中國粉體網(wǎng)訊  流化床顆粒硅工藝一直被認(rèn)為能夠顛覆當(dāng)今多晶硅主流工藝——改良西門子法，世人大多只看到了顆粒硅如今的光芒，但對于其坎坷的發(fā)展歷史，卻知之甚少。今天，中國粉體網(wǎng)小編帶你一起開啟流化床顆粒硅的自我探索之旅。

圖片來源：保利協(xié)鑫官網(wǎng)

一、流化床顆粒硅的早期探索

早在1952年，美國聯(lián)碳公司開發(fā)出將硅烷分解沉積在固定床上硅顆粒表面的技術(shù)，這也是流化床技術(shù)最早的雛形。1961年，杜邦公司申請了使用三氯氫硅為原料在流化床內(nèi)生產(chǎn)顆粒硅的專利，甚至略早于西門子法的提出。德州儀器公司在60年代也嘗試過類似路線，申請專利并建設(shè)了供內(nèi)部用料的生產(chǎn)廠，后因產(chǎn)品含碳量高關(guān)閉。

其它很多公司在不同階段嘗試過不同的化學(xué)反應(yīng)路線和流化床設(shè)計。德國瓦克公司在2008年設(shè)計建設(shè)了年產(chǎn)650噸的流化床顆粒硅生產(chǎn)線，采用三氯硅烷作原料氣，但后來并無擴(kuò)大產(chǎn)能。為了生產(chǎn)顆粒硅，瓦克公司甚至繞圈子申請了一種把融熔后的硅液濺入特定溶液中冷卻，獲得顆粒硅的專利。

二、國外技術(shù)最終流向國內(nèi)

在2013年以前，全球僅有MEMC和REC兩家公司有商業(yè)化生產(chǎn)顆粒硅的能力。MEMC是全球著名的半導(dǎo)體材料公司，當(dāng)時公司的硅片市占率一直在20%左右，位于全球第二位，粒狀多晶硅基本上自產(chǎn)自銷，MEMC顆粒硅能達(dá)到電子級標(biāo)準(zhǔn)，并用于半導(dǎo)體用單晶生產(chǎn)中。而REC是一家生產(chǎn)多晶硅圓片、光伏與太陽能應(yīng)用所用的硅材料、以及太陽能電池和模組的公司，從2006年開始建設(shè)流化床顆粒硅生產(chǎn)線。

受2011-2012年國際光伏貿(mào)易摩擦及補(bǔ)貼政策大幅降低的影響，國際光伏市場需求增速大幅下滑，國內(nèi)外光伏企業(yè)均受到較大影響。MEMC和REC公司同樣也都遭受重創(chuàng)，經(jīng)營狀況不佳，其所擁有的顆粒硅技術(shù)分別被保利協(xié)鑫和陜西有色天宏硅業(yè)通過收購和合作的方式拿到。

原本，REC公司在美國Moses Lake的太陽能顆粒硅工廠產(chǎn)能已達(dá)到年產(chǎn)萬噸以上，但因各種原因，目前已停業(yè)兩年。REC公司財務(wù)報告顯示其中國榆林的合資工廠有1.9萬噸顆粒硅產(chǎn)能，但2020年上半年只產(chǎn)出了2681噸顆粒硅。

除REC及其合資企業(yè)中瑞硅業(yè)有商業(yè)顆粒硅供應(yīng)外，國內(nèi)甚至全球，只有保利協(xié)鑫屬下的中能硅業(yè)，實現(xiàn)了流化床太陽能顆粒硅工藝的商業(yè)化生產(chǎn)，并可用于直拉單晶。

三、顆粒硅王者——保利協(xié)鑫

保利協(xié)鑫旗下的中能硅業(yè)，可以說是國內(nèi)西門子法多晶硅當(dāng)之無愧的行業(yè)先行者，但在當(dāng)年西門子法如日中天時，保利協(xié)鑫就開始了流化床顆粒硅的探索。

獨立探索多年，發(fā)展道路艱難

從多年的年報發(fā)布中，我們可以看到保利協(xié)鑫發(fā)展顆粒硅有多不易：

2012年，江蘇中能硅烷氣首期裝置調(diào)試成功，順利產(chǎn)出合格的高純度硅烷氣。

2013年，利用硅烷法順利產(chǎn)出高品質(zhì)顆粒硅產(chǎn)品，并達(dá)到世界同類生產(chǎn)裝置先進(jìn)水平。

2014年，9月起，電子流化床反應(yīng)器多晶硅生產(chǎn)設(shè)施一期試營運(yùn)，產(chǎn)能總量為25,000公噸，達(dá)到符合設(shè)計規(guī)格的營運(yùn)水平。

2015年，硅烷流化床技術(shù)進(jìn)展順利，初步具備規(guī)模化生產(chǎn)條件。

2016年，硅烷法流化床顆粒硅的設(shè)施和工藝優(yōu)化等科研項目取得了令人矚目的成績，各項研發(fā)成果均處在行業(yè)的最前沿。

從2012年到2016年的年報可以看出，4年多的時間，保利協(xié)鑫流化床顆粒硅工藝雖有進(jìn)展，但一直沒有實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，保利協(xié)鑫靜待轉(zhuǎn)機(jī)

在保利協(xié)鑫自身顆粒硅研究創(chuàng)新進(jìn)展受阻的時候，SunEdison碰巧在美國申請破產(chǎn)保護(hù)。保利協(xié)鑫2016年8月26日公告，通過美國破產(chǎn)法院從SunEdison手里收購MEMC硅烷流化床技術(shù)、CCZ連續(xù)直拉單晶技術(shù)和資產(chǎn)。后來，保利協(xié)鑫借鑒相關(guān)的技術(shù)經(jīng)驗，流化床顆粒硅商業(yè)化進(jìn)展明顯提速。

根據(jù)2019年年報中的大事記要可知，2019年5月7日，江蘇中能硅業(yè)科技發(fā)展有限公司「硅烷流化床顆粒硅關(guān)鍵設(shè)備與高效沉積工藝開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化」項目獲2018年度江蘇省科學(xué)技術(shù)二等獎，省級科技類最高獎。保利協(xié)鑫在業(yè)績回顧中提到，保利協(xié)鑫具有自主知識產(chǎn)權(quán)的顆粒硅技術(shù)在2019年實現(xiàn)連續(xù)的穩(wěn)產(chǎn)和量產(chǎn)，品質(zhì)獲得了客戶的認(rèn)可，完全具備了規(guī)范化生產(chǎn)的條件。

在收購MEMC硅烷流化床技術(shù)、CCZ連續(xù)直拉單晶技術(shù)和資產(chǎn)后，又經(jīng)過兩三年勵精圖治的大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)行探索，保利協(xié)鑫的顆粒硅技術(shù)迎來了幾樓曙光，但是依然遭遇了市場的深度懷疑。

2020年9月8日，保利協(xié)鑫宣布首期5.4萬噸顆粒硅擴(kuò)產(chǎn)項目開工，雖有徐州市黨政要員站臺剪彩，但是市場的質(zhì)疑聲不斷。有人說顆粒硅品質(zhì)差，只相當(dāng)于棒狀硅珊瑚料。再加上當(dāng)時的保利協(xié)鑫因太陽能發(fā)電站的投資，過高的負(fù)債和嚴(yán)重的補(bǔ)貼拖欠使其陷入危機(jī)。2021年4月保利協(xié)鑫發(fā)布公告，公司股票停牌，并延期發(fā)布2020年度業(yè)績。

攻克多重難關(guān)，保利協(xié)鑫屢簽大單

雖然遭遇接連的危機(jī)，保利協(xié)鑫并未倒下。保利協(xié)鑫因戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)失誤，硅料上被業(yè)界對手追趕，有些甚至?xí)簳r超越，但它能在自己的新疆西門子多晶硅資產(chǎn)的產(chǎn)能、成本、品質(zhì)等方面仍然位居行業(yè)前列的前提下，毅然決定未來專注發(fā)展硅烷流化床顆粒硅，這已然令人佩服，而時代必然不會淘汰站在行業(yè)前沿進(jìn)行產(chǎn)業(yè)革命的勇士！

2021年5月，中國質(zhì)量認(rèn)證中心根據(jù)相關(guān)核查程序為顆粒硅頒發(fā)了首張?zhí)甲阚E認(rèn)證書。這是5月17日生態(tài)環(huán)境部發(fā)文以來，顆粒硅獲取的國內(nèi)首張?zhí)甲阚E身份證和權(quán)威認(rèn)定書，是GCL硅烷硫化床法顆粒硅在碳排放大數(shù)據(jù)方面取得絕對優(yōu)勢的重要背書。

圖片來源：保利協(xié)鑫官網(wǎng)

保利協(xié)鑫在2021年半年報中表示，深耕十年的硅烷硫化床法顆粒硅技術(shù)在年初正式實現(xiàn)萬噸級產(chǎn)能的穩(wěn)定生產(chǎn)和運(yùn)營，同時，公司已分別在江蘇徐州、四川樂山和內(nèi)蒙古包頭戰(zhàn)略布局，形成了三足鼎立式的多個十萬噸級產(chǎn)能基地。

圖片來源：保利協(xié)鑫官網(wǎng)

保利協(xié)鑫精準(zhǔn)把握行業(yè)供給趨勢，回歸初心，將戰(zhàn)略重點重新聚焦于公司擅長的硅料領(lǐng)域，終于迎來了多個訂購長單。

2月2日，保利協(xié)鑫向隆基股份及其7家附屬公司銷售合共不少于9.14萬噸多晶硅，為滿足買方對顆粒硅的期待，多晶硅供應(yīng)量之中將包括顆粒硅產(chǎn)品。

2月2日，天津環(huán)睿與保利協(xié)鑫簽訂多晶硅采購協(xié)議，在2022年1月至2026年12月期間向保利協(xié)鑫采購包括顆粒硅在內(nèi)的多晶硅料合計共35萬噸。

5月27日，晶澳科技與保利協(xié)鑫簽訂多晶硅采購協(xié)議，晶澳科技下屬全資子公司東海晶澳將于2021年7月1日至2026年6月30日期間向江蘇中能采購顆粒硅，預(yù)計總采購量約14.58萬噸。

9月23日，雙良節(jié)能全資子公司雙良硅材料（包頭）有限公司與江蘇中能簽訂《硅料戰(zhàn)略合作協(xié)議書》，雙方約定2021年9月-2026年12月期間，雙良節(jié)能將向江蘇中能采購原材料多晶硅料(包括塊狀硅和顆粒硅)5.275萬噸。

11月18日，上機(jī)數(shù)控全資子公司弘元新材與江蘇中能簽訂了《多晶硅購銷合作長單框架協(xié)議》，預(yù)計2022年1月至2026年12月采購數(shù)量為9.75萬噸。

圖片來源：保利協(xié)鑫官網(wǎng)

開放研發(fā)制造基地，彰顯實力與底氣

11月23日-24日，保利協(xié)鑫入局FBR顆粒硅10多年以來的首場最高規(guī)格、最大規(guī)模、最廣范圍、最具專業(yè)性的零距離考察調(diào)研，也是新落成的FBR顆粒硅生產(chǎn)運(yùn)營現(xiàn)場、中央控制中心首次揭開神秘面紗。數(shù)十家券商、基金及銀行等機(jī)構(gòu)的80余名代表分批次來到了該基地，調(diào)研FBR顆粒硅。

圖片來源：保利協(xié)鑫官網(wǎng)

在中央控制中心，調(diào)研人員可以云上感受科技賦能下由機(jī)器人巡檢的FBR顆粒硅生產(chǎn)設(shè)備。工作人員介紹說，未來樂山、包頭等項目也將通過徐州基地中央控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)字智控。據(jù)了解，在保利協(xié)鑫5GW顆粒硅技術(shù)應(yīng)用示范項目現(xiàn)場，調(diào)研人員還在現(xiàn)場見證了FBR顆粒硅投料應(yīng)用的全過程。

東方財富研究所負(fù)責(zé)人周旭輝說，F(xiàn)BR顆粒硅科技屬性很強(qiáng)，創(chuàng)新成果顯著。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)棒狀硅有很多尾氣回收管道，而FBR顆粒硅主要是硅烷生成裝置和流化床，生產(chǎn)流程短，占地面積小，投資成本低。

多位銀行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人則表示，隨著“雙碳”目標(biāo)向縱深推進(jìn)，新批項目“雙控”準(zhǔn)入門檻將越來越高，生產(chǎn)能耗更低、碳排放更少的FBR顆粒硅必將成為推動光伏行業(yè)進(jìn)入蝶變期的最優(yōu)選擇，助力光伏行業(yè)供給端深度脫碳，實現(xiàn)光伏原材料“低耗能、高效能”的行業(yè)嬗變。

圖片來源：保利協(xié)鑫官網(wǎng)

結(jié)語

在“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下，符合能耗“雙控”趨勢的顆粒硅產(chǎn)品將更具有市場主動權(quán)，顆粒硅的問世實現(xiàn)了光伏產(chǎn)業(yè)原材料生產(chǎn)端“低耗能、高效能”的行業(yè)轉(zhuǎn)變。保利協(xié)鑫顆粒硅作為下一代硅基新材料，將以其低本高效與優(yōu)異碳足跡的多重優(yōu)勢，對未來光伏行業(yè)發(fā)展和清潔能源革命產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

參考資料：保利協(xié)鑫2012年-2020年年報、保利協(xié)鑫官網(wǎng)、雪球網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初心）

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