年产1000吨太阳能多晶硅项目建议书

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年产1000吨太阳能多晶硅项目建议书

2009年11月16日 09:30

一、项目概要

（一）产业现状。

太阳能光伏发电是将太阳能转换为电能的高端技术产业，作为一种可再生的清洁能源，它不会产生污染和噪声，而且用之不竭，是国家鼓励发展的高技术产业，根据专家预测，到2050年太阳能发电将占全球总能耗的20%；到本世纪末，太阳能发电将在能源结构中起到主导作用。

在太阳能光伏发电产业中，多晶硅材料作为太阳能光伏产业的源头，更是整个光伏产业链中的重要环节。2005年全球制造太阳能电池所需的高纯度多晶硅短缺达到24%，我国的缺口更是高达97%。由于我国没有掌握提炼制造太阳能电池所需的多晶硅技术，97%的高纯度多晶硅需要进口，已经成为制约我国信息电子产业和太阳能光伏产业发展的瓶颈。2005年，我国对高纯度多晶硅材料的需求已达到3800吨，而国内仅能生产180吨，缺口高达3600多吨，大量进口造成多晶硅价格快速猛涨。同时美、日等国的光伏巨头对我国实行严密的技术封锁，严格控制技术转让，对多晶硅进行垄断，使得我国正在快速发展的光伏发电产业面临多晶硅严重缺乏，产能大部分放空的无米下锅的尴尬局面。由于国内目前巨大的多晶硅缺口不可能在短时期内得到改善。“拥硅者为王”已经成为业内人士的共识。因此建设1000吨级以上的高纯度多晶硅生产厂是光伏产业的当务之急。

（二）政府支持。

目前，世界能源紧张，世界各国都在努力研究、开发、生产可替代、可再生能源，中国作为世界上负责任的大国，也是能源需求的大国，更是大力鼓励、支持发展可替代、可再生能源，颁布并实施了《可再生能源法》。2009年3月发布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》和《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，近期，财政部还发布了《太阳能光电建筑应用示范项目申报指南》，《指南》明确了三类光伏建筑应用示范项目的最高补贴标准。建材型和构件型项目补贴标准为20元/瓦，屋顶、墙面结合安装的项目补贴标准为15元/瓦。

（三）市场概况。

受太阳能光伏产业迅猛发展的影响，多晶硅材料的价格在短短几年内上涨了3倍，并且还面临有价无货的困境。在太阳能电池需求的拉动下，多晶硅材料2007年全年的期货已经告罄。由于全球原油价格上涨，欧美地区对新能源的需求上升，这些国家都采取了鼓励太阳能发展的措施，这促使了太阳能产业蓬勃发展，从而导致了多晶硅需求猛增。

2005年，我国太阳能电池组建的封装能力已达到400兆瓦，目前还有投资者不断涌入光伏行业，原来的一些企业也在不断扩大生产能力。据最新资料披露的一些公司的产业目标：南京中电年产600兆瓦，无锡尚德500兆瓦，保定英利500兆瓦，常州天合100兆瓦，西安佳阳100兆瓦，江苏林泽100兆瓦，宁波太阳能100兆瓦……与这些数字相悖的是，到现在为止，国内尚无一家千吨级多晶硅厂家与之配套。

目前中国尚未掌握多晶硅生产的成熟技术，同时一个多晶硅生产厂的建设需要投资数十亿元以及数年的建设周期，所以目前巨大的多晶硅缺口不可能在短时期内得到改善，市场需求极为迫切。　

二、技术方案、设备方案和工程实施方案

㈠技术方案

1、生产方法

目前西方发达国家生产多晶硅的工艺技术主要是化学提纯法和物理提纯法。化学提纯法通常使用美国UCC公司开发的硅烷(SiH4)法，此法的特点是：热分解温度较低，耗电相对较少；但缺点是硅烷具有强爆炸性，易造成事故，不安全，仅在特殊工艺中少量运用。美、日、德3个国家7大公司大都采用改良型西门子法生产11N级多晶硅，此法属化学法范畴，其优点是可一次性淀积11N纯度的U型多晶硅棒；缺点是非环保、高耗电、且具腐能性爆炸性，以及U型棒还必须经过检测分栋破碎，然后重新熔融铸造锭才可用于生产太阳能电池片等较复杂工序。由于上述原因，导致当前国内外太阳能电池等级的多晶硅基本采用单晶硅纯度稍低的头尾料或单晶炉的锅底剩料，进一步熔炼去杂，勾兑并再次熔铸造锭而成。其产量而受到单晶硅产量的限制，成本相对较高。针对上述缺点，日本很早就开始对太阳能电池等级多晶硅的规模化、产为化生产进行研究，并于2004年开始启动使用物理法规模化、产业化生产太阳能电池等级多昌硅。与改良西门子法相比，日本开发的物理法只能提纯至7N级纯度，但7N的纯度完全可以满足太阳能电池对多晶硅原料的技术经济指标要求，生产实践证明：7N纯度的多晶硅与11N纯度的多晶硅对于太阳能电池的光电转化率基本相同，并没有明显的差别。

目前日本规模化和产业化使用此工艺技术的公司有三菱硅、JFE、住友等大型多晶硅生产企业。

2、工艺技术流程

日本开发的太阳能级多晶硅生产工艺具体操作程序如下：

工序一

将金属硅原材料进行破碎后酸洗（要求20—50mm粒度），投入到加温的真空熔炼炉中，提高温度至1450℃—1470℃进行溶炼，抽真空达到要求范围后，升温进行真空溶炼。此时严格控制温度，冶炼时间10—15小时，取液体样分析达到合格要求进行第二工序。

工序二

⑵将液体硅水注入加温后的真空熔炼炉，同时加入水离子蒸汽，并使用10%比例的重质碳酸钙进行溶炼，每2小时除渣一次，共计五次工序，取液体样分析磷含量达到内控技术指标要求后，进入第三工序。

工序三

⑶将液体硅水注入加温后的定向凝结炉溶炼，温度控制1500℃—1520℃，时间12—15小时，分离金属杂质（铁、铝、钛等），取液体样分析达到合格要求后进入第四工序。

工序四

⑷进行铸锭。将液体硅水注入铸锭炉，先将温度平衡在1450℃—1470℃后，逐步降温，在40—50小时内，将温度降至250℃—300℃，取出铸锭炉，自然冷却。

   
铸锭炉分析化验后，将四周不合格部分除去，进入第五工序。

工序五

⑸切片。用钼丝锯去铸锭粗糙不合格部分后，进行表面酸洗，再用切片机根据市场要求规格地切成硅片。

⑹检验。对硅片进行质量检验。

⑺包装。按要求进行产成品包装，经验收合格入库。

对生产车间环境条件要求：

自第二序起，车间温度控制在23℃±2℃的环境条件中，相对湿度、空气净度也相应严格要求。

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3、工艺技术来源

日本三菱公司。

㈡主要设备选择方案

针对建设太阳能级多晶硅年产1000吨生产线产业化示范建设工程的实际，本着节约建设的原则，确定主要设备在国内工厂生产和采购，部分必须进口的设备，由日本三菱公司推荐国外进口设备生产工厂和进口设备目录，并提供数名技术人员指导。

⑴  太阳能级多晶硅年产1000吨生产线主要设备：

①按第1~2生产工序要求，主要设备选择如下：

A、电磁旋转熔炼炉（生产能力360kg）40台，单价20万元/台，需投入800万元；

B、负离子蒸汽炉40台，单价10万元/台，需投入400万元；

C、真空熔炼炉（生产能力150kg）20台，单价300万元/台，需投入6000万元；

D、化验设备：原子发射光仪，需投入700万元；

E、其它配套设备，需投入100万元。

以上小计：需投入资金8000万元。

①  按第3~4生产工序的要求，主要设备选择如下：

A、定向凝结生产（生产能力150~240kg），20台，单价：400万元/台，需投入8000万元；

B、铸锭炉（生产能力150~240kg），40台，单价：500万元/台，2亿元。

以上小计：需投入2.8亿元。

   ㈢主要建构筑物工程

针对本工程项目，拟出主要建构物工程一览表如下：

见表1：

表1、主要建筑物工程一览表



序号
工程项目名称
面积（m2）
估算投入（万元）
备注

1
征地
100005
300
  

2
平整地
  
200
  

3
设计费
  
150
  

4
厂房土建
10000
800
  

5
动力
  
400
  

6
水循环设施
  
200
  

7
办公楼和宿舍
5000
200
  

8
不可预见费
  
200
  




三、主要原材料及动力供应

㈠主要原材料供应

金属性，要求Si＞99%，年需要量2000吨，由县境内硅业公司指定生产供应。

㈡动力供应

电力供应，协调由园区变电站直接供配，单耗20—25万KWh/t。

㈢主要原料价格

金属硅，按市场价1万元/吨。

四.产品技术标准和主要技术经济指标

㈠  产品技术标准

本项目生产工艺技术系采用日本三菱公司物理提纯法生产太阳能级多晶硅，产品技术标准，也是采用日本三菱公司的企业生产标准。其产品技术标准如下：

SOG—Si太阳能级多晶硅纯度：99.99999以上；

金属硅中不纯物含有量精制目标（PPM）



产品   含量
P
B
Fe
AI
Ti
c

金属硅
25
7
100
800
200
5000

soG—si（目标）
＜0.1
＜0.1—0.3
＜0.1
＜0.1
＜0.1
＜5




　　

（二）、主要技术经济指标

SOG—Si纯度：99.99999%以上；

转换效率：≥12—15%；

电  耗：20万—25万kwh/t；

成  本：人民币16.5万—20万元/t；

铸  锭：500×500×500mm；

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五、总图运输与公用工程

㈠、 项目构成

项目工程主要由以下车间构成：

第一车间：真空熔炼炉熔炼；

第二车间：电磁旋转熔炼炉；

第三车间：定向凝结车间；

第四车间：铸锭车间；

第五车间：切割车间；

辅助生产车间：安装蒸汽锅炉20台（1吨蒸汽锅炉），与二车间配套用。

（二）、主要公用工程

1、供电设施；

2、中央空调室；

3、冷却循环水池；

4、化验室。

（三）、厂外运输（运输量及运输方式）

1、运输量：金属硅年运输量2000吨。

2、运输方式：汽车运输方式进厂。

六、投资估算

㈠项目资本金筹措方案

新建项目总投资人民币4亿元，
计划引进风险投资基金、银行贷款等办法融资解决。

㈢项目总投资构成

项目总投资人民币4亿元。其构成如下：

1、建设工程费(合征地费)：2450万元；

2、设备及工器具购置费：

第1—2期工序设备及工器具购置费6000万元；

第3—4期工序设备及工器具购置费3亿元；

3、设备安装费：100万元；

4、工程建设及其它配套费用：100万元；

5、不可预见费：1350万元

七、经济效益初步评价

㈠销售收入估算

现阶段国内外光伏产业市场，太阳能级多晶硅因供货紧缺，供不应求，价格暴涨，国际市场最高市场价格达150美元/公斤。为积极稳妥起见，产品按国际市场低谷平均售价50美元/公斤估算比较平稳，则每吨售价达40万元(涉及美元汇率的变化因素)，暂按每吨销售价40万元计算，年产1000吨，年销售收入4亿元。

㈡成本费用估算

1、电力：单耗20万—25万KWh/t，吨成本7—8万元；

2、金属硅：单耗金属硅2吨生产1吨多晶硅，吨成本1.8—2万元；

3、辅料(金重质酸钙)：单耗10吨生产1吨多晶硅，吨成本0.4—0.5万元；

4、折旧费(总投入4亿元，按合资期10年期限计)，吨成本4万元；

5、车间经费和职工工资：劳动工资0.5万元/吨/人；

6、设备检修和维护：0.5万元/吨；

7、税金：主要指营业税(按增值税17%抵扣后，按13%计)，每吨4.5—5.5万元、吨计，年税金总额达4500万元。

8、总成本：

税前总成本合计：14.2—15.5万元/吨；

税后总成本合计：19—20万元/吨。

㈢项目盈利能力初步分析

基建期按一年半计划顺利投产，试生产成功，当年生产，当年达产，则每吨利润达20万元左右，按生产1000吨生产规模计，则年利润可达2亿元。

㈣投资效益初步评价：按上述成本估算和盈利能力分析，对投资效益作出初步评价如下：

1、销售收入= 4亿元；

2、销售利润＝2亿元；

3、营业税(指增值税，按抵扣后13%计)
4500万元；

4、净收益= 2.85亿元；

5、净收益率= 60%

6、投资利润率= 40.8%

7、投资利税率= 50%

8、投资回收期24.5个月，加上建设期18个月，投资回收期约为4年。

八、结论

本项目工程，在技术上是可行的，在经济效益上是良好的，为衢州市和开化县的高技术产业化示范项目工程，具有示范效应和带动效应。