颗粒硅技术和市场现状探讨

2020下半年以来，颗粒硅的生产技术改进，以及多项产能项目的投建，引发市场广泛关注，同时颗粒硅低成本、低能耗、低排放的特点，不仅在平价上网时代具有性价比优势，并且符合降低碳排放的政策需求。

目前行业普遍把颗粒硅作为添加料使用，基本上将掺杂比例控制在30%以下，现下头部硅片厂的掺杂比例已可达到40%。掺杂比例主要受到微粉问题的限制，微粉在炉内高温的场景下会在石英坩埚内形成氧化物，影响晶体生长，提高颗粒硅比例会加大晶体失活的风险。

我国颗粒硅在产产能不足3万吨，渗透率约5%，尚未实现大规模量产，行业前景亦存在诸多不确定性。我们总结了近期行业内关于颗粒硅技术路线的部分观点，并对未来发展前景的诸多可能性作出分析：

颗粒硅相对西门子法具有以下优点：

量产后的生产成本方面占优：量产理论生产成本为3.5万元/吨，投资成本6~8万元/吨，相对西门子法降低20%~30%，全周期成本4.5万元/吨，略低于西门子法。

颗粒硅的生产流程更短，后处理工序更少：颗粒硅产品形似球状，流动性好，圆形度>0.92，中位粒径在2mm左右，更好满足复投料尺寸要求，无需破碎工序，降低损耗以及破碎成本，同时有效避免破碎过程中引入杂质的风险。

节约能耗：颗粒硅生产单位耗电量少，单吨耗电20~25kWh，相对西门子法45~60kWh降低50~70%;颗粒硅流化床技术使用硅烷气制备，生产反应温度低，还原温度500+°C即可，而采用改良西门子法还原三氯氢硅，需要1080°C以上的高温。

与此同时，由于产品特性，颗粒硅在生产技术方面仍需要改进：

生产安全的危险系数较高：生产过程中要使用到硅烷，该气体极为活泼，在零下80度下遇空气会发生爆炸。

氢、碳等杂质含量很难控制：颗粒硅的比表面积大，更容易吸附杂质，在转化过程中会产生很多粉料，运输过程中也会有粉料产生，产品有被污染的风险。在氢气生产环境中有吸附，生产器壁是碳基生产过程中硅会撞击器壁，内衬也多为碳基材料。随着颗粒硅产线升级，氢杂质、粉尘等问题都将得到解决。

隐形成本较高，实际生产成本仍有待优化：虽然颗粒硅在电耗、人工、初始投资额等方面具有成本优势，理论量产成本相对西门子法较低，但目前技术水平下，颗粒硅的连续生产能力较差，尚未实现大规模量产，成本仍有待压缩。

保利协鑫是颗粒硅技术路线的重要推手。保利协鑫目前在产产能年底由6,000吨提高到10,000吨，2021年规划投产2万吨颗粒硅产能，届时公司总产能3万吨，行业总产能约5万吨。

9月8日，保利协鑫旗下江苏中能规划产能10万吨、首期5.4万吨颗粒硅项目正式开工扩建，是目前全球单体最大规模颗粒硅项目;

10月18日，保利协鑫在四川乐山10万吨颗粒硅项目正式开工，一期6万吨产能预计将在2022年2月投产，全部产能2022年底达产，届时保利协鑫将拥有20万吨颗粒硅产能;

12月10日，保利协鑫发布公告，FBR颗粒硅生产工艺得到重大突破，成本优势更加明显，产品质量得到客户的广泛认可。

在目前的光伏生产体系下，短期内颗粒硅取代现有改良西门子法的可能性很小，长期具备潜力。技术方面制约因素较多，粉尘、杂质等问题亟待解决，同时短期内出货量较少，硅料讲究系统化配置和稳定性，颗粒硅兼容进现有的下游生产体系仍需时间，同时受到专利保护的限制，颗粒硅技术很难在短时间内得到普及，难以在行业层面形成规模。