02颗粒硅的三重隐秘角落
制约颗粒硅价格下降的因素主要有三个方面，分别是蒸汽能耗、硅量消耗、硅粉消耗。之所以市场认为颗粒硅有很大的成本优势，其核心原因在于将电量消耗与综合能耗画上了等号。实际上，虽然颗粒硅电量消耗很低，但流化床法实则会用到一定量的蒸汽，这部分理应也算作能量消耗，但却被很多投资者所忽视。
以协鑫2021年财报中披露的数据为例：其徐州基地颗粒硅的综合蒸汽消耗量在15．3kg／kg．Si，目前蒸汽的折标煤系数为0．1286，颗粒硅的蒸汽消耗折合标煤为1．97kgce／kg．Si。这一数据甚至比其电能消耗折合标煤1．82kgce／kg．Si更高。
图：协鑫科技徐州基地颗粒硅能耗 来源：协鑫科技2021年报
综合计算可得，颗粒硅电量和蒸汽的综合折合标煤为3．79kgce／kg．Si。这些数据系完全以产业龙头数据为基准，颗粒硅行业中的平均参数很可能远高于此。
反观改良西门子法，现阶段已经可以做到0蒸汽消耗，因此在蒸汽这一“隐藏”能耗上，颗粒硅是要远高于传统硅棒的。如果将改良西门子法48kWh／kg．Si换算成标煤消耗，则为5．90kgce／kg．Si。这意味着颗粒硅当前的综合能耗约为改良西门子法的64％，远比电量能耗差距要小得多。
除蒸汽的“隐藏”消耗外，颗粒硅还需要比改良西门子法更高的硅量消耗。在最初的时候，颗粒硅与传统硅棒的硅耗比在1．2左右，虽然如今这个比例有所下降，但颗粒硅依然需要消耗更多的硅量。
更多硅量消耗有两方面问题：其一硅料本身的价格问题，其二制造硅料也需要消耗一定的能耗。无论从硅料成本考量还是从能源消耗考量，颗粒硅的成本优势与节能优势都要打上一个折扣。
同时，在颗粒硅从生产到运输的过程中，还会产生15－20％的硅粉损耗。虽然硅粉能够以低价出售，而且硅粉的损耗比例也呈现下降趋势，但这实则也会进一步影响颗粒硅的制备，让成本和能耗再次提升。
综合以上三方面因素，颗粒硅的综合成本与能量消耗几乎与传统硅棒处于同一量级，即使存在成本优势，其空间也很小，尚不足以产生颠覆性的降维冲击。
03无法被忽视的质量比较
目前行业中对于颗粒硅的判断，实则是存在预期差的。如果颗粒硅并不能从本质上大幅降低成本和能耗，那么它与传统硅棒的竞争将重新回到产品质量层面。而这却正是当前颗粒硅技术的短板。
制备颗粒硅的流化床法并非一门新技术，早在1952年，美国联碳公司已经开始尝试流化床技术，并在随后被杜邦公司发扬光大。然而，在诞生60多年的时间中，这项技术却始终不温不火，究其原因就在于生产的硅片中杂质过多。
由于硅烷流化床法底部进料存在气流，因此工业硅颗粒会在反应器内处于悬浮状态，但底部蒸汽气流持续进入，会导致工业硅颗粒不断冲击反应器内部，在长期持续运作下，颗粒硅势必会在不断碰撞中遭到金属材料的污染。
同时，颗粒硅是在反复碰撞中制成的，长此以往会导致反应器内壁损坏，为了延长反应器的寿命，行业内普遍采用碳基材料的内衬作为耐磨结构。虽然这样做延长了反应器寿命，但却会造成颗粒硅中含碳量较高，从而影响颗粒硅的纯度。除这些污染物外，多晶硅还会存在施主杂质和受主杂质两项纯度指标。
在综合行业内多方数据后，可以总结出传统硅棒与颗粒硅杂质浓度情况：具体而言，施主杂质浓度和受主杂质浓度两项指标中，颗粒硅分别是传统硅棒的3．7倍和7倍；而在碳浓度、金属杂质浓度数据上，两者则存在数量级的差距。
图：传统硅棒与颗粒硅杂质数据 资料来源：公开数据
刨除杂质问题不谈，颗粒硅实际制造过程当中，还受到“氢跳”问题困扰。颗粒硅的制备并非简单的单次制备，而是一个连续的过程，在制造过程中，很容易因反应温度不够而出现内部氢键未断裂的情况，会出现小泡。为了成功将氢气排除，在拉晶环节必须增加反应时间，因此颗粒硅的能耗实际会比理想中更高。
正是因为这些因素影响，所以颗粒硅始终没有大规模全面进入市场。尽管市场中存在着颗粒硅单炉投料100％的说法，但下游第三方厂商依然将传统硅棒作为主流材料，颗粒硅的投料比例一般在15％－30％之间。
硅料供需如此紧张的情况下，下游厂家并没有全方面布局颗粒硅，这足以说明目前行业中对于颗粒硅的质量依然存在担忧。
04更远的未来：既要乐观，也要客观
回溯光伏产业链发展史，不难发现，这是一个持续迭代的行业。无论是单晶太阳能电池对多晶太阳能电池的取代，还是电池片的连续升级，都体现了光伏企业不断学习的能力。
聚焦当下，PERC电池逐渐逼近能效天花板，从P型电池向N型电池升级已经成为行业内的共识。虽然HJT电池和TOPCon电池谁能胜出尚无定论，但N型电池无疑都将是电池片企业下一个进化方向。
从P型电池向N型电池过渡的情况下，已然对上游多晶硅提出了更高的要求，而这些要求主要集中体现在硅的纯度上。目前来看，颗粒硅距离全面达标还存在差距。
杂质含量更少的传统硅棒无疑是能够达到N型电池需求的，有颗粒硅企业虽然也对外表示开始布局N型电池，但杂质依然是要高于N型电池用料的标准需求。
当然，根据技术进步曲线我们可以预期，颗粒硅一定存在纯度进一步提升的空间。如果颗粒硅能够达到跟传统硅棒相仿的纯度，那么颗粒硅一定具备更大的发展潜力，不排除其在某天成为行业中流砥柱。但这终究需要一个过程，需要包括投资者与产业建设者们一道持有耐心。
从整个产业链安全与升级发展角度出发，任何人都希望行业中多一些革命性的技术迭代方向。但对于新的技术方向，我们不仅需要包容，更应该客观。纵观历史发展，不乏伤仲永式“捧杀”案例。
一语以蔽之，颗粒硅这项技术值得长期关注，但在展望这项技术前景时，投资者也必须清楚判断这其中存在的曲折。最起码从当下的数据看，颗粒硅还是硅料行业的技术路线补充，尚未具备颠覆多晶硅行业格局的能力。在多重“隐秘角落”未被有效治理之前，其与传统硅棒间的“辅主关系”，或仍是未来一个周期行业的主旋律。
原文标题 : 关于颗粒硅的思考：既要乐观，更要客观
