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關于顆粒硅的思考:既要樂觀,更要客觀

來源:全球起重機械網(wǎng)??人氣:5131
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 過去兩年多來,“光電風儲”領銜的新能源宏大敘事,在資本商場高潮迭起。其間一個接一個的泡沫吹起與破裂,令廣闊投資者時而興奮時而扼腕。整個板塊中樞上揚進程里,畢竟大家發(fā)現(xiàn),最具耐性與價值的公司,畢竟仍是那些遵從工業(yè)第一性的工業(yè)龍頭們。

歸根到底,敘事再努力,也要回歸到對工業(yè)的價值貢獻上。

比方在鋰電板塊,各種前沿技能路線屢屢成為商場焦點話題,但迄今為止仍是磷酸鐵鋰與三元二分全國。還比方當時最受資金追捧的儲能領域,一家家電化學類型公司估值卻是打滿了,但重點嚴重工程仍是歸于數(shù)十年前即已成熟的抽水蓄能。

再比方本文探討的光伏工業(yè)硅料這一分支,不少人都在預期依據(jù)硅烷流化床法的顆粒硅,即將推翻掉既有的多晶硅供應格式,但咱們現(xiàn)在看到的仍是下流企業(yè)不斷用巨額“長單”確定后者未來數(shù)年的產(chǎn)能。

技能總是向前不斷迭代延展。但回溯人類工業(yè)史,常識在于,在規(guī)模性生態(tài)面前,一項后發(fā)技能關于工業(yè)的適配總是綿長的。長期看咱們要達觀,但這個進程里咱們更須時刻對工業(yè)的第一性堅持敬畏,不斷審視新技能的成熟度以及其之于工業(yè)生態(tài)的貢獻度。如是,作為投資者,咱們方能與工業(yè)進展堅持協(xié)同生長。

01

“優(yōu)勢”背面的現(xiàn)實悖論

商場關于顆粒硅技能的熱忱期待,其來有自。

一直以來,硅料都是耗電大戶。電費是多晶硅制備進程中的重要本錢,占比約在31%-42%之間。此種背景下,降低電量耗費,就成為這一技能領域降本增效最為直接的方式。

圖:TCS改進西門子法本錢構成材料來歷:中國光伏職業(yè)協(xié)會,光大證券

現(xiàn)在,改進西門子法經(jīng)過繼續(xù)技能迭代后,歸納耗電量現(xiàn)已由此前60kWh/kg.Si,下降至48kWh/kg.Si。盡管降幅明顯,但與顆粒硅的硅烷流化床法比較,距離明顯。

據(jù)協(xié)鑫2021年報發(fā)表的數(shù)據(jù),其某基地的顆粒硅歸納耗電本錢現(xiàn)已控制在14.8kWh/kg.Si。以此數(shù)據(jù)核算,其耗電量僅為改進西門子法的30%,有著極大的降本空間。

圖片:顆粒硅

除耗電更少這個優(yōu)勢外,顆粒硅還存在生產(chǎn)工序簡略這個優(yōu)勢。

現(xiàn)在職業(yè)干流的改進西門子法,首要利用氫氣復原三氯硅烷(SiHCl3)在硅芯發(fā)熱體上沉積硅,經(jīng)過復原尾氣干法收回系統(tǒng)、SiCl4氫氣工藝,實現(xiàn)物料閉路循環(huán)。整體而言,改進西門子法首要分為合成、提純、復原、尾氣收回、冷氫化、后處理六大工序。

圖:改進西門子法的六大工藝流程材料來歷:《多晶硅生產(chǎn)工藝分析》,光大證券

與之相對,硅烷流化床法是將細小的硅顆粒種子鋪在有氣孔的床層上,然后從下面通入硅烷氣體和其它反響氣體,這時硅顆粒種子呈現(xiàn)出流體特征。在加熱等反響條件下,硅單質沉積在硅顆粒種子上,生成體積較大的硅粒,經(jīng)過出料管送出流化床反響器。

兩相比照,硅烷流化床法需氫化、精餾、歧化、流化床復原、尾氣收回等中心工序,由于硅烷裂解的化學原理決定其效率高于改進西門子工藝,整體設備體量更低。

在多晶硅供需繼續(xù)緊張的情況下,無疑本錢投入更低、耗電量更少的硅烷流化床法顯得更具優(yōu)勢。因而商場中呈現(xiàn)了顆粒硅將會全面推翻多晶硅商場的說法,硅料職業(yè)好像要變天了。

欲戴王冠,必承其重。顆粒硅想要替代改進西門子法傳統(tǒng)硅成為商場主宰,那么就必須展現(xiàn)出碾壓式參數(shù)表現(xiàn),并承受商場的全面檢測。

按理說,假如顆粒硅果然能耗本錢比西門子法低60%以上,那么其完全可以經(jīng)過價格優(yōu)勢對傳統(tǒng)硅棒進行全面壓制,但現(xiàn)實卻并非如此:從現(xiàn)實層面看,在耗電量明顯低于西門子法的情況下,顆粒硅的商場價格卻簡直與傳統(tǒng)硅棒價格適當,只是象征性的每噸廉價幾百元。

由此,顆粒硅對外宣稱的低本錢與居高不下的商場價格之間,便形成了一個令人迷惑的悖論。

其實,只要經(jīng)過系統(tǒng)化的復盤,咱們便不難發(fā)現(xiàn)在顆粒硅技能隱秘的角落,有些重要現(xiàn)實被忽略了。

02

顆粒硅的三重隱秘角落

限制顆粒硅價格下降的要素首要有三個方面,分別是蒸汽能耗、硅量耗費、硅粉耗費。之所以商場以為顆粒硅有很大的本錢優(yōu)勢,其間心原因在于將電量耗費與歸納能耗畫上了等號。實踐上,盡管顆粒硅電量耗費很低,但流化床法實則會用到必定量的蒸汽,這部分理應也算作能量耗費,但卻被許多投資者所忽視。

以協(xié)鑫2021年財報中發(fā)表的數(shù)據(jù)為例:其徐州基地顆粒硅的歸納蒸汽耗費量在15.3kg/kg.Si,現(xiàn)在蒸汽的折標煤系數(shù)為0.1286,顆粒硅的蒸汽耗費折合標煤為1.97kgce/kg.Si。這一數(shù)據(jù)甚至比其電能耗費折合標煤1.82kgce/kg.Si更高。

圖:協(xié)鑫科技徐州基地顆粒硅能耗來歷:協(xié)鑫科技2021年報

歸納核算可得,顆粒硅電量和蒸汽的歸納折合標煤為3.79kgce/kg.Si。這些數(shù)據(jù)系完全以工業(yè)龍頭數(shù)據(jù)為基準,顆粒硅職業(yè)中的平均參數(shù)很可能遠高于此。

反觀改進西門子法,現(xiàn)階段現(xiàn)已可以做到0蒸汽耗費,因而在蒸汽這一“躲藏”能耗上,顆粒硅是要遠高于傳統(tǒng)硅棒的。假如將改進西門子法48kWh/kg.Si換算成標煤耗費,則為5.90kgce/kg.Si。這意味著顆粒硅當時的歸納能耗約為改進西門子法的64%,遠比電量能耗距離要小得多。

除蒸汽的“躲藏”耗費外,顆粒硅還需求比改進西門子法更高的硅量耗費。在最初的時分,顆粒硅與傳統(tǒng)硅棒的硅耗比在1.2左右,盡管現(xiàn)在這個份額有所下降,但顆粒硅仍然需求耗費更多的硅量。

更多硅量耗費有兩方面問題:其一硅料自身的價格問題,其二制作硅料也需求耗費必定的能耗。不管從硅料本錢考量仍是從能源耗費考量,顆粒硅的本錢優(yōu)勢與節(jié)能優(yōu)勢都要打上一個扣頭。

一起,在顆粒硅從生產(chǎn)到運輸?shù)倪M程中,還會發(fā)生15-20%的硅粉損耗。盡管硅粉可以以低價出售,而且硅粉的損耗份額也呈現(xiàn)下降趨勢,但這實則也會進一步影響顆粒硅的制備,讓本錢和能耗再次提高。

歸納以上三方面要素,顆粒硅的歸納本錢與能量耗費簡直與傳統(tǒng)硅棒處于同一量級,即使存在本錢優(yōu)勢,其空間也很小,尚不足以發(fā)生推翻性的降維沖擊。

03

無法被忽視的質量比較

現(xiàn)在職業(yè)中關于顆粒硅的判別,實則是存在預期差的。假如顆粒硅并不能從本質上大幅降低本錢和能耗,那么它與傳統(tǒng)硅棒的競賽將重新回到產(chǎn)品質量層面。而這卻正是當時顆粒硅技能的短板。

制備顆粒硅的流化床法并非一門新技能,早在1952年,美國聯(lián)碳公司現(xiàn)已開端嘗試流化床技能,并在隨后被杜邦公司發(fā)揚光大。然而,在誕生60多年的時間中,這項技能卻一直不溫不火,究其原因就在于生產(chǎn)的硅片中雜質過多。

由于硅烷流化床法底部進料存在氣流,因而工業(yè)硅顆粒會在反響器內(nèi)處于懸浮狀態(tài),但底部蒸汽氣流繼續(xù)進入,會導致工業(yè)硅顆粒不斷沖擊反響器內(nèi)部,在長期繼續(xù)運作下,顆粒硅必然會在不斷磕碰中遭到金屬材料的污染。

一起,顆粒硅是在反復磕碰中制成的,長此以往會導致反響器內(nèi)壁損壞,為了延伸反響器的壽數(shù),職業(yè)界普遍采用碳基材料的內(nèi)襯作為耐磨結構。盡管這樣做延伸了反響器壽數(shù),但卻會形成顆粒硅中含碳量較高,從而影響顆粒硅的純度。除這些污染物外,多晶硅還會存在施主雜質和受主雜質兩項純度目標。

在歸納職業(yè)界多方數(shù)據(jù)后,可以總結出傳統(tǒng)硅棒與顆粒硅雜質濃度情況:具體而言,施主雜質濃度和受主雜質濃度兩項目標中,顆粒硅分別是傳統(tǒng)硅棒的3.7倍和7倍;而在碳濃度、金屬雜質濃度數(shù)據(jù)上,兩者則存在數(shù)量級的距離。

圖:傳統(tǒng)硅棒與顆粒硅雜質數(shù)據(jù)材料來歷:揭露數(shù)據(jù)

刨除雜質問題不談,顆粒硅實踐制作進程傍邊,還遭到“氫跳”問題困擾。顆粒硅的制備并非簡略的單次制備,而是一個接連的進程,在制作進程中,很容易因反響溫度不行而呈現(xiàn)內(nèi)部氫鍵未開裂的情況,會呈現(xiàn)小泡。為了成功將氫氣掃除,在拉晶環(huán)節(jié)必須添加反響時間,因而顆粒硅的能耗實踐會比抱負中更高。

正是由于這些要素影響,所以顆粒硅一直沒有大規(guī)模全面進入商場。盡管商場中存在著顆粒硅單爐投料100%的說法,但下流第三方廠商仍然將傳統(tǒng)硅棒作為干流材料,顆粒硅的投料份額一般在15%-30%之間。

硅料供需如此緊張的情況下,下流廠家并沒有全方面布局顆粒硅,這足以闡明現(xiàn)在職業(yè)中關于顆粒硅的質量仍然存在憂慮。

04

更遠的未來:既要達觀,也要客觀

回溯光伏工業(yè)鏈開展史,不難發(fā)現(xiàn),這是一個繼續(xù)迭代的職業(yè)。不管是單晶太陽能電池對多晶太陽能電池的替代,仍是電池片的接連晉級,都體現(xiàn)了光伏企業(yè)不斷學習的能力。

聚集當下,PERC電池逐漸逼近能效天花板,從P型電池向N型電池晉級現(xiàn)已成為職業(yè)界的共識。盡管HJT電池和TOPCon電池誰能勝出尚無結論,但N型電池無疑都將是電池片企業(yè)下一個進化方向。

從P型電池向N型電池過渡的情況下,已然對上游多晶硅提出了更高的要求,而這些要求首要集中體現(xiàn)在硅的純度上?,F(xiàn)在來看,顆粒硅距離全面達標還存在距離。

雜質含量更少的傳統(tǒng)硅棒無疑是可以到達N型電池需求的,有顆粒硅企業(yè)盡管也對外表示開端布局N型電池,但雜質仍然是要高于N型電池用料的標準需求。

當然,依據(jù)技能進步曲線咱們可以預期,顆粒硅必定存在純度進一步提高的空間。假如顆粒硅可以到達跟傳統(tǒng)硅棒相仿的純度,那么顆粒硅必定具備更大的開展?jié)摿Γ粧叱湓谀程斐蔀槁殬I(yè)國家棟梁。但這畢竟需求一個進程,需求包括投資者與工業(yè)建設者們一道持有耐心。

從整個工業(yè)鏈安全與晉級開展視點出發(fā),任何人都希望職業(yè)中多一些革命性的技能迭代方向。但關于新的技能方向,咱們不只需求容納,更應該客觀??v觀前史開展,不乏傷仲永式“捧殺”案例。

一語以蔽之,顆粒硅這項技能值得長期重視,但在展望這項技能遠景時,投資者也必須清楚判別這其間存在的曲折。最起碼從當下的數(shù)據(jù)看,顆粒硅仍是硅料職業(yè)的技能路線補充,尚未具備推翻多晶硅職業(yè)格式的能力。在多重“隱秘角落”未被有效管理之前,其與傳統(tǒng)硅棒間的“輔主聯(lián)絡”,或仍是未來一個周期職業(yè)的主旋律。錦緞作者:林曉晨

標簽:

顆粒硅

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