川观新闻记者 王代强 李强
32GW!
3月31日晚,通威股份发布公告称,为进一步扩大公司在高效晶硅电池产业的规模优势,通威股份旗下通威太阳能将斥资120亿元,拟在眉山天府新区青龙街道投资建设32GW(吉瓦)高效晶硅电池项目。通威方面称,这是迄今该公司投资产能规模最大的项目。
通威在光伏电池领域的持续加码,让本就热流涌动的全球晶硅光伏市场再添热力。
3月29日国家工业和信息化部发布的信息显示:2022年1—2月,我国光伏产业运行平稳向好,全国多晶硅产量约11万吨,硅片产量约40GW,晶硅电池产量约39.5GW,整体产能在去年高速增长基础上继续增长。
作为晶硅光伏产业重镇的四川,同期,晶硅产业利润同比增长5.36倍。
全球晶硅看中国,中国晶硅看四川——2021年,全国多晶硅产量约50万吨,占全球产量的七成以上,四川多晶硅产量则约占全国产量的13%。预计未来两年,全国多晶硅产能约有一半出自四川。
“中国绿色硅谷”强势崛起的背后,是全球最大硅料生产基地崛起在四川、全球最先进太阳能级晶硅制造核心技术诞生在四川、全球晶硅光伏领域头部企业中有5家落户四川。
2000年1月9日,由峨嵋半导体材料厂承担的国家重点科技创新项目——我国首条年产100吨多晶硅工业试验示范线,通过国家鉴定。标志着中国多晶硅技术国外垄断,一举跨入国际先进行列。
从100吨,到现有产量约占全国的13%,再到未来产能约占全国一半。四川,是中国多晶硅的原点,也是未来的制高点。
大而强
产业优势耀眼的内核,是这里具有全球竞争力的晶硅光伏龙头企业。预计未来两年,全国多晶硅产能或将有一半出自四川乐山
“祝贺!”3月30日14时58分,通合新能源(金堂基地)S2车间响起了热烈的欢呼声和掌声,通合新能源电池项目二期首片太阳能电池片顺利下线。
光伏发电模拟场景 李强/摄
此时,200多公里外的乐山五通桥区新型工业基地内,四川永祥新能源有限公司高纯晶硅生产线火力全开,四川晶科能源单晶拉棒项目满负荷生产,协鑫10万吨颗粒硅生产基地建设正酣,永祥能源科技一期10万吨高纯晶硅项目正在稳步推进。
省经济和信息化厅相关负责人说,在发展绿色低碳优势产业系列政策的推动下,通威、晶科、协鑫、京运通等国内晶硅光伏龙头企业纷纷在川内多个市州布局,组成硅料、多晶硅、电池片等上中下游全产业链。
这其中,以我国多晶硅发祥地乐山最为耀眼——
看原料资源,这里有盐卤矿储量170亿吨、烧碱产能45万吨、三氯氢硅和液氯产能10万吨,以及工业硅(产能30万吨)、氯气等配套协同,满足晶硅光伏全产业链发展需求。
看产业基础,1964年峨眉半导体材料厂(739厂)落户乐山,是我国首家拥有改良西门子法多晶硅生产技术的企业,国内多晶硅领域的顶尖人才均出于此。
看能源保障,乐山2020年全年水力发电量266亿千瓦时,甘孜-天府南-成都东1000千伏特高压交流工程布局乐山,为晶硅光伏产业发展提供了充足的能源保障。
看竞争优势,乘电力改革东风,乐山先行先试,成为全省第一批水电消纳示范市,晶硅光伏产业用电成本优势进一步凸显。
产业优势耀眼的内核,是这里具有全球竞争力的晶硅光伏龙头企业。
永祥新能源厂区一角 李强/摄
素有“化工高尔夫”美誉的永祥新能源,被一片草坪隔开,这边是鸟语花香的办公区,那边是鳞次栉比的生产厂房。眺望偌大的生产基地,永祥股份副总经理兼永祥新能源常务副总经理罗周豪迈地说:“永祥高纯晶硅产能已达18万吨,处于全球龙头地位。”
跳出乐山看四川。截至2021年,省内已建成和在建高纯晶硅、拉棒切方、电池片等项目投资超1000亿元。
经济和信息化厅预计,未来两年,全国多晶硅产能约90万吨,其中乐山43万吨,占全国产能约二分之一。到2023年,全省新增晶硅产值将突破1500亿元。到2025年,乐山晶硅光伏产业产值规模有望达到2000亿元。
进与攻
不断改进生产工艺,机器代替人工生产大大提升效率,持续攻关高纯晶硅提纯技术,提高光电转换效率
3月30日,通威太阳能(成都)有限公司的车间,排排电杠照得通亮,大型机器低音、高效运转。智慧物流搬运车自由行动,每车每次可搬运1200片单晶硅片,比之前人工运输效率提升141%,不良率降低12.5%,碎片率降低25%。
相较于生产工艺自动化、智能化改进,永祥所经历和触动的是科技攻关与行业命运的相偎相依。“20年前,我们从一个生产烧碱和pvc的小化工厂起步,利用循环经济优势,2006年进入多晶硅领域。”罗周感叹,曾经,中国光伏企业高度依赖国际市场,国内多家盲目投资晶硅的企业吃了缺乏核心技术的亏,永祥有切身体会。
在全球金融危机等因素的交织下,2008年至2013年,多晶硅价格从最高每吨350万元一路跌至10多万元。由于技术(多晶硅高度提纯、副产物回收利用等)和市场两头都在国外,行业持续低迷,全国数十家多晶硅企业因生产成本居高不下等因素被迫停产,退出市场。
“亏损也要坚持,不断技改,哪怕每月成本能降一万元都感到满足,也看到希望。”罗周说,凭借对晶硅光伏产业的一份执着,永祥组建技术团队持续攻关。
最终,他们成功通过“第四代永祥法”(包含大型精馏节能、冷氢化、反歧化等核心技术),成功将四氯化硅全部转化为生产原料三氯氢硅,变废为宝,提质降耗,实现了高纯晶硅“中国智造”,打破了国外技术垄断。
永祥股份高纯晶硅料展品 李强/摄
更令人振奋的是,经过不断的技术迭代升级,永祥能将晶硅纯度提升到99.999999999%,满足电子级多晶硅要求,还将多晶硅单线年产能从最早的800吨升级到现在的5万吨,全球领先。
创新,是技术型企业安身立命之本,四川晶硅制造企业深谙其道。“两台机器再靠近一点。”近日,通威太阳能眉山基地工程师王秀鹏指挥工人对一条仅连续运转了130天的生产线再升级。
硅料纯度越高,光电转化效率就越高。新技术升级了电池片反面的镀膜材料,将电池的银电极与硅片隔离开,从而进一步提高电池光电转换效率。目前其光电转换效率已经达到业内“天花板”24%左右。
协鑫颗粒硅技术取得长足进步,能耗与生产成本实现大幅降低。京运通是新型210规格拉棒设备专业生产商,产品为目前大尺寸硅片主流型号……四川晶硅制造,创新在持续,优势在积累,行业在领跑。
低和补
用“清洁能源”制造“清洁能源”,生产多晶硅耗电,但全生命周期节能,加强本地配套,多措施补齐行业短板
连日来,行走在省内多家晶硅制造企业厂房,记者明显感受到,几乎所有的大型设备在封闭的环境中运行,规范整齐的厂房布局,管道阀门廊架,下面绿草茵茵,车间看不到跑冒滴漏,厂区闻不到刺鼻的气味。
“变化来源于能耗结构。”永祥新能源技术人员告诉记者,过去烧锅炉用煤,最早生产1吨多晶硅要消耗180吨蒸汽。现在用电或天然气,生产1吨多晶硅只要1至2吨蒸汽,最新技术已实现“零蒸汽单耗”。
目前,在乐山的晶硅光伏企业使用水电作为能源,水电是清洁能源,在电力消费中基本不产生碳排放的问题,形成了用“清洁能源”制造“清洁能源”的绿色产业供应链。
不过,晶硅制造是耗电大户,如何理解其与实现“双碳”目标之间的关系?
“多晶硅作为光伏发电这一可再生能源领域最核心的原材料,起到了不可替代的作用。”中国有色金属工业协会硅业分会常务副会长林如海认为,只有在可再生能源占比逐步增加的情况下,才有可能降低以传统化石能源为主的碳基能源比例,从而实现真正意义上的“降碳零碳”目标。因此,多晶硅行业不仅没有与降碳零碳的目标背道而驰,反而是实现“双碳”目标的加速器。
单晶硅片展品 李强/摄
业内测算,从硅矿到光伏发电组件,1GW组件制造过程中总耗电4.2亿度,一年可发电13.65亿度,0.31年即可回收生产所需电能,全生命周期(30年)可发电409亿度,是生产消耗电量的97倍,累计减排二氧化碳0.29亿吨。
以“双碳”目标为背景,按照国家最新能源发展目标,到2025年,我国非化石能源消费占比将提高到20%以上。基于此,业内预期2022—2025年,全球年新增装机量将从220GW增加至400GW,每年环比有50GW左右的增量,同期多晶硅需求量将从80万吨增加至150万吨左右。
抢抓大好发展机遇,四川晶硅制造企业也清醒的看到了自身短板。
一方面,坩埚、银浆、光伏玻璃等配套产业不完善,本地配套率较低。业内人士提出,政府部门统筹晶硅光伏产业发展专项资金,持续加大对晶硅光伏产业的支持力度,打造“成眉光伏产业经济走廊”。
另一方面,部分新工艺新技术仍落后于国际先进水平,晶硅电池生产用高档设备仍需进口,薄膜电池工艺及装备水平明显落后。专家建议,制定四川省晶硅光伏产业专项培育计划,整合省内外晶硅光伏优势科研资源组建四川晶硅光伏产业研究院,创建晶硅光伏产业制造业中心。