投資額達120億元，“協(xié)鑫科技”攜手中環(huán)股份啟動(dòng)10萬(wàn)噸顆粒硅項目

2021年起，顆粒硅越來(lái)越受到市場(chǎng)的關(guān)注。近日，保利協(xié)鑫聯(lián)手硅片龍頭中環(huán)股份，將投建10萬(wàn)噸顆粒硅。

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協(xié)鑫與中環(huán)開(kāi)展多方合作

4月19日晚，保利協(xié)鑫能源控股有限公司(“保利協(xié)鑫能源”)發(fā)布公告，公司已完成于開(kāi)曼群島的名稱(chēng)變更，公司中文名稱(chēng)由“保利協(xié)鑫能源控股有限公司”更改為“協(xié)鑫科技控股有限公司”(“協(xié)鑫科技”)，變更已于2022年4月1日正式生效。

就在4月19日晚，協(xié)鑫科技發(fā)布公告，公司與協(xié)鑫集團、中環(huán)股份及TCL科技簽訂戰略合作框架協(xié)議書(shū)，各方擬就在內蒙古呼和浩特市投資新建光伏級和電子級硅料項目展開(kāi)深入合作。

根據合作協(xié)議，各方將在呼和浩特建設10萬(wàn)噸光伏級多晶硅、硅基材料綜合利用的生產(chǎn)及下游應用領(lǐng)域研發(fā)項目以及1萬(wàn)噸電子級多晶硅項目。

其中，光伏級多晶硅項目總投資預計達90億元，協(xié)鑫科技或其下屬企業(yè)將持有項目合資公司60%的股權;電子級多晶硅項目總投資30億元，協(xié)鑫科技的關(guān)聯(lián)方持股60%。

公告稱(chēng)，各方構建戰略合作伙伴關(guān)系，旨在通過(guò)密切合作，共同推動(dòng)相關(guān)項目的合作，為各方創(chuàng )造更好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。

需要特別留意的是，本次合作中的光伏級多晶硅項目明確采用顆粒硅技術(shù)路線(xiàn)。此前，保利協(xié)鑫曾表示，為充分聚焦硅材料科技主業(yè)，回歸科技創(chuàng )新屬性，董事會(huì )建議將公司名稱(chēng)更換為“協(xié)鑫科技控股有限公司”。

此前，中環(huán)股份2022年4月7日發(fā)布公告，稱(chēng)公司已與內蒙古自治區和呼和浩特市達成戰略合作，擬在當地規劃建設12萬(wàn)噸高純多晶硅、半導體單晶硅材料及配套項目以及國家級硅材料研發(fā)中心項目。

中環(huán)股份提到，本次合作將有利于公司建設內蒙古中環(huán)產(chǎn)業(yè)城的進(jìn)程，助力其成為全球最集中的、規模效益最好的光伏新能源材料基地，支撐公司高質(zhì)量發(fā)展。

協(xié)鑫科技相關(guān)負責人表示：“協(xié)鑫科技10萬(wàn)噸光伏級多晶硅產(chǎn)能就是其中一部分，將全部建設FBR顆粒硅項目，這也是公司第二個(gè)和下游戰略合作伙伴展開(kāi)股權合作的顆粒硅項目，充分印證了顆粒硅在下游客戶(hù)中的認可度。”

目前，協(xié)鑫科技已在江蘇徐州、四川樂(lè )山以及內蒙古包頭三大基地分別規劃建設2個(gè)10萬(wàn)噸，1個(gè)30萬(wàn)噸級FBR顆粒硅生產(chǎn)基地。其中，包頭顆粒硅項目為協(xié)鑫科技與上機數控合作投資建設。至此，加上呼和浩特新增10萬(wàn)噸產(chǎn)能，協(xié)鑫科技FBR顆粒硅總規劃產(chǎn)能將達到60萬(wàn)噸。

協(xié)鑫科技FBR顆粒硅3萬(wàn)噸級產(chǎn)能目前已完全達產(chǎn)，徐州、樂(lè )山、包頭三地年內均有新項目投產(chǎn)，預計今年底其所有硅料總產(chǎn)能將達36萬(wàn)噸，其中顆粒硅產(chǎn)能達30萬(wàn)噸。

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協(xié)鑫與中環(huán)業(yè)績(jì)刷新歷史紀錄

協(xié)鑫2021年業(yè)績(jì)創(chuàng )新高

2022年3月28日晚間，保利協(xié)鑫能源發(fā)布2021年年度報告。

2021年，保利協(xié)鑫能源實(shí)現營(yíng)業(yè)收入196.98億元，同比增長(cháng)34.3%;實(shí)現毛利73.48億元，同比增長(cháng)95.8%;公司擁有人應占年內利潤50.84億元，上年同期虧損56.68億元，實(shí)現有史以來(lái)最好的業(yè)績(jì)表現。

2021年，保利協(xié)鑫能源光伏材料業(yè)務(wù)實(shí)現收入166.53億元，同比增長(cháng)80.5%，利潤55.34億元，實(shí)現歸母凈利潤50.84億元，為歷史最好業(yè)績(jì)。其中FBR顆粒硅貢獻突出，綜合電耗已穩定控制在14.8kWh/kg以下，綜合蒸汽單耗為15.3kg/kg，成本大幅走低，毛利率顯著(zhù)高于棒狀硅15個(gè)百分點(diǎn)以上。

為優(yōu)化顆粒硅各項技術(shù)指標，2021年保利協(xié)鑫能源研發(fā)投入達10.41億元，同比上漲97%，研發(fā)團隊、專(zhuān)利授權、科研轉化等指標直線(xiàn)提升，公司科技屬性增強。并且公司承諾2022年的研發(fā)投入還會(huì )不低于5%，以今年超兩百億的營(yíng)收規模預測，這一數字還會(huì )繼續遠超10億元。

2022年4月20日，更名后的協(xié)鑫科技披露2022年一季度快報，公司實(shí)現營(yíng)業(yè)收入69.9億元，歸母凈利潤30.3億元。這一業(yè)績(jì)相當于其2021年全年凈利潤的近60%。

協(xié)鑫科技指出，公司凈利潤顯著(zhù)增長(cháng)主要受益于光伏材料業(yè)務(wù)的表現改善。2022年第一季度，光伏材料業(yè)務(wù)收益約為人民幣66.8億元，綜合毛利率約46.0%。

截至第一季度，協(xié)鑫科技棒狀硅年產(chǎn)能為45,000公噸，顆粒硅年產(chǎn)能為30,000公噸， 硅片年產(chǎn)能為50GW。產(chǎn)量方面，第一季度，多晶硅產(chǎn)量為18,628公噸，硅片產(chǎn)量為11.6GW。

中環(huán)股份創(chuàng )上市以來(lái)最好年度業(yè)績(jì)

中環(huán)股份產(chǎn)能加速提升，產(chǎn)品結構優(yōu)化升級，單位產(chǎn)品硅料消耗率同比下降明顯。2021年，該公司的產(chǎn)銷(xiāo)規模和產(chǎn)品質(zhì)量顯著(zhù)提升。

2021 年，中環(huán)股份圍繞“半導體光伏材料全球領(lǐng)先戰略，半導體材料追趕超越戰略”推進(jìn)。該公司發(fā)布的業(yè)績(jì)快報顯示，報告期末，該公司總資產(chǎn)790.02億元，較上年期末增長(cháng)34.54%;歸屬于上市公司股東的所有者權益316.62億元，較上年期末增長(cháng)64.85%。

2021年，中環(huán)股份實(shí)現營(yíng)業(yè)總收入410.25億元，較上年同期增長(cháng)115.28%;2021年拋出百億硅片擴產(chǎn)計劃，使其硅料需求量大增，公司全年實(shí)現歸母凈利潤40.20億元，同比增長(cháng)269.14%，創(chuàng )上市以來(lái)最好年度業(yè)績(jì)。

2022年4月14日，中環(huán)股份發(fā)布2022年第一季度業(yè)績(jì)預告，公司預計實(shí)現營(yíng)業(yè)收入128-138億元，同比增長(cháng)71.52%-84.92%;實(shí)現歸母凈利潤12.6-13.6億元，同比增長(cháng)132.71%-151.18%;實(shí)現基本每股收益0.3918-0.4229元/股，去年同期為0.1785元/股。

除業(yè)績(jì)外，中環(huán)股份的市場(chǎng)動(dòng)作更為果敢。去年年初拋出史上最大擴產(chǎn)訂單，今年又豪擲206億擴產(chǎn)，且正式布局硅料環(huán)節，押注當前非主流顆粒硅技術(shù)。項目量產(chǎn)能否成功，還需時(shí)間驗證。

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當前多晶硅兩大技術(shù)路線(xiàn)之爭

光伏企業(yè)對最新技術(shù)的掌握程度，將決定其未來(lái)市場(chǎng)地位。

現階段多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)主要分為兩種，分別是改良西門(mén)子法和硅烷流化床法(FBR)。

西門(mén)子法通過(guò)氣相沉積的方式生產(chǎn)柱狀多晶硅。硅烷流化床法是將硅烷通入以多晶硅晶種作為流化顆粒的流化床中，使硅烷裂解并在晶種上沉積，從而得到顆粒狀多晶硅。因此，兩種生產(chǎn)技術(shù)所產(chǎn)生的硅料產(chǎn)品，通常被稱(chēng)之為“棒狀硅”與“顆粒硅”。

表面上看，顆粒硅與傳統硅料最大的不同在于外形，實(shí)際卻代表了硅料行業(yè)兩條技術(shù)路線(xiàn)的斗爭。

來(lái)源：全球光伏

改良西門(mén)子法技術(shù)較成熟、純度高、投入成本低、易擴建，成為當前硅料制備的主流工藝。根據《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線(xiàn)圖》(2020年版)，我國在2020年由改良西門(mén)子法生產(chǎn)的多晶硅占97.2%以上的市場(chǎng)份額，而硅烷流化床法顆粒硅占比僅2.8%。

具體來(lái)看，改良西門(mén)子法主要分為合成、提純、還原、尾氣回收、冷氫化、后處理六大工序。此工藝具有成熟穩定、過(guò)程簡(jiǎn)單、設備標準化高等特點(diǎn)，生產(chǎn)出的硅料各方面質(zhì)量均比較高。

西門(mén)子法工藝流程

資料來(lái)源：中國能源網(wǎng)整理

然而，改良西門(mén)子法仍存在高耗能、工藝流程繁雜等缺點(diǎn)。根據中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì )數據，能源消耗將占到改良西門(mén)子法生產(chǎn)成本的31%～42%。具體來(lái)看，改良西門(mén)子法主要存在以下兩個(gè)缺陷：

一是耗電量高，電費成本占總成本的30%以上。還原過(guò)程中，爐體內化學(xué)反應所需的溫度需要達到1000度以上。

二是硅棒在用于生產(chǎn)硅片時(shí)，需要破碎后才可以使用，生產(chǎn)無(wú)法實(shí)現連續性。

而與改良西門(mén)子法生產(chǎn)的多晶硅相比，硅烷流化床法生產(chǎn)的顆粒硅體積更小，僅有綠豆般大小。不僅生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，還具備低耗能、低成本、連續生產(chǎn)、無(wú)需破碎等優(yōu)勢，因此，在當前“雙碳”要求背景下，顆粒硅無(wú)疑將是更為理想的多晶硅料工藝。

來(lái)源：浙商證券

顆粒硅的低碳和低耗能使其具備一定的成本優(yōu)勢，同等條件下，顆粒硅的生產(chǎn)成本比棒狀硅低約30%。相比傳統工藝，FBR不僅生產(chǎn)技術(shù)流程更短、后處理工序更少，生產(chǎn)電耗較低，項目人員需求更少。

顆粒硅是采用硅烷流化床法生產(chǎn)出來(lái)的顆粒狀硅料，該種方法所需要的化學(xué)反應溫度只有700度左右，能耗更小，同等產(chǎn)量下顆粒硅的電耗比棒狀硅下降70%。

傳統多晶硅需要破碎、清洗后才能用于拉單晶，而顆粒硅本身體積較小，減少了破碎環(huán)節，可以直接投料拉單晶，因此也省去了破碎成本(破碎成本 1～3 元/公斤)。

顆粒硅填充性好，加料桶可以多裝 15-20%的顆粒硅，可避免大塊料堵塞的問(wèn)題。

另外，顆粒硅具有球形外貌，流動(dòng)性更好，便于加料。相比于傳統多晶硅更適合新一代連續投料直拉工藝，是大規模CCZ技術(shù)(終極直拉單晶技術(shù))應用的必要條件，相較于傳統的RCZ單晶復投法，拉晶效率更高。

2010年開(kāi)始，保利協(xié)鑫子公司中能硅業(yè)就開(kāi)始自主研發(fā)顆粒硅技術(shù)，并通過(guò)收購海外資產(chǎn)，最終實(shí)現顆粒硅量產(chǎn)。2021年2月，保利協(xié)鑫宣布，已完全掌握顆粒硅各項成熟工藝和量產(chǎn)技術(shù)，正式邁入萬(wàn)噸級別規模。

多晶硅兩大技術(shù)路線(xiàn)之爭，一時(shí)難有定論。產(chǎn)業(yè)下游最終選擇使用何種技術(shù)，會(huì )從成本、品質(zhì)等多方面進(jìn)行綜合考量，這里也不能簡(jiǎn)單談及顆粒硅和棒狀硅中哪種產(chǎn)品會(huì )被市場(chǎng)淘汰，大概率這兩種技術(shù)將長(cháng)期并存。

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顆粒硅發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題

盡管具備諸多優(yōu)勢，顆粒硅的一些問(wèn)題還是需要一些時(shí)間去解決的。

顆粒硅運用到實(shí)際中，由于“氫跳”、顆粒硅撞擊器壁等問(wèn)題，會(huì )造成生產(chǎn)工序的中斷，同時(shí)由于生產(chǎn)工藝中粉末比例較高使成品率偏低，從而產(chǎn)生較大的額外成本。隨著(zhù)后續生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，顆粒硅生產(chǎn)的問(wèn)題有望得以解決。

目前市場(chǎng)對顆粒硅主要的質(zhì)疑點(diǎn)之一是，其質(zhì)量能否勝任更高品質(zhì)硅片需求?

相對棒狀硅，顆粒硅的雜質(zhì)含量略高(金屬、碳、氫含量均高于改良西門(mén)子法)，而且其填料密度高。為避免大塊料堵塞，目前企業(yè)對顆粒硅的用量用法都是摻雜的，用一部分金屬硅，再用一部分顆粒硅。另外，顆粒硅在轉化過(guò)程中還會(huì )產(chǎn)生很多粉料，運輸過(guò)程中也會(huì )有粉料產(chǎn)生，產(chǎn)品有被污染的風(fēng)險。

正由于顆粒硅的雜質(zhì)含量較高，將在一定程度上影響其在N型硅片上的大規模使用。因此，顆粒硅能否滿(mǎn)足下一代光伏技術(shù)N型硅片、電池片的使用，仍有待驗證。

顆粒硅產(chǎn)品在質(zhì)量上已獲得一些進(jìn)步，雜質(zhì)不斷減少，其與傳統硅片的差距也正在不斷縮小。

針對顆粒硅在使用中出現的問(wèn)題，協(xié)鑫科技也在不斷改進(jìn)中。協(xié)鑫科技的顆粒硅采用獨創(chuàng )的硅烷流化床法制造，單程轉化率可達99%，減少了尾氣回收和精餾環(huán)節，反應溫度也只有改良西門(mén)子法的60%，可以連續化生產(chǎn)，能耗和成本都大大降低。

根據其公布的數據，協(xié)鑫科技的顆粒硅在多項雜質(zhì)濃度指標上都已達到明顯優(yōu)于國標特級太陽(yáng)能硅料的標準要求。

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結 語(yǔ)

為淘汰落后光伏產(chǎn)能，工信部已明確提出“光伏制造企業(yè)應采用工藝先進(jìn)、節能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)成本低的生產(chǎn)技術(shù)和設備”。

硅料制造環(huán)節是光伏產(chǎn)業(yè)鏈中能耗最高的，能耗占比高達45%。2020年5月，工信部發(fā)布《光伏制造行業(yè)規范條件(2020年本》(征求意見(jiàn)稿)規定，新/擴建多晶硅綜合電耗不大于70千瓦時(shí)/千克。通過(guò)權威認證，協(xié)鑫科技每生產(chǎn)1KG顆粒硅的碳足跡數值為37KG二氧化碳當量，遠低于德國瓦克創(chuàng )造的每功能單位57.559KG二氧化碳當量的記錄。

更低的碳足跡、更低的能耗意味著(zhù)更低的成本與政策支持，顆粒硅技術(shù)能很好地降低光伏全產(chǎn)業(yè)鏈中的能耗水平，是未來(lái)需要重點(diǎn)布局的主流技術(shù)方向。

來(lái)源：中國能源網(wǎng)

文：李穎