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昆明太阳能行业分析报告
作者:  上传时间:2018-12-21 13:51:36
(一). 国内多晶硅企业状况

目前国内涉及多晶硅生产的上市公司有南玻A、天威保变(新光硅业)、川投能源、乐山电力、岷江水电、通威股份、东方电气、特变电工、江苏阳光,其中天威保变、乐山电力、川投能源、岷江水电分别持有新光硅业的股权。非上市公司有洛阳中硅和江苏中能、四川峨眉。目前我国目前的一期建设单厂规模在1000吨以上的企业有南玻A、东方电气、特变电工、江苏阳光、江苏中能、新光硅业,其中前5家的单厂规模都在1500吨,为全国最大。

中投顾问能源行业研究部最新数据分析显示,2009年我国多晶硅产能将逾4万吨,而在2008年这一数字仅为4000吨。这也就意味着在新一轮的投资狂潮下,我国多晶硅产能将实现一年翻十倍的壮举。到目前为止,国内有近50家公司正在建设、扩建和筹建以西门子改良法为技术路线的多晶硅生产线,总建设规模超过10万吨,总投资超过1000亿,其中一期规模超过4万吨,投资超过40亿,在建项目多晶硅项目总数逾20个,其中,在建最大的项目为南京大陆投资集团、美国PPP、SCC、西图等公司共同投资建设托克托县多晶硅项目,总投资180亿元,建设规模为年产多晶硅18000吨。而云南爱硅信科技有限公司总规划10000吨/年多晶硅项目,总投资也逾100亿元, 一期建设基本上都在2006~2009年期间开始,在2007-2010年期间建成投产,其他的产能可能在2011-2012年左右实现。

1. 行业中的问题:

我国多晶硅生产工艺起步于上世纪五、六十年代中期,生产厂家达20余家,但因技术和

工艺不过关,这些企业均存在生产规模小、工艺技术落后、环境污染严重、能耗大、成本高等问题。在当前的多晶硅生产公司中,绝大多数为后起之秀,原有的20多家生产厂家中仅剩峨眉山半导体厂与洛阳中硅、新光硅业是从中保留或变身而成。目前,多晶硅生产的主流技术有三种,分别为西门子改良工艺法、硅烷法、流化床法,我国的多晶硅公司均采用西门子改良工艺。西门子改良法又称三氯氢硅还原法,是否闭环生产是决定该工艺能耗高低和原料利用率的决定性因素,也是降低产品成本的关键。据业内人士介绍,西门子改良法千吨级以下生产线一般没有投入成熟的尾气处理工艺,达不到闭环生产和循环利用物料,环境排放不过关,生产成本居高不下。

四氯化硅是多晶硅生产中产生量最大的副产物,未经处理回收的四氯化硅是一种具有强腐蚀性的有毒有害液体,对安全和环境危害很大四氯化硅是高危产品,遇空气遇水会产生对人体有害的氯化氢气体,四氯化硅作为多晶硅产品的副产物就国内多晶硅工艺技术而言严重制约到多晶硅的产量。理论上每一吨多晶硅副产12吨四氯化硅,而实际中往往大于20吨。因此如何处理四氯化硅是国内多晶硅企业面临的严重制约因素。

四氯化硅目前的出路途径有:即制备气相法白炭黑技术、热氢化制备三氯氢硅技术和氯氢化制备三氯氢硅技术以及SiCl4醇解,

(1).气相白炭黑技术:受制市场空间

气相法白炭黑用途广泛、附加值高,用四氯化硅制备气相法白炭黑技术是有效利用四氯化硅的理想方式。四氯化硅在氢氧火焰中高温水解可生成气相法白炭黑(纳米级白色二氧化硅粉末),每吨四氯化硅可生成0.35吨白炭黑,我国已有少数多晶硅企业拟采用此技术解决副产四氯化硅问题。但该工艺存在一个难以回避的问题,那就是白炭黑有限的市场容量。2008年全球气相法白炭黑的消耗量为11万吨,预计2012年消耗量为15万吨,届时我国多晶硅企业将副产135万~180万吨四氯化硅,采用该工艺可转化生产白炭黑47万~63万吨,远高于市场容量。

由此可见,单纯采用气相法白炭黑技术无法消化数量如此庞大的四氯化硅。此外,多晶硅生产过程中副产的四氯化硅纯度高,磷、硼以及金属杂质含量极低,将其用于生产气相法白炭黑也是一种资源浪费。

国内只有吉必盛一家有技术(四川乐山有吉必盛的分公司),国外主要的多晶硅公司如德国瓦克、日本德山等采用的方法是利用四氯化硅生产高附加值的气相法白炭黑。

(2)热氢化技术:能耗高遭淘汰

热氢化技术是将四氯化硅和氢气在1250℃左右的温度下反应生成三氯氢硅和氯化氢。此技术必须辅以气体分离装臵和三氯氢硅合成装臵以分离反应产物和处理氯化氢,故其投资大、占地多。除此之外,热氢化技术还存在以下缺点:反应温度高、工艺流程复杂、装臵操作难度大;加热器采用碳-碳复合材料,只能引进,成本高;对原料纯度要求高,无法解决多晶硅生产过程中副产的二氯硅烷;转化率低、能耗高。

由于存在上述缺点,尤其是能耗高,每生产1吨三氯氢硅耗电3200~3500千瓦时,目前发达国家已淘汰此技术。

(3)氯氢化技术:成功突破封锁

利用四氯化硅生产三氯氢硅从技术路线上看,氯氢化(又称冷氢化)技术比热氢化技术更为理想和先进。它是将四氯化硅、氯化氢、氢气与硅粉在500℃温度下反应生成三氯氢硅。该技术具有以下优点:装臵单一、投资小、占地少;反应温度低、操作稳定;对原料纯度要求低,多晶硅生产过程中副产的二氯硅烷可与四氯化硅发生歧化反应生成三氯氢硅;转化率高、能耗低,每生产1吨三氯氢硅耗电850~1000千瓦时。

氯氢化技术成功地将多晶硅生产过程中副产的四氯化硅、氯化氢、二氯硅烷转化为三氯氢硅,实现了多晶硅生产的密闭循环,避免了污染物排放,是一种理想的生产技术。但其技术目前不是很成熟,氢化转化率很低,一次性转化率仅有百分之十几,能够运用其技术的厂家不多。对于热氢化一次转化率报的最高的是新光硅业,为20%,这个转换水平基本与国外持平。但是每天的处理能力有限,远远小于多晶硅副产量,且单程转化率很低。德国瓦克已经达到了全闭合工艺,还原后有大量的副产物四氯化硅氢化的转化率理论上有20%(实际上可能还要低些)。

四川永祥在试验用四氯化硅做为原料生产多晶硅。据说已经具有一定的经验, 18对棒没炉还是能出个2T多。

(4). SiCl4醇解,生产硅酸酯SiCl4 + 4HO-R ----Si(OR)4 + 4HCl;如果醇含有少量的水,则生成聚酯,如果是无水醇类,则生成正硅酸酯,其中正硅酸甲酯和正硅酸乙酯应用比较广泛,

尤其是作为室温硫化硅橡胶的交联剂。硅酸乙酯可用于精密铸造,作为砂型的粘结剂;也可用来对金属表面渗硅,处理光学玻璃可提高透光度;完全水解后产生的极细氧化硅粉可用于制造荧光粉;还可用于制造耐热、耐化学品的涂料;用硅酸乙酯蒸气处理的金属表面可防腐防水。

(5)另外的用途是生产MQ树脂,MQ树脂的用途也比较广泛,只是市场不大而已。

2. 行业内公司处理情况:

(1)洛阳中硅 (气相法和氯氢化)

为解决多晶硅生产过程中产生的副产物SiCl4的出路问题,进一步增加企业经济实力,洛阳中硅高科技有限公司拟在偃师市高龙镇高龙工业园建设四氯化硅综合利用项目,该工程包括2000t/a气相SiO2生产线和7500t/a SiCl4氢化生产线,氢化采用多晶硅生产过程中产生的副产物SiCl4加氢、加硅生产SiHCl3,SiHCl3全部用做多晶硅生产原料,气相SiO2是利用SiCl4生产纳米级气相SiO2。项目主要生产设施为SiCl4氢化车间、气相SiO2制备车间和盐酸解析车间,公辅设施有氢氧站、循环水泵站、锅炉房等,其他如纯水站、废水处理站等利用洛阳中硅高科技有限公司现有设施。运行期环境污染因素主要为工艺尾气、锅炉烟气、设备噪声、生产废水、废渣等,评价单位将对此提出针对性的防范措施,尽量减轻工程建设对环境的影响。

(2)江苏中能 ( 氯氢化)

2008年2月,江苏中能光伏发展有限公司采用氯氢化技术建成的氯氢化试验装臵一次开车成功,可年处理四氯化硅20000吨,年产三氯氢硅24000吨。2008年12月,该公司投资建设的氯氢化放大装臵也已开车成功,可年处理四氯化硅60000吨,年产三氯氢硅72000吨,目前装臵运行稳定,各项指标达到或超过设计指标。中能现有6套氯氢化来处理四氯化硅,但其稳定性依然不好,出过些故障,这使中能的四氯化硅只能被处理一部分,前两天又出了点麻烦,现在处理系统不得不暂时停了下来,也证明了它的处理有一定的难度和可靠性很恼火

(3)新光硅业(热氢化)

新光1000吨中的四氯化硅处理采取的工艺是热氢化技术。系统运行十分稳定,它的转化

篇三:太阳能调研报告

仪器科学与电气工程学院

本科生科技学术实践“六个一”工程

调 研 报 告

未来的空间太阳能发电

姓 名:侯洋

学 号:65130318

时 间:2014.8.1~2014.8.30

未来的空间太阳能发电

姓名:侯洋 专业:测控技术与仪器 学号:65130318

摘要:本次调研主要介绍了未来的空间太阳能发电及其应用与研究,通过现象观察,拜访请教,网络查询,文献资料检索等方式研究空间太阳能发电的发展前景和未来规划,针对目前空间太阳能发电知识的匮乏和技术的不普及提出有力的意见和建议,从而加速对空间太阳能发电的调研和研究,为成功的利用新型能源发电做准备,更好地造福于社会,造福于子孙后代。

关键字:空间太阳能,发电,月球,太阳,未来,前景。

0、引言

空间太阳能发电,是指在地球外层空间利用太阳能发电,然后通过微波或激光将电能传输给地球上的接收装置,再将所接收的微波或激光能束转变成电能供人类使用。太阳是一个取之不尽、用之不竭的洁净能源宝库,但由于大气吸收、散射和昼夜交替等原因,地面利用太阳能的各种措施很难成为人类的主体能源。为了充分利用太阳能,在空间利用太阳能发电供应地球能源就变成了一个可能的研究方向。

1、调研介绍

1.1调研内容

空间太阳能发电已有的研究发展、空间太阳能发电的优势、特点、国内外的研究现状,发展空间太阳能发电的意义、挑战、机遇。如何利用空间太阳能进行发电。

1.2调研目标

通过对空间太阳能发电的调查与研究,了解空间太阳能发电的重要性及其与发电的关系,利用空间太阳能发电的基本知识,研究能源与电之间的转换,达到利用新能源发电的目的。

1.3调研方案与途径

由于我国社会上空间太阳能发电处于刚刚发展状态或者说思想萌芽状态,所以通过网络信息、文献资料、以及现象观察的方式调查空间太阳能发电的应用和前景。可通过个别案例了解空间太阳能发电的应用,同时对资料进行整理研究,最后得到有

关空间太阳能和发电的信息。

2、调研信息来源与调研过程的纪实

现象观察:

1. 如图片1所示,自地球形成以来,生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

图片1

2.图2为“月环计划”的效果模拟图

地球上的化石燃料储备正迅速走向枯竭,很明显,未来城市需要依靠更清洁的可再生能源。有什么能够比无限的太阳能更为理想的能源吗?根据“月环”计划,永久性阳光收集器将部署到月球赤道周围,形象地说,就好像为月球戴上一条腰带。

月环的绝大多数太阳能电池将始终朝向太阳进而获取大量太阳能,随后通过微波能传输天线将能量传回地球。月环建造工作主要靠地球上的操作人员远程操控机器人完成,与此同时,一批宇航员也要在现场充当“监工”,监督机器人的工作。

图2

拜访请教:

1:什么是空间太阳能发电?

答:空间太阳能发电技术是一种新能源技术,是人类摆脱对矿物能源的依赖,寻求无污染、可持续利用能源的重要途径。

问题2:什么是空间太阳能发电站?

答:在固定轨道上利用宇宙中没有气候影响达到更高的利用率、应用空间优势集中设置极其巨大的太阳能电池阵的专门用于发电的宇宙空间站。

问题3:空间太阳能发电的优越性主要体现在哪些方面?

答:第一:不占地。第二:接受的能量同比地面上的要多。第三:稳定。第四:省时。

问题4:我国发展空间太阳能电站的必要性?

答: 尽管我国地域广阔但目前探明而又能开采的矿物资源已很有限。目前我国人均

能源消耗水平也很低仅为发达国家人均能耗1/10—1/5[2]。 我国东西部经济发展的差距日益扩大资源分布不平衡的矛盾日益突出我国东部特别是沿海地区经济发展很快但资源储量很少供应紧张。我国的绝大部分资源分布在经济发展相 对落后的西部及北方地区由于技术交通及经济等因素未能充分开发利用即使有计划开采出的大量煤炭也不能及时运出。一些边远山区、牧区、高原、海岛人口稀少居住分散交通不便经济落后那儿缺乏常规能源又远离大电网严重影响我国现代化建设与国民经济的展。 由于技术基础差管理水平低等因素使得本已有限的能源资源浪费很大利用率低。我国能源总效率只有30%左右单位国民生产总值能耗比发达国家高6—10倍生产单位产品能耗比国外高50—100% [3] 。 由于矿物能源的大量使用造成环境严重污染。我国每年CO2的排放量占世界总量的10%还多,仅次于美国,居世界第二位[4] 。目前很多城市特别是一些北方重工业城市上空,经常弥漫着烟雾环境污染问题突出。 上述状况表明要发展经济一方面要充分高效利用现有能源资源避免浪费降低消耗提高技术水平与管理水平另一方面必须加快能源开发建设克服因矿物资源严重不足带来的潜在危机同时还必须承担对全球环境保护的义务。因此开发利用洁净的可再生能源资源是世界各国的必然选择。 我国在发展可再生能源方面做了大量的工作[5,6] ,但利用规模还十分有限。今后应大力发展地面和空间太阳能发电技术解决太阳能的大规模利用问题。 为了从实质上解决能源需求问题作者认为发展空间太阳能电站应成为主要目标。在地球附近的宇宙空间太阳能具有能流密度大、连续稳定、不占用耕地等优点通过控制微波束空间太阳能电站可向任何一个地点供电它比地面光伏电站更具开发价值。目前许多发达国家通过大量论证[10~12],已将它作为解决未来能源需求的主要发展方向。根据我国的特点作者认为空间太阳能电站也应是我国发展的主要方向。
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