后才可以使用，生產無法實現連續性。

而與改(gai)良西門子法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的多(duo)晶硅(gui)(gui)相比(bi)，硅(gui)(gui)烷流化床法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的顆(ke)粒硅(gui)(gui)體積更小(xiao)，僅有(you)綠豆般大小(xiao)。不僅生(sheng)產(chan)工序簡單(dan)，還具(ju)備低耗能(neng)、低成本、連續生(sheng)產(chan)、無需(xu)破(po)碎(sui)等優勢，因此，在當前(qian)“雙(shuang)碳(tan)”要(yao)求背景下，顆(ke)粒硅(gui)(gui)無疑將是更為理想的多(duo)晶硅(gui)(gui)料工藝(yi)。

顆(ke)粒硅(gui)(gui)的低(di)碳和低(di)耗能(neng)使其具備一定的成(cheng)(cheng)本(ben)優勢，同等條件(jian)下(xia)，顆(ke)粒硅(gui)(gui)的生(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)比棒狀硅(gui)(gui)低(di)約30%。相比傳統工藝，FBR不僅生(sheng)產(chan)技術流程(cheng)更(geng)短、后處理(li)工序更(geng)少，生(sheng)產(chan)電耗較低(di)，項目人員需求(qiu)更(geng)少。

顆(ke)粒(li)硅(gui)是采(cai)用硅(gui)烷流化床法(fa)生產出來(lai)的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)狀硅(gui)料，該種方法(fa)所需要的(de)(de)(de)化學反應溫度(du)只有700度(du)左右，能耗更小，同(tong)等(deng)產量下(xia)顆(ke)粒(li)硅(gui)的(de)(de)(de)電耗比棒狀硅(gui)下(xia)降70%。

傳(chuan)統多晶(jing)硅(gui)需(xu)要破碎(sui)、清洗后才(cai)能(neng)用于(yu)拉單(dan)(dan)晶(jing)，而(er)顆粒硅(gui)本身(shen)體積(ji)較小，減少了破碎(sui)環節，可(ke)以直(zhi)接投料拉單(dan)(dan)晶(jing)，因此也省去了破碎(sui)成(cheng)本(破碎(sui)成(cheng)本 1～3 元/公(gong)斤)。

顆粒(li)硅(gui)填充性好，加料桶(tong)可以多裝(zhuang) 15-20%的顆粒(li)硅(gui)，可避(bi)免大塊料堵(du)塞(sai)的問題。

另(ling)外(wai)，顆(ke)粒(li)硅(gui)具有球形外(wai)貌，流動(dong)性更好，便于(yu)加料(liao)。相(xiang)比于(yu)傳(chuan)統多晶硅(gui)更適合新(xin)一(yi)代連續投(tou)(tou)料(liao)直拉工(gong)藝，是(shi)大規模(mo)CCZ技(ji)(ji)術(終極直拉單晶技(ji)(ji)術)應(ying)用的(de)必要條(tiao)件，相(xiang)較于(yu)傳(chuan)統的(de)RCZ單晶復投(tou)(tou)法，拉晶效率更高。

2010年(nian)開始(shi)，保利協鑫子公司(si)中能硅(gui)(gui)業就開始(shi)自主研(yan)發顆粒硅(gui)(gui)技術(shu)，并通過收購海(hai)外資(zi)產(chan)，最終實現顆粒硅(gui)(gui)量(liang)產(chan)。2021年(nian)2月(yue)，保利協鑫宣布，已完全掌(zhang)握顆粒硅(gui)(gui)各項成熟工藝(yi)和量(liang)產(chan)技術(shu)，正(zheng)式邁入萬(wan)噸級別規模。

多(duo)晶硅兩大(da)技術(shu)路線之爭(zheng)，一時難有定論。產業下游最終選(xuan)擇使用何種技術(shu)，會(hui)從成本、品(pin)質等(deng)多(duo)方面進行(xing)綜合考量，這里也不能簡(jian)單談及顆粒硅和(he)棒狀硅中(zhong)哪(na)種產品(pin)會(hui)被市場淘汰，大(da)概(gai)率這兩種技術(shu)將長期并存。

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顆粒硅發展過程中的問題

盡管(guan)具備諸(zhu)多優(you)勢，顆粒硅的一些問題還是需要一些時間去解決的。

顆粒(li)硅(gui)運用到實際(ji)中(zhong)(zhong)，由(you)于“氫跳”、顆粒(li)硅(gui)撞擊(ji)器壁等問題(ti)，會造成(cheng)生(sheng)(sheng)產工序(xu)的(de)中(zhong)(zhong)斷，同時由(you)于生(sheng)(sheng)產工藝中(zhong)(zhong)粉末比例較(jiao)高(gao)使成(cheng)品率偏低，從(cong)而產生(sheng)(sheng)較(jiao)大的(de)額(e)外成(cheng)本。隨著后續生(sheng)(sheng)產工藝的(de)改進，顆粒(li)硅(gui)生(sheng)(sheng)產的(de)問題(ti)有(you)望得以解決。

目前市(shi)場對顆粒(li)硅主要的質(zhi)疑點之一(yi)是，其質(zhi)量能否勝任更高(gao)品質(zhi)硅片需求?

相對棒(bang)狀硅(gui)，顆(ke)粒(li)硅(gui)的(de)雜質(zhi)含(han)(han)量(liang)略(lve)高(金屬(shu)、碳、氫含(han)(han)量(liang)均高于改良西(xi)門子(zi)法)，而且其填(tian)料(liao)密度高。為避免大塊料(liao)堵塞，目前企業(ye)對顆(ke)粒(li)硅(gui)的(de)用(yong)(yong)量(liang)用(yong)(yong)法都是摻雜的(de)，用(yong)(yong)一部(bu)分(fen)金屬(shu)硅(gui)，再用(yong)(yong)一部(bu)分(fen)顆(ke)粒(li)硅(gui)。另外，顆(ke)粒(li)硅(gui)在(zai)轉化過程(cheng)中(zhong)(zhong)還會產(chan)生很多粉料(liao)，運輸過程(cheng)中(zhong)(zhong)也會有(you)粉料(liao)產(chan)生，產(chan)品有(you)被(bei)污(wu)染(ran)的(de)風險。

正由于顆粒(li)硅(gui)的(de)雜質含量較高，將在一定程度上影響其在N型硅(gui)片(pian)上的(de)大規模使用。因此(ci)，顆粒(li)硅(gui)能否(fou)滿足下一代光伏(fu)技術(shu)N型硅(gui)片(pian)、電池片(pian)的(de)使用，仍有(you)待(dai)驗證。

顆粒硅產品(pin)在質(zhi)量上已獲得一些進步，雜質(zhi)不斷減少，其與傳統硅片的差距(ju)也正在不斷縮小。

針對顆粒硅(gui)在使用中(zhong)出(chu)現的(de)問題(ti)，協鑫科(ke)(ke)技(ji)也在不斷改進(jin)中(zhong)。協鑫科(ke)(ke)技(ji)的(de)顆粒硅(gui)采(cai)用獨創的(de)硅(gui)烷流化床(chuang)法(fa)制造，單程轉化率可達(da)99%，減少了尾氣(qi)回(hui)收和精餾環節，反應(ying)溫度也只有改良西門子法(fa)的(de)60%，可以連續(xu)化生(sheng)產，能耗和成本(ben)都大大降低。

根據其(qi)公布(bu)的(de)數據，協鑫科技的(de)顆粒硅(gui)在多項雜質濃度指標(biao)上都(dou)已達到明顯優于國標(biao)特級太(tai)陽能硅(gui)料的(de)標(biao)準(zhun)要求(qiu)。

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結 語

為淘汰落后光伏產能，工信部已明(ming)確提出“光伏制造企業應采用工藝(yi)先進、節能環保、產品質量好、生產成本(ben)低的生產技(ji)術和設備(bei)”。

硅料(liao)制造環節是光伏產業(ye)鏈(lian)中能(neng)耗最高的(de)，能(neng)耗占比高達45%。2020年(nian)5月(yue)，工信(xin)部發(fa)布(bu)《光伏制造行業(ye)規(gui)范(fan)條件(2020年(nian)本》(征求意(yi)見(jian)稿(gao))規(gui)定，新(xin)/擴(kuo)建多(duo)晶硅綜合電耗不大于70千瓦時/千克。通過權威認證(zheng)，協鑫科技每生產1KG顆粒硅的(de)碳足跡(ji)數值為37KG二(er)氧化(hua)碳當量，遠低于德國瓦克創造的(de)每功能(neng)單位57.559KG二(er)氧化(hua)碳當量的(de)記(ji)錄。

更低(di)的碳足跡(ji)、更低(di)的能耗意味著更低(di)的成本與(yu)政策支持(chi)，顆粒(li)硅技術(shu)能很(hen)好地降低(di)光(guang)伏全產(chan)業鏈中的能耗水平，是(shi)未來需要重點布局(ju)的主流(liu)技術(shu)方向。