改良西门子法VS流化床法,多晶硅两大技术路线的世纪之争

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多晶硅企业用脚投票

对于技术路线的选择,全球头部企业的扩产情况已经给了大众一份答案,本文做下总结。

【1】稳定供货的能力

多晶硅的稳定供应是光伏发展的重中之重。

一方面是产品的稳定供货,在供应紧张的情况下,扩产是主旋律。根据国金证券的统计,2022年国内主流硅料企业的90%以上产能均已被下游长单锁定,且最新的硅料长单已经签至2026年,未来几年高比例长单将成为硅料行业的常态。

另一方面,指的是产品质量的稳定性,多晶硅更多的是化工品属性,因此产品的稳定性是最重要的考量,没有之一。这自然涉及到生产的工艺的稳定性、设备的稳定性。改良西门子法工艺成熟稳定,设备也非常成熟,全国投入使用的还原炉达到近千台,远超流化床(全国流化床总数不超过20台)。

【2】长周期视角下,西门子法仍具明显的降成本空间

西门子法未来仍具有明显的降成本空间,我们从几个方向做初步讨论:

1)加大还原炉尺寸

说白了就是进一步提升规模效应。西门子法中,还原炉产量已从1975年的单炉40吨/年,提升至2015年的500吨/年。随着还原炉单炉产能的继续提高和电耗的继续降低,推动改良西门子法继续成为多晶硅行业发展的主导技术。

图11:不同年代的主流还原炉年产量情况,资料来源:公司公告

2)还原炉新型材料的应用

还原炉材料从石英玻璃发展到不锈钢,未来通过使用不锈钢以外的新型材料,或者给内壁镀上反射膜等方式,提高热辐射能的反射率,以提高余热利用率,此方式可实现10%~20%的节电效果,但相应对内壁的材质也提出较高要求,须考虑材质的耐用性及成本问题。

3)闭环生产

由于改良西门子法生成的副产物和尾气较多,影响到生产成本。如何有效循环和处理产物关系到未来的降本方向。比如西门子法生产过程中会产生大量的副产物SiCl4,将SiCl4转化成作为多晶硅生产原料的SiHCl3,从而实现闭环生产,以提高硅粉利用率,降低生产成本。

总之,改良西门子法由于规模化、技术成熟,未来有进一步的下降空间。绝大部分企业仍选择采用改良西门子法进行扩产。正是基于以上认知,CPIA(中国光伏)估算,到2030年,用改良西门子法生产的多晶硅,仍是绝对的主流。本文开篇提出的问题,对应的答案也就跃然纸上了。

图12:国内西门子法(深蓝)和颗粒硅(浅蓝)占比,资料来源:CPIA,华安证券

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