0 引言

當(dāng)前，無(wú)論是為了能源安全供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)，還是為了轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，以光伏為重要擔(dān)當(dāng)?shù)男履茉词聵I(yè)已經(jīng)成為解決能源危機(jī)、保護(hù)青山綠水、破解霧霾之困、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，具有重大的使命價(jià)值和意義。當(dāng)今，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)走在了世界的前列，而多晶硅作為光伏制造最核心的原材料，十余年來(lái)取得了巨大的成就，為整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，功不可沒(méi)。

1 十余載艱辛風(fēng)雨路

1.1 打破國(guó)外技術(shù)封鎖

新中國(guó)成立后近40年里，世界發(fā)達(dá)國(guó)家如美、德、日等多晶硅生產(chǎn)大國(guó)，對(duì)我國(guó)多晶硅行業(yè)實(shí)施了技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷，我國(guó)多晶硅行業(yè)發(fā)展緩慢，全國(guó)多晶硅年產(chǎn)量不到世界總年產(chǎn)量的0.5%，且技術(shù)水平低、生產(chǎn)規(guī)模小、產(chǎn)品單位能耗高、生產(chǎn)成本高，導(dǎo)致市場(chǎng)需求幾乎全部依賴進(jìn)口。

20世紀(jì)80年代開(kāi)始，我國(guó)企業(yè)意識(shí)到多晶硅及相關(guān)材料行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的特殊戰(zhàn)略意義，逐步加大了多晶硅技術(shù)的引進(jìn)力度，力求能夠?qū)崿F(xiàn)多晶硅的規(guī)模化生產(chǎn)。2005年，我國(guó)首條300 t/年的多晶硅產(chǎn)業(yè)化示范線建成，標(biāo)志著多晶硅規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)體系的形成，打破了國(guó)外多年的技術(shù)封鎖。

隨著全球光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期，各國(guó)政府對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支撐刺激了多晶硅在太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)的需求大爆發(fā)，多晶硅價(jià)格從25美元/kg一路飆升至金融危機(jī)前的475美元/kg。在光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展和高額利潤(rùn)的驅(qū)動(dòng)下，2007年國(guó)內(nèi)掀起了建設(shè)多晶硅項(xiàng)目的高潮，新建、擴(kuò)建項(xiàng)目達(dá)20多個(gè)，在建規(guī)模達(dá)到2萬(wàn)t以上，我國(guó)多晶硅行業(yè)發(fā)展之路自此打開(kāi)。

1.2 跨越國(guó)外傾銷阻礙

在2008年美國(guó)次貸金融危機(jī)的大背景下，美國(guó)、歐盟對(duì)我國(guó)光伏實(shí)施了“雙反”貿(mào)易調(diào)查，限制、打壓我國(guó)光伏產(chǎn)品出口，多晶硅價(jià)格從塔尖瞬間坍塌，從2008年4月的475美元/kg跌至2010年4月的52美元/kg，跌幅高達(dá)89.1%。同期，美、韓及歐盟的多晶硅企業(yè)在國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)政策的支持下，利用此前簽訂的長(zhǎng)單捆綁下游用戶，通過(guò)短單以遠(yuǎn)低于成本的價(jià)格傾銷至我國(guó)市場(chǎng)，導(dǎo)致我國(guó)多晶硅行業(yè)全面虧損；直到2012年底，我國(guó)43家多晶硅工廠全部停產(chǎn)，無(wú)一幸免，多晶硅價(jià)格跌至15美元/kg，遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)外多晶硅企業(yè)生產(chǎn)成本。到2013年，在我國(guó)對(duì)美、韓及歐盟的“雙反”終裁等一系列利好政策支持下，多晶硅行業(yè)開(kāi)始出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，具備投產(chǎn)條件的技術(shù)改造工程和新建工程開(kāi)始重啟，江蘇中能、洛陽(yáng)中硅、宜昌南玻、亞洲硅業(yè)等企業(yè)通過(guò)技術(shù)改造，消除瓶頸，先后恢復(fù)生產(chǎn)，在產(chǎn)企業(yè)達(dá)到16家。

1.3 解除國(guó)內(nèi)誤區(qū)羈絆

2009年發(fā)布的《關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩和重復(fù)建設(shè) 引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)[2009]38號(hào))將多晶硅列為6大產(chǎn)能過(guò)剩行業(yè)之一，并冠以“高耗能、高污染、資源性產(chǎn)業(yè)”的頭銜。正是由于多晶硅行業(yè)帶著“兩高一資、產(chǎn)能過(guò)?！钡拿弊?，銀行貸款避之不及，項(xiàng)目建設(shè)難以推進(jìn)，再加上國(guó)外傾銷壓制，在光伏產(chǎn)業(yè)遭遇金融危機(jī)打壓的背景下，多晶硅價(jià)格一路下跌，大量已建項(xiàng)目無(wú)力通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模和技術(shù)改造提升競(jìng)爭(zhēng)力，在建項(xiàng)目也由于融資困難而被迫停工，國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)面臨前所未有的生存困境。正是由于誤區(qū)羈絆、價(jià)格暴跌、信貸緊縮這三重致命利空疊加于剛剛起步的多晶硅行業(yè)，才使其深陷泥潭、寸步難行。

經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的誤區(qū)解讀之路后，2013年10月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)文件將多晶硅從產(chǎn)能過(guò)剩的行業(yè)中摘除，從側(cè)面反映了政府對(duì)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的大力支持，給予了國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)喘息之機(jī)。2013年之后，在國(guó)家光伏安裝政策和補(bǔ)貼調(diào)整等因素影響下，多晶硅價(jià)格理性回歸至11～23美元/kg，隨后價(jià)格根據(jù)市場(chǎng)需求上下震蕩波動(dòng)。同時(shí)，我國(guó)多晶硅企業(yè)加快自主研發(fā)、提升技術(shù)與裝備、降低生產(chǎn)成本，使產(chǎn)能更加集中，到2017年底，有22家多晶硅企業(yè)在產(chǎn)，其中萬(wàn)噸級(jí)企業(yè)達(dá)到10家，全國(guó)多晶硅產(chǎn)量達(dá)到24萬(wàn)t，占全球總產(chǎn)量的54.7%，連續(xù)5年位居全球首位，我國(guó)多晶硅行業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)。

圖1 2002～2017年多晶硅價(jià)格跌宕起伏

2 多晶硅行業(yè)規(guī)模顯著擴(kuò)張

2.1 產(chǎn)能及產(chǎn)量增速明顯高于全球

從2005年打破技術(shù)封鎖開(kāi)始，在國(guó)家科技計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)政策的支持下，一大批科技成果先后鑒定，并于2007年逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

截至2017年底，我國(guó)多晶硅產(chǎn)能達(dá)到27.60萬(wàn)t/年，與2007年的0.45萬(wàn)t/年相比，年均增長(zhǎng)率為50.9%；同期，全球產(chǎn)能從4.95萬(wàn)t/年增至50.00萬(wàn)t/年，年均增長(zhǎng)率為26.0%。

產(chǎn)量方面，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量從2007年的0.11萬(wàn)t增至2017年的24.04萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率高達(dá)70.9%；同期，全球多晶硅產(chǎn)量從5.00萬(wàn)t增至43.90萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率為24.3%。

可以看出，我國(guó)多晶硅產(chǎn)能、產(chǎn)量增速均明顯高于全球。

圖2 我國(guó)與全球的多晶硅產(chǎn)能及產(chǎn)量增速對(duì)比圖

2.2 市場(chǎng)份額躍居全球第一

2005年之前，國(guó)際多晶硅技術(shù)和市場(chǎng)被美、日、德3國(guó)的Hemlock、MEMC、OCI、Wacker、REC、德山、三菱這7家公司完全壟斷，我國(guó)多晶硅產(chǎn)能及產(chǎn)量全球占比都不到0.5%。

2007年開(kāi)始，在全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)多晶硅企業(yè)抓住一切機(jī)遇加速擴(kuò)張，依靠自主創(chuàng)新及引進(jìn)技術(shù)再創(chuàng)新，逐步掌握了太陽(yáng)能級(jí)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)；到2013年底，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量達(dá)到8.3萬(wàn)t，在當(dāng)年全球總產(chǎn)量的占比達(dá)到32.7%，從此躍居全球產(chǎn)量第1位。

隨著近幾年內(nèi)蒙古、新疆等能源價(jià)格優(yōu)勢(shì)地區(qū)擴(kuò)產(chǎn)或技術(shù)改造更加明顯，我國(guó)多晶行業(yè)借此提升技術(shù)和產(chǎn)能，降低物耗、能耗和成本，到2016年，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量達(dá)到19.5萬(wàn)t，較2013年大幅增加135%，占全球總產(chǎn)量的50.6%，首次占比超過(guò)一半以上。到2017年，多晶硅產(chǎn)量增至24.0萬(wàn)t，在全球占比達(dá)到54.7%，穩(wěn)居全球最大多晶硅生產(chǎn)國(guó)之位。

圖3 我國(guó)多晶硅市場(chǎng)份額占比圖

2.3 自給率穩(wěn)步攀升

我國(guó)多晶硅行業(yè)在突破技術(shù)封鎖之前，市場(chǎng)需求幾乎全部依賴進(jìn)口，2007年國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)量在總消費(fèi)量中的占比僅為10.9%；經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)加速擴(kuò)張，供應(yīng)量顯著增加，2010年占比已經(jīng)達(dá)到了47.8%。

2011年開(kāi)始，國(guó)際貿(mào)易糾紛不斷，其中美、韓及歐盟對(duì)我國(guó)多晶硅的低價(jià)傾銷是造成國(guó)內(nèi)近9成多晶硅生產(chǎn)企業(yè)虧損甚至停產(chǎn)、整個(gè)多晶硅行業(yè)陷入危局的致命因素；2012年底國(guó)內(nèi)企業(yè)全面停產(chǎn)，但即便如此，當(dāng)年多晶硅產(chǎn)量在總消費(fèi)量中的占比也達(dá)到了43.2%。

隨著我國(guó)商務(wù)部對(duì)歐、美、韓多晶硅產(chǎn)品傾銷啟動(dòng)“雙反”制裁，國(guó)內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)借機(jī)加速擴(kuò)產(chǎn)與技術(shù)改造，截至2017年底，多晶硅產(chǎn)量在總消費(fèi)量中的占比達(dá)到60.2%，市場(chǎng)需求徹底擺脫受制于人的局面。

圖4 我國(guó)多晶硅進(jìn)口量及產(chǎn)量在總消費(fèi)量中的占比圖

2.4 規(guī)模企業(yè)躋身全球一線

2007年，我國(guó)多晶硅剛步入產(chǎn)業(yè)化，更無(wú)在國(guó)際上立足一說(shuō)；10年來(lái)我國(guó)多晶硅企業(yè)引進(jìn)、吸收、自主創(chuàng)新，行業(yè)快速發(fā)展，綜合競(jìng)爭(zhēng)力大幅提升，國(guó)內(nèi)多晶硅規(guī)模以上企業(yè)躋身全球一線行列，徹底改變了全球多晶硅行業(yè)格局。

截至2017年，全球超過(guò)萬(wàn)噸級(jí)的企業(yè)已經(jīng)達(dá)到18家，其中我國(guó)有10家(江蘇中能、新特能源、洛陽(yáng)中硅、四川永祥、亞洲硅業(yè)、新疆大全、東方希望、江西賽維、江蘇康博、內(nèi)蒙古盾安)、美國(guó)3家(HEMOLOCK、REC和WAKER)、韓國(guó) 3家 (OCI、Hawha和 Hankook)、歐洲 1家(WAKER)、馬來(lái)西亞1家(Tokuyama)。

國(guó)內(nèi)多晶硅在產(chǎn)企業(yè)為22家，其中7家位居全球一線，2017年這7家企業(yè)的產(chǎn)能及產(chǎn)量在全球的占比分別為38.6%和41.7%。其中，江蘇中能排名全球第一，新特能源有效產(chǎn)能已位列第四。

3 多晶硅技術(shù)突飛猛進(jìn)

3.1 工藝技術(shù)創(chuàng)新改進(jìn)

多晶硅生產(chǎn)主要有2條工藝路線，即改良西門子法(或稱三氯氫硅法)和硅烷法。2種方法分別生產(chǎn)棒狀和粒狀高純多晶硅，2種料在制造硅片的鑄錠或拉晶過(guò)程中配合使用，有利于降低成本。

10年來(lái)，多晶硅生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)主要有以下3方面：

1) 2014年之前，國(guó)際上除美國(guó)公司REC和MEMC采用硅烷法生產(chǎn)多晶硅以外，其他均使用改良西門子法，直到國(guó)內(nèi)陜西天宏瑞科公司引進(jìn)美國(guó)REC的技術(shù)和資金，建立了1.9萬(wàn)t/年的硅烷流化床法多晶硅項(xiàng)目，才填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)顆粒硅生產(chǎn)的技術(shù)空白。

2)國(guó)內(nèi)改良西門子法生產(chǎn)多晶硅用還原爐的爐型，從2007年主流的12對(duì)棒，研發(fā)改造為目前在產(chǎn)多晶硅企業(yè)的主流改進(jìn)爐型24對(duì)棒、36對(duì)棒、48對(duì)棒等，大幅降低了電耗、能耗等各項(xiàng)指標(biāo)。

3)針對(duì)改良西門子法工藝副產(chǎn)物中的四氯化硅的污染物問(wèn)題，國(guó)內(nèi)將熱氫化工藝創(chuàng)新改造為冷氫化，在徹底解決了副產(chǎn)物污染問(wèn)題的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)線完全閉路循環(huán)，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。目前，冷氫化工藝已成為處理副產(chǎn)物四氯化硅的主流技術(shù)，國(guó)內(nèi)在產(chǎn)的多晶硅企業(yè)已全部完成了冷氫化技術(shù)改造。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷提升

從2011年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)受到國(guó)外企業(yè)的傾銷，持續(xù)不斷的低價(jià)沖擊使國(guó)內(nèi)多晶硅市場(chǎng)價(jià)格斷崖式下跌，并遠(yuǎn)低于大多數(shù)國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)的生產(chǎn)成本，到2012年底，國(guó)內(nèi)全部多晶硅生產(chǎn)企業(yè)虧損致停產(chǎn)，整個(gè)多晶硅行業(yè)陷入危局。國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)在困境中攻堅(jiān)克難，通過(guò)各種途徑節(jié)能降耗、降本增效，使行業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷提升。

目前，主流多晶硅企業(yè)硅耗已從2007年的1.35 kg/kg降低到2017年的1.1 kg/kg以下，降幅達(dá)到18.5%；且先進(jìn)企業(yè)硅耗可控制在1 kg/kg以內(nèi)。還原電耗從180 kWh/kg降低到45 kWh/kg以下，降幅達(dá)到75%；先進(jìn)企業(yè)的多晶硅還原電耗在42 kWh/kg左右。綜合電耗從350 kWh/kg降低到72 kWh/kg以下，降幅達(dá)到79.4%；先進(jìn)企業(yè)的多晶硅生產(chǎn)綜合電耗可低至62 kWh/kg左右。隨著現(xiàn)有工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，改良西門子法全流程的綜合電耗和綜合能耗仍有下降空間。

3.3 生產(chǎn)成本大幅降低

2005年以前，多晶硅生產(chǎn)的主要技術(shù)全部掌握在國(guó)外多晶硅生產(chǎn)企業(yè)手中，技術(shù)封鎖極其嚴(yán)重，國(guó)際先進(jìn)大型多晶硅企業(yè)多數(shù)具備規(guī)模、能源、技術(shù)、資源綜合利用等多方面優(yōu)勢(shì)，平均生產(chǎn)成本控制在30美元/kg左右；而彼時(shí)我國(guó)多晶硅行業(yè)剛進(jìn)入起步階段，生產(chǎn)成本高達(dá)70美元/kg。多晶硅生產(chǎn)成本因各公司情況不同，導(dǎo)致差異巨大，在光伏需求快速增加的大背景下，國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)加緊復(fù)產(chǎn)、擴(kuò)產(chǎn)，多晶硅價(jià)格呈現(xiàn)總體下滑走勢(shì)。多晶硅生產(chǎn)成本不僅關(guān)乎企業(yè)的市場(chǎng)份額，更直接決定其生死存亡。國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)歷漫長(zhǎng)的蟄伏，通過(guò)技術(shù)改造、降本增效，到2017年，其平均生產(chǎn)成本已降至11.5美元/kg，先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)成本甚至達(dá)到10美元/kg以下，在全球同類企業(yè)中保持絕對(duì)領(lǐng)先地位。

表1 2007～2017年多晶硅主流能耗指標(biāo)

雖然目前多晶硅生產(chǎn)中采用更為先進(jìn)的冷氫化工藝和大還原爐，在能耗、物耗方面的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)趨近極限，這兩方面繼續(xù)減少成本的潛力已經(jīng)很小，但由于各企業(yè)的電價(jià)及投資水平不同，各企業(yè)的電耗成本和折舊成本仍相差較大。例如新疆地區(qū)，電價(jià)僅為0.2元/t，加之投資較晚，大部分采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備，因此折舊成本也較低，并且隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新完善，成本還有繼續(xù)降低的潛力。

4 多晶硅行業(yè)功勛卓著

4.1 保障產(chǎn)業(yè)鏈原料供應(yīng)

從整個(gè)全球產(chǎn)業(yè)鏈原料供應(yīng)保障角度來(lái)看，2007年是我國(guó)多晶硅行業(yè)元年，當(dāng)年產(chǎn)量為1130 t，僅可提供國(guó)內(nèi)總需求量的10.9%；經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)量快速增加至24萬(wàn)t，年均增幅為70.9%，可保障國(guó)內(nèi)60.2%的需求量。

目前，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量和質(zhì)量可以保障國(guó)內(nèi)50 GW的光伏安裝量的原料供應(yīng)，已占到目前全球?qū)嶋H安裝量的52.6%；待國(guó)內(nèi)硅片金剛線切割技術(shù)全部改造完成之后，多晶硅擴(kuò)張后的產(chǎn)能可以滿足國(guó)內(nèi)70～80 GW的需求量，原料保障力度日漸增強(qiáng)。

4.2 推動(dòng)下游光伏應(yīng)用

從全產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)看，10年來(lái)下游光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，與多晶硅環(huán)節(jié)成本和價(jià)格的大幅下滑密不可分。2007～2017年，多晶硅價(jià)格從最高點(diǎn)的475美元/kg降至最低的11美元/kg，最大降幅高達(dá)97.7%，多晶硅占光伏組件的成本由30%快速下滑至5%左右。硅料成本的大幅下降，無(wú)疑刺激了國(guó)內(nèi)消費(fèi)，推動(dòng)了下游光伏應(yīng)用的發(fā)展。

以上這些數(shù)據(jù)都證明了：國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)通過(guò)技術(shù)改造降低成本，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升，為國(guó)內(nèi)光伏應(yīng)用奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)；國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)這10余載的飛速發(fā)展對(duì)該行業(yè)甚至整個(gè)多晶硅光伏產(chǎn)業(yè)鏈的卓著功勛無(wú)可替代、不可磨滅。國(guó)內(nèi)多晶硅行業(yè)在歷盡千帆過(guò)后，仍無(wú)所畏懼、砥礪前行！