中國冶金法多晶硅產(chǎn)業(yè)2009年回顧

2010年第六屆太陽能級硅及光伏發(fā)電大會 1 金融風(fēng)暴下的中國冶金法多晶硅產(chǎn)業(yè) 2009年回顧 陳 朝 冶金法太陽能級多晶硅產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 廈門大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院 E-Mail： cchenX 2010.3.17于上海 目 錄 一、 2008年中國光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展 二、金融風(fēng)暴下的多晶硅產(chǎn)業(yè) 三 、 國家宏觀調(diào)控政策 四、 2009年我國冶金法多晶硅產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展 1、技術(shù)上有重大突破 2、首次批量生產(chǎn)，且并網(wǎng)發(fā)電 3、建立創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 五、 2010年的前景如何？ 走自己的路！ 2 2007年中國產(chǎn)光伏 1088MW， 超過日本成為世界第一 ； 2008年以 63.6%是速率增長，達(dá) 1780MW 中國光伏產(chǎn)業(yè)處于 兩頭在外 的 尷尬 局面 95%以上的太陽能級多晶硅 靠進(jìn)口 ； 95%以上的太陽電池片 /組件 （綠色能源） 出口 到國外。 將 資源流失、大能耗、碳排放、污染留在國內(nèi)??？ 。 太陽能級多晶硅價格猛漲 （從 2006年 30-40$/kg,猛漲到 2008.9的 450$/kg) 多晶硅產(chǎn)業(yè)泡沫逐步形成 高額利潤下，全國掀起多晶硅熱，無序重復(fù)建設(shè)，逐漸形成泡沫！ 一、 2007-08年中國光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展 3 中國光伏發(fā)電產(chǎn)量的飛速發(fā)展 05001000150020002500300035002005 2006 2007 2008 2009 2010發(fā)電量M W時間（年） 2005 2006 2007 2008 2009 2010 電量（ MW） 145.7 432 1088 1780 2300 3500 4 中國太陽能級多晶硅產(chǎn)量的發(fā)展 時間（年） 2005 2006 2007 2008 2009 2010 SOG-Si噸 80 209 1130 4110 10000 30000 5 中國太陽能級多晶硅的發(fā)展與需求 年 份 2005 2006 2007 2008 2009 2010 發(fā)電量 （ MW） 145.7 432 1088 1780 2300 3500 多晶硅產(chǎn)量 （噸） 80 290 1130 4500 10000 15000 多晶硅需求 量（噸） 1652 4686 10597 20000 29500 26250 多晶硅缺口 量（噸） 1572 4396 4769 16500 19500 12500 6 二、 金融風(fēng)暴下 多晶硅產(chǎn)業(yè) 2008.11金融風(fēng)暴發(fā)生，全球多晶硅價格猛降！ 4 7 8 三、 國家的宏觀調(diào)控政策 太陽屋頂計劃 2009年 3月國家財政部頒布： 128號文件： “ 關(guān)于加快推進(jìn)太陽光電建筑應(yīng)用的實施意見 ” 129號文件： “ 太陽光電建筑應(yīng)用財政補(bǔ)助資金管理暫行辦法 ” 補(bǔ)貼范圍側(cè)重：城市光電建筑一體化應(yīng)用； 農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)建筑光電利用。 補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)： 2009年原則上 20元 /Wp（大于 50kW） ； 以后年度根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展上的調(diào)整。 這是 2006年我國 “ 可再生能源法 ” 頒布以來，對 中國光伏產(chǎn)業(yè)最有影響的重大措施。 10、電遷移提純等 9 金太陽工程 2009年 7月財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合印發(fā) “ 關(guān)于實施金太陽示范工程的通知”并制定了 “金太陽示范工程財政補(bǔ)助資金管理暫行辦法” 10 綜合采取 財政補(bǔ)助 、 科技支持 和 市場拉動 方式， 加快國內(nèi)光伏發(fā)電的 產(chǎn)業(yè)化 和規(guī)模化發(fā)展， 并計劃在 23年內(nèi)，采取財政補(bǔ)助的方式支持不低 于 500MW的光伏發(fā)電示范項目。（每省 20MW） 重點支持： 并網(wǎng)光伏發(fā)電、獨立光伏發(fā)電、大型并網(wǎng)等示范項目 以及硅材料提純、并網(wǎng)運行等關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化 據(jù)先進(jìn)性、市場發(fā)展?fàn)顩r確定單位投資補(bǔ)助上限 這是繼屋頂工程后的最大舉措，對開拓國內(nèi)光伏市場有 “不可估量 ”的推動作用！ 財政部加快實施“ 金太陽 示范工程通知” 2009年 11月財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合下達(dá)： “關(guān)于做好“金太陽”示范工程實施工作的通知” 共安排 294個示范項目，發(fā)電總規(guī)模 642MW，年發(fā)電 10億度 總投資約 200億元，計劃 23內(nèi)完成。 其中： 大型企業(yè)并網(wǎng)發(fā)電： 232個；裝機(jī)規(guī)模： 290MW；發(fā)電自用 邊遠(yuǎn)無電地區(qū)發(fā)電： 27個；裝機(jī)： 46MW；可解決 30多萬戶用電 大型并網(wǎng)發(fā)電項目： 35個；裝機(jī)： 306MW；接入電網(wǎng)輸送。 “通知”對金太陽示范工程實施提出嚴(yán)格要求和較高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)， 對關(guān)鍵設(shè)備設(shè)定了較高上限，并規(guī)定不得限定采購本地產(chǎn)品。 將逐步改變我國太陽電池組件過度依賴關(guān)鍵市場的現(xiàn)狀， 有利于解決新能源并網(wǎng)發(fā)電中存在問題， 為大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電積累經(jīng)驗，并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級和技術(shù)進(jìn)步。 11 國家不鼓勵進(jìn)口多晶硅 2010年 9月發(fā)改委、財政部、商務(wù)部聯(lián)合下發(fā)通知 調(diào)整了“鼓勵進(jìn)口技術(shù)和產(chǎn)品目錄”： 在新能源產(chǎn)業(yè)中，“ 2MW以上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)”以及在 2007版目錄中被鼓勵進(jìn)口的多晶硅，從調(diào)整后的目錄中刪除。 多晶硅從鼓勵進(jìn)口的“資源性產(chǎn)品、原材料”目錄中被刪除，是 因為“高燒難退”，和鼓勵進(jìn)一步自主研發(fā)。 國家擔(dān)心出現(xiàn)“綠色泡沫”，而進(jìn)行產(chǎn)業(yè)調(diào)整。 12 國家原則上不批準(zhǔn)新的多晶硅產(chǎn)業(yè) 多晶硅產(chǎn)能是否“過剩”？引起激烈的爭議！ 國家原則上不批準(zhǔn)新的多晶硅產(chǎn)業(yè) 2009年 9月 29日 “國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)改委等部門關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見的通知”（ 38號文件 ） 針對多晶硅、風(fēng)電設(shè)備、鋼鐵、水泥、平板玻璃、煤化工六產(chǎn)業(yè) 加強(qiáng)項目審批、嚴(yán)禁化整為零、嚴(yán)防資金流向、失職問責(zé) 通知指出：“多晶硅是信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)的 基礎(chǔ)材料 ， 屬于高耗能和高污染產(chǎn)品 。 從生產(chǎn)工業(yè)硅到太陽能電池全過程綜合電耗約 220 萬千瓦時 /兆瓦（注：2.2度 /瓦） 。 2008 年我國多晶硅產(chǎn)能 2 萬噸，產(chǎn)量 4000 噸左右，在建產(chǎn)能約 8 萬噸，產(chǎn)能已明顯過剩。 我國光伏發(fā)電市場發(fā)展緩慢，國內(nèi)太陽能電池 98% 用于出口，相當(dāng)于大量輸出國內(nèi)緊缺的能源”。 13 對多晶硅“產(chǎn)能過?！闭{(diào)整的 38號文件 研究 擴(kuò)大光伏市場國內(nèi)消費的政策 ，支持用國內(nèi)多晶硅原料生產(chǎn)的太陽能電池以 滿足國內(nèi)需求為主，兼顧國際市場 。 嚴(yán)格控制在能源短缺、電價較高的地區(qū)新建多晶硅項目，對缺乏配套綜合利用、環(huán)保不達(dá)標(biāo)的多晶硅項目不予核準(zhǔn)或備案； 鼓勵多晶硅生產(chǎn)企業(yè)與下游太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)合與合作， 延伸產(chǎn)業(yè)鏈 。 新建多晶硅項目 規(guī)模必須大于 3000 噸 /年， 占地面積小于 6 公頃 /千噸多晶硅， 太陽能級多晶硅還原電耗小于 60 千瓦時 /千克 ， 還原尾氣中四氯化硅、氯化氫、氫氣 回收利用率不低于 98.5%、 99%、 99%； 引導(dǎo)、支持多晶硅企業(yè)以多種方式實現(xiàn)多晶硅 電廠 化工聯(lián)營， 支持節(jié)能環(huán)保太陽能級多晶硅技術(shù)開發(fā)，降低生產(chǎn)成本。 到 2011 年前，淘汰綜合電耗大于 200 千瓦時 /千克的多晶硅產(chǎn)能。 14 四 、 2009年我國冶金法多晶硅產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展 技術(shù)重大突破，首次并網(wǎng)發(fā)電， 成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定發(fā)展規(guī)劃 1、 技術(shù)上有重大的突破： （ 1） 吹氣 造渣技術(shù)獲得重大突破 許多單位： B含量降到 0.5ppmw -0.2ppmw Na系造渣， Ca系造渣， Ba系造渣，混合造渣 （ 2） 酸洗不但能除金屬雜質(zhì)，也能有效除 B、 P （ 3） 電磁真空冶煉技術(shù)有重大進(jìn)展 ： 許多單位： P含量降到 0.3ppmw （ 4） 電子束除磷和離子束除硼技術(shù)，開始走向產(chǎn)業(yè)化 （ 5） 100%冶金硅太陽電池效率提高，光衰明顯降低： 鑄錠多晶硅： 15%以上，光衰： 5%以下 冶金法單晶硅： 16%-18%，光衰 10%以內(nèi)右 15 2、首次批量生產(chǎn)，且并網(wǎng)發(fā)電 寧夏發(fā)電集團(tuán)于于 2006年開始研發(fā)冶金法多晶硅 2007年 3月，寧夏發(fā)電集團(tuán)成功提煉出第一根純度為接近 6N的晶體棒，板光電轉(zhuǎn)換率從最初的 10%，提高到 15.3%，2008年提高到， 16%， 2009年初到 17%，年底到了 17.9% 2007年 12月，通過 寧夏發(fā)電集團(tuán) 330kWp太陽能光伏并網(wǎng)試驗電站可行性研究報告 ， 2008年并網(wǎng)試驗電站建成 太陽山 100%冶金法晶體硅太陽電站： 2009年 6月動工，2.5MW 9月 29日成功并網(wǎng)發(fā)電 。同年 12月完成 10MW電站 項目意義在于用自主研發(fā) 100%冶金法多晶硅建設(shè)了電站，有力地證明了物理冶金法制備低成本光伏高純的可能性。 寧夏發(fā)電集團(tuán) 2 1000t/a 太陽能級多晶硅項目； 寧夏發(fā)電集團(tuán) 10000t/a 高純多晶硅項目取得進(jìn)展。 切片：年產(chǎn) 100MW/年；組件： 100MW/年也在建設(shè)。 太陽山： 1MW/年（上海普羅新能源） 16 寧夏發(fā)電集團(tuán)多晶硅、高純硅項目 太陽能級多晶硅 總投資： 8.95億元。 生產(chǎn)能力：年產(chǎn)多晶硅 2 2000噸。 銷售收入：預(yù)計年銷售收入 22.56億元，預(yù)計年稅收 2.1億元。 進(jìn)展情況： 2008.9開工，2009.5投產(chǎn)。 高純硅項目 總投資： 6.07億元，固定資產(chǎn)投資 3.3億元。 生產(chǎn)能力：產(chǎn)品為 1萬噸高純硅，主要副產(chǎn)品為精制工業(yè)硅 3960噸。 經(jīng)濟(jì)效益：年銷售收入 25億元，年稅收 5億元。 17 3、 建立全國冶金法太陽能級多晶硅創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 2009.6.13-14 在廈門市召開全國 首屆：“冶金法太陽能多晶硅制備技術(shù)及應(yīng)用研討會”并通過 廈門宣言 ，代表發(fā)出 加強(qiáng)合作、鼓勵創(chuàng)新；尊重科學(xué)、加強(qiáng)示范；政府支持、社會關(guān)心 的呼聲。 廈門宣言 呼吁發(fā)起 成立冶金法太陽能多晶硅產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 ，并成立冶金法太陽能多晶硅 技術(shù)發(fā)展路線圖 制定專家組，通力合作，鼓勵創(chuàng)新，持續(xù)不斷地改進(jìn)提純工藝，盡快擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，迅速占領(lǐng)太陽能多晶硅市場。 廈門宣言 建議， 建立冶金法太陽能多晶硅電池公共測試平臺 。加強(qiáng)橫向聯(lián)合和協(xié)作。同時鼓勵冶金法太陽能多晶硅研發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)與國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)、企業(yè)的合作， 建立冶金法太陽能多晶硅光伏示范電站 ，展現(xiàn)冶金法技術(shù)的優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Α?18 2009.9.28在銀川成立 中國冶金法太陽能級多晶硅創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 經(jīng)過廈門、大連和昆明會議籌備后由 寧夏發(fā)電集團(tuán)、上海普羅、廈門佳科、廈門大學(xué)、昆明理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)、中山大學(xué)、中國科學(xué)院 等國內(nèi)從事冶金法太陽能多晶硅的產(chǎn)、學(xué)研等 20多家單位，在科技部有關(guān)文件的指導(dǎo)下自發(fā)成立。 理事長單位：上海普羅新能源有限公司 副理事長單位：寧夏發(fā)電集團(tuán)公司 佳科太陽能硅（廈門）有限公司 秘書長：中國產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會新材料專業(yè)委員會 副理事長，李義春教授 19 成立冶金法創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟后的工作 提出冶金法太陽能級晶體硅的技術(shù)路線圖供參考 提出冶金法太陽能級晶體硅的共同努力目標(biāo)； 討論冶金法太陽能級多晶硅標(biāo)準(zhǔn)，廣泛征求意見 組織冶金法多晶硅 863、 973、支撐計劃項目申報 準(zhǔn)備對寧夏集團(tuán)的冶金法示范項目進(jìn)行驗收評價，總結(jié)經(jīng)驗，分析優(yōu)缺點，以便推廣。 建立秘書處和網(wǎng)站，便于聯(lián)系和交流。 19 冶金法提純太陽能級多晶硅的工藝路線圖 高純二氧化硅 礦 熱 爐 ( 埋弧電弧爐 ) 高純還原劑 真空電子束熔煉 真空等離子束熔 煉電子束熔煉 電磁真空熔煉 定向凝固 6N 5N 其它方法 檢測 頭尾料或不合格 制備電池 提純處理 電極和爐襯改造 精選和處理 高純電極爐襯等 爐外精練 U M G 硅 ( 3N ) B 1.5pp m , P 5 pp m 濕法冶金 粉末冶金 B 1. 5 ppm , P 5ppm 5N S O G 硅 B 0.3 pp m , P 0.8 pp m 切錠檢測 切片 頭尾料或不合格 單晶生長 鑄錠生長 不合格 精選硅石 精選硅石 精選硅石 20 冶金法太陽能級晶體硅研發(fā)目標(biāo) 3-5年內(nèi)實現(xiàn)： （ 1）制備出冶金法太陽能級晶體硅（多晶硅或單晶硅）主要指標(biāo)： 化學(xué)純度 ： P0.6ppmw， B0.3ppmw, 總金屬 0.1ppmw, C1ppmw, O2.5ppmw， 電阻率 ： 0.5-3.0 -cm， 導(dǎo)電類型 ： P-型 （ 2）晶體硅 制備成本 ： 低于 10美元 /公斤 。 （ 3）太陽電池指標(biāo)：多晶硅電池 光電轉(zhuǎn)換率大于 14.5%（ AM1.5下）， 單晶硅 電池 光電轉(zhuǎn)換率大于 16.0%（ AM1.5下）， 光衰減小于 5% （ 4）太陽電池 芯片成本小于 1美元 /Wp， 使用壽命大于 25年 。 （ 5）從原料或者硅礦石起計， 綜合工藝耗電量是 50KWh/kg 21 五、 2010年冶金法的前景 走自己的路！ 針對冶金法當(dāng)前的狀況： 純度開始 突破 6N瓶頸 ，開始 批量生產(chǎn)并網(wǎng)發(fā)電 存在的問題： 純度不夠穩(wěn)定性、存在光衰現(xiàn)象、 暗電流偏大、成本需進(jìn)一步降低 提出本人建議： （ 1）技術(shù)上聯(lián)合攻關(guān)，繼續(xù)降低 P、 B、 C、 O濃度； （ 2）評價 示范項目、分析優(yōu)缺點，總結(jié)交流經(jīng)驗； （ 3）建立公共檢測平臺，為全國冶金法單位服務(wù)； （ 4）組織好十二五，冶金法項目的申報工作。