进入21世纪,在全球能源枯竭、环境污染严重、气候日益变暖的生态环境形势下,各国节能减排压力逐渐加大,纷纷寻求理想的替代能源。太阳能作为一种清洁的可再生能源,是未来低碳社会的理想能源之一,光伏发电是太阳能利用的主要途径。
有数据表明,通过近几年市场培育与政府补贴,全球光伏市场取得了快速发展,光伏发电技术逐渐走向成熟,成本逐渐降低;其中重要的一方面就是在我国政府的支持下,多晶硅企业努力打破外国多晶硅巨头对技术的封锁,光伏发电的核心原材料多晶硅价格出现了较大幅度下降,这更加有利于光伏产业的长期发展。近年来随着西方国家对发展核电日益苛刻的态度,加上年初日本地震后,福岛出现的核电事故,使得德国、日本等国相继关停大批核电站,从而使这些国家政策扶持的重心放在包括光伏发电在内的其他新能源方面。业内普遍认为,光伏行业正进入良性发展阶段前期。
尽管我国从事多晶硅研究很早,在上世纪六、七十年代就已开始研究,与国外几乎同步,但是多晶硅真正产业化,能够大规模生产满足下游光伏发电装机行业需求还是近几年的事情。也只有我国的多晶硅真正实现了产业化,我国的光伏产业链才算得上完整,我国今后大规模发展光伏发电才不至于受制于人。
中国多晶硅产业化推动全球光伏产业加速发展
光伏产业链主要包括太阳能电池材料(多晶硅、单晶硅、薄膜等)——切片(晶硅电池)——太阳能电池——集成组件——发电系统相关行业,太阳能电池材料中,多晶硅、单晶硅占有80%以上的比重。
在整个产业链中,太阳能电池材料,无论多晶硅还是单晶硅都是技术与资本双密集型产业,切片后的各环节主要是劳动密集型产业。
我国经过改革开放30年所形成的制造业环境,对于太阳能光伏产业链从切片开始到发电系统这些劳动密集环节来说,只要有市场,形成产能会非常快。这些年的实践也印证了这一点。自2007年起,我国就连续蝉联全球太阳能组件最大产地。经过金融危机洗礼之后,在产品价格处于低位的情况下,中国厂商在成本控制方面的优势进一步凸显,订单络绎不绝,市场份额不断扩大;2009年,全球太阳能电池产量为10GW左右,仅我国大陆就超过4GW,占世界市场份额40%;2010年,据硅业分会统计,国内电池产量超过10GW,市场份额增至56%。就是按照先进的切片水平,平均每瓦单耗多晶硅7克计算,10GW的电池产量也要消耗7万吨多晶硅。2010年我国实际消费了近9万吨多晶硅。
而对于以多晶硅为代表的太阳能电池材料来说,就没那么乐观。在2007年前,全球的多晶硅生产主要掌握在国外的七大多晶硅巨头手中。2007年后,我国太阳能级多晶硅才实现批量的生产,2007年,我国多晶硅实现产量1156吨;2008年,全国多晶硅总产量超过4500吨,同比增长300.8%;2009年,我国多晶硅投产企业超过23家,产量达到1.8万吨;2010年,我国多晶硅投产企业超过28家,产量突破4.5万吨,其中化学法生产多晶硅达到4.35万吨,同比增长137.7%。我国生产的多晶硅只能满足国内一半的需求。
试想一下,若没有国内多晶硅的量产,全球光伏产业链还是像以前那样分工,国外多晶硅巨头负责资本、技术双密集型的多晶硅生产,中国负责切片以后的组件、光伏电池和系统安装,那么,全球多晶硅的价格就不会是象近两年这样总体呈现下降的趋势。如果多晶硅的价格居高不下,由于切片开始的中后端产业链中劳动力成本占有比较大的比重,随着劳动力成本的上升,光伏组件价格的下降就比较难,光伏发电成本的下降也会比较难,光伏市场的扩大也就比较难,全球的光伏产业就不可能有近年来的速度发展。因此说中国的多晶硅产业化推动了全球光伏产业加速发展。
中国企业家抓住国外政府补贴形成的光伏市场机遇促进了多晶硅产业化
在光伏产业链中,越靠近上游的产品其技术壁垒越高,生产企业家数成金字塔形式分布。多晶硅是整个晶体硅光伏电池产业链中技术壁垒最高、投资额最大、建设期最长的一环,该环节利润空间占到整个晶体硅光伏发电产业链的60%左右。但是,虽然我国太阳能组件产量居全球之首,一直以来“核心技术缺失”之症却扩散于整条光伏产业链,多晶硅产业也未能“幸免”。
全球金融危机之前,欧洲以德国、西班牙、意大利为首的发达国家急于寻求可再生能源,对光伏产业实施补贴,加上光伏发电本身成本的快速下降,产业链从上到下需求爆发式增长。据统计,德国的光伏装机年新增容量从2003年的150兆瓦增加至2009年的3200兆瓦,西班牙光伏装机年新增容量从2006年的88兆瓦增加至2008年的2511兆瓦。剧增的光伏装机容量拉动了全球光伏产品的需求,推动上游原料多晶硅价格不断走高,现货千克价甚至突破500美元。
高额利润激发中国的多晶硅企业乘势而起。过去,高纯多晶硅生产基本上被美国Hemlock、德国Wacker 等7家国际大厂所垄断,国际市场上对于高端、优质的多晶硅产品旺盛的需求使遭到国外多晶巨头“技术封锁”的国内多晶硅企业意识到,只有制定支持自主创新的科技政策,实施人才战略,自主创新研发,跨越技术门槛才能掌握核心技术、成为技术更新的主体,降低生产成本、提高产品质量,处于高新技术产业链U形曲线的最高端,独立自主发展多晶硅产业,改变受制于人的被动局面。
目前,在光伏组件所需的纯度为6N~12N的多晶硅制造业中,超过80%的生产线采用了改良西门子法,其工艺流程的关键在于提高硅料利用率,将副产量降低,并将副产品四氯化硅进行循环利用。近年来,随着国产化浪潮在光伏产业链上下游不断延伸,产业结构不断调整、升级,很多企业都逐渐打破资金、技术壁垒,通过国外引进和自主研发相结合,提高了工艺效率,实现规模化、产业化生产,应用技术体系日趋成熟。目前,从国内规模化企业看,已实现整个多晶硅生产产业链和系统内部的封闭运行,从而接近零排放和物料的合理利用。在节能环保和成本控制方面取得很快的进展。江苏中能等国内大型多晶硅企业开始迅速跻身国际先进行列。
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