2010年第六屆太陽能級硅及光伏發(fā)電大會 1 金融風暴下的中國冶金法多晶硅產業(yè) 2009年回顧 陳 朝 冶金法太陽能級多晶硅產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 廈門大學物理與機電工程學院 E-Mail： cchenX 2010.3.17于上海 目 錄 一、 2008年中國光伏產業(yè)高速發(fā)展 二、金融風暴下的多晶硅產業(yè) 三 、 國家宏觀調控政策 四、 2009年我國冶金法多晶硅產業(yè)的迅猛發(fā)展 1、技術上有重大突破 2、首次批量生產，且并網(wǎng)發(fā)電 3、建立創(chuàng)新產業(yè)聯(lián)盟 五、 2010年的前景如何？ 走自己的路！ 2 2007年中國產光伏 1088MW， 超過日本成為世界第一 ； 2008年以 63.6%是速率增長，達 1780MW 中國光伏產業(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?。?。 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，無序重復建設，逐漸形成泡沫！ 一、 2007-08年中國光伏產業(yè)高速發(fā)展 3 中國光伏發(fā)電產量的飛速發(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、 金融風暴下 多晶硅產業(yè) 2008.11金融風暴發(fā)生，全球多晶硅價格猛降！ 4 7 8 三、 國家的宏觀調控政策 太陽屋頂計劃 2009年 3月國家財政部頒布： 128號文件： “ 關于加快推進太陽光電建筑應用的實施意見 ” 129號文件： “ 太陽光電建筑應用財政補助資金管理暫行辦法 ” 補貼范圍側重：城市光電建筑一體化應用； 農村及邊遠地區(qū)建筑光電利用。 補貼標準： 2009年原則上 20元 /Wp（大于 50kW） ； 以后年度根據(jù)產業(yè)發(fā)展上的調整。 這是 2006年我國 “ 可再生能源法 ” 頒布以來，對 中國光伏產業(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助資金管理暫行辦法” 10 綜合采取 財政補助 、 科技支持 和 市場拉動 方式， 加快國內光伏發(fā)電的 產業(yè)化 和規(guī)?；l(fā)展， 并計劃在 23年內，采取財政補助的方式支持不低 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)運行等關鍵技術產業(yè)化 據(jù)先進性、市場發(fā)展狀況確定單位投資補助上限 這是繼屋頂工程后的最大舉措，對開拓國內光伏市場有 “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： “關于做好“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內完成。 其中： 大型企業(yè)并網(wǎng)發(fā)電： 232個；裝機規(guī)模： 290MW；發(fā)電自用 邊遠無電地區(qū)發(fā)電： 27個；裝機： 46MW；可解決 30多萬戶用電 大型并網(wǎng)發(fā)電項目： 35個；裝機： 306MW；接入電網(wǎng)輸送。 “通知”對金太陽示范工程實施提出嚴格要求和較高技術標準， 對關鍵設備設定了較高上限，并規(guī)定不得限定采購本地產品。 將逐步改變我國太陽電池組件過度依賴關鍵市場的現(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，并促進產業(yè)升級和技術進步。 11 國家不鼓勵進口多晶硅 2010年 9月發(fā)改委、財政部、商務部聯(lián)合下發(fā)通知 調整了“鼓勵進口技術和產品目錄”： 在新能源產業(yè)中，“ 2MW以上風力發(fā)電設備設計制造技術”以及在 2007版目錄中被鼓勵進口的多晶硅，從調整后的目錄中刪除。 多晶硅從鼓勵進口的“資源性產品、原材料”目錄中被刪除，是 因為“高燒難退”，和鼓勵進一步自主研發(fā)。 國家擔心出現(xiàn)“綠色泡沫”，而進行產業(yè)調整。 12 國家原則上不批準新的多晶硅產業(yè) 多晶硅產能是否“過?！?？引起激烈的爭議！ 國家原則上不批準新的多晶硅產業(yè) 2009年 9月 29日 “國務院批轉發(fā)改委等部門關于抑制部分行業(yè)產能過剩和重復建設引導產業(yè)健康發(fā)展若干意見的通知”（ 38號文件 ） 針對多晶硅、風電設備、鋼鐵、水泥、平板玻璃、煤化工六產業(yè) 加強項目審批、嚴禁化整為零、嚴防資金流向、失職問責 通知指出：“多晶硅是信息產業(yè)和光伏產業(yè)的 基礎材料 ， 屬于高耗能和高污染產品 。 從生產工業(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 年我國多晶硅產能 2 萬噸，產量 4000 噸左右，在建產能約 8 萬噸，產能已明顯過剩。 我國光伏發(fā)電市場發(fā)展緩慢，國內太陽能電池 98% 用于出口，相當于大量輸出國內緊缺的能源”。 13 對多晶硅“產能過剩”調整的 38號文件 研究 擴大光伏市場國內消費的政策 ，支持用國內多晶硅原料生產的太陽能電池以 滿足國內需求為主，兼顧國際市場 。 嚴格控制在能源短缺、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)保不達標的多晶硅項目不予核準或備案； 鼓勵多晶硅生產企業(yè)與下游太陽能電池生產企業(yè)加強聯(lián)合與合作， 延伸產業(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、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開發(fā)，降低生產成本。 到 2011 年前，淘汰綜合電耗大于 200 千瓦時 /千克的多晶硅產能。 14 四 、 2009年我國冶金法多晶硅產業(yè)迅猛發(fā)展 技術重大突破，首次并網(wǎng)發(fā)電， 成立產業(yè)聯(lián)盟，制定發(fā)展規(guī)劃 1、 技術上有重大的突破： （ 1） 吹氣 造渣技術獲得重大突破 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，也能有效除 B、 P （ 3） 電磁真空冶煉技術有重大進展 ： 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，開始走向產業(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%以內右 15 2、首次批量生產，且并網(wǎng)發(fā)電 寧夏發(fā)電集團于于 2006年開始研發(fā)冶金法多晶硅 2007年 3月，寧夏發(fā)電集團成功提煉出第一根純度為接近 6N的晶體棒，板光電轉換率從最初的 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 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 2 1000t/a 太陽能級多晶硅項目； 寧夏發(fā)電集團 10000t/a 高純多晶硅項目取得進展。 切片：年產 100MW/年；組件： 100MW/年也在建設。 太陽山： 1MW/年（上海普羅新能源） 16 寧夏發(fā)電集團多晶硅、高純硅項目 太陽能級多晶硅 總投資： 8.95億元。 生產能力：年產多晶硅 2 2000噸。 銷售收入：預計年銷售收入 22.56億元，預計年稅收 2.1億元。 進展情況： 2008.9開工，2009.5投產。 高純硅項目 總投資： 6.07億元，固定資產投資 3.3億元。 生產能力：產品為 1萬噸高純硅，主要副產品為精制工業(yè)硅 3960噸。 經(jīng)濟效益：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及應用研討會”并通過 廈門宣言 ，代表發(fā)出 加強合作、鼓勵創(chuàng)新；尊重科學、加強示范；政府支持、社會關心 的呼聲。 廈門宣言 呼吁發(fā)起 成立冶金法太陽能多晶硅產業(yè)聯(lián)盟 ，并成立冶金法太陽能多晶硅 技術發(fā)展路線圖 制定專家組，通力合作，鼓勵創(chuàng)新，持續(xù)不斷地改進提純工藝，盡快擴大生產規(guī)模，迅速占領太陽能多晶硅市場。 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)機構、生產企業(yè)加強與國內外相關機構、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、上海普羅、廈門佳科、廈門大學、昆明理工大學、大連理工大學、浙江大學、中山大學、中國科學院 等國內從事冶金法太陽能多晶硅的產、學研等 20多家單位，在科技部有關文件的指導下自發(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)電集團公司 佳科太陽能硅（廈門）有限公司 秘書長：中國產學研合作促進會新材料專業(yè)委員會 副理事長，李義春教授 19 成立冶金法創(chuàng)新產業(yè)聯(lián)盟后的工作 提出冶金法太陽能級晶體硅的技術路線圖供參考 提出冶金法太陽能級晶體硅的共同努力目標； 討論冶金法太陽能級多晶硅標準，廣泛征求意見 組織冶金法多晶硅 863、 973、支撐計劃項目申報 準備對寧夏集團的冶金法示范項目進行驗收評價，總結經(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 3-5年內實現(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： 化學純度 ： P0.6ppmw， B0.3ppmw, 總金屬 0.1ppmw, C1ppmw, O2.5ppmw， 電阻率 ： 0.5-3.0 -cm， 導電類型 ： P-型 （ 2）晶體硅 制備成本 ： 低于 10美元 /公斤 。 （ 3）太陽電池指標：多晶硅電池 光電轉換率大于 14.5%（ AM1.5下）， 單晶硅 電池 光電轉換率大于 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！ 針對冶金法當前的狀況： 純度開始 突破 6N瓶頸 ，開始 批量生產并網(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、成本需進一步降低 提出本人建議： （ 1）技術上聯(lián)合攻關，繼續(xù)降低 P、 B、 C、 O濃度； （ 2）評價 示范項目、分析優(yōu)缺點，總結交流經(jīng)驗； （ 3）建立公共檢測平臺，為全國冶金法單位服務； （ 4）組織好十二五，冶金法項目的申報工作。