吉利李书福造硅,能否成为光伏行业搅局者?

来源:赶碳号时间:2023-04-06 10:49:12

汽车行业的“二福“都在跨界光伏制造业。


(资料图片)

比亚迪的王传福跨界光伏十几年,从电池组件到电站,前后亏损上百亿,现在仍咬牙坚持。吉利的李书福又准备出手了,而且起手式就从投资额度最大、技术门槛最高的硅料开始。

高达50万吨的产能规划,流露着吉利的野心——试图通过不一样的技术路线,颠覆硅料未来产业格局。

9年技术研发,4年市场推广,无数次技术迭代,在棒状硅一统天下的市场竞争中,2022年协鑫科技颗粒硅产品全球市占率终于达到了10%。

正当人们认为未来硅料市场将由棒状硅与颗粒硅共存之时,却又有一个猛人拍马杀到,带着第三条技术路线。此人非同寻常,因为他是李书福。

吉利投身制造业至今已近40载,总资产逾5000亿,拥有强大的制造业基因与全球化能力。硅料行业忽然出现这样一位强大的竞争对手,硅料巨头们自然也不会等闲而视之。

01

少数派的炼金术

在不久前的协鑫科技2022年度业绩发布会上,公司创始人、董事长朱共山说:“硅料行业现在出现了第三条路线。”

赶碳号当时听到这话有些好奇。关注光伏行业的人都知道,现在硅料市场上只有两种技术路线:通威股份、大全能源、新特能源等企业采用的改良西门子法,以及协鑫的黑科技硅烷法(颗粒硅)。

朱共山对于硅料制备新方法的关注,源于其多年以来对科技的敏感、执着和笃信。这第三条技术路线,叫“硅物理提纯法”,又称冶金法。当然,硅料的制备方法并非以上三种,还有硅石碳热还原法、电解法、气液沉积法等等。

冶金法最早产生于2008年,由全球硅基技术领军企业——美国道康宁公司发明。据相关媒体报道,吉利布局硅料的技术合作伙伴——刘立新以前就在加拿大道康宁公司工作。

冶金法以工业硅为原料,采用湿法冶金、真空熔炼、氧化精炼、定向凝固、特种场熔炼等技术组合而制备多晶硅。冶金法的特点是在提纯过程中硅不参与任何化学反应,依靠硅与杂质物理性质的差异,通过冶金熔炼的方法将杂质去除,从而获得满足太阳能电池性能需求的多晶硅。

李书福此番入局多晶硅,规划产能高达50万吨。2022年,我国多晶硅全行业的年产量才82.7万吨。

李书福一向勇于做少数派。当其他车企全力推进氢燃料汽车的时候,他独辟蹊径攻关甲醇汽车,在成本控制等多环节已有所突破,详见前文《吉利孤战甲醇汽车18年,如今终于等到花儿开!》进军硅料市场,李书福无疑又一次成了少数派。

02

吉利硅料只有6个“9”?

公司官网显示,吉利控股定位于“成为具有全球竞争力和影响力的智能电动出行和能源服务科技公司”。显然,能源科技已经和电动汽车并列,成为吉利未来战略定位两极中的一极。

去年,吉利对外公布襄阳市谷城硅谷项目:规划“推进硅矿、工业硅、多晶硅、单晶拉晶、切片、电池片、组件、光伏发电产业链上下游布局”,总投资228亿元。其中,年产5万吨多晶硅项目投资额为50亿元。

据公司官网消息,吉利科技集团正积极构建光伏上下游布局,规划2025年多晶硅年产能达到20万吨,2030年达到50万吨,成为行业龙头企业之一。

多晶硅是整个光伏产业链的最上游,投资额度大、技术门槛高、成本控制难。汽车和光伏是两个完全不同的领域。当然,吉利可能认为,既然通威、东方希望最早都能从饲料行业成功跨界而来,吉利自然也可以——虽然同为车企的比亚迪跨界光伏并不成功。

李书福说干就干,不像有些企业的硅料项目建设一直停留在PPT上、停留在政策审批的流程中。

不久前,湖北襄阳发改委披露了吉利在襄阳市谷城县的项目进展。吉利硅谷副总经理王明哲介绍:

“目前一期2000吨多晶硅中试线项目已顺利投产,二期10000吨多晶硅项目于2022年12月18日投入试生产,目前已进入生产爬坡阶段,整个项目预计在2023年3月底全部投产达效。满产后,将具备每年10000吨多晶硅生产制造的能力。”《湖北日报》则于3月23日报道:“吉利硅谷二期一万吨多晶硅项目车间已于日前试产。”按照计划,吉利1万吨的多晶硅项目已经达产,方向是6N(6个9,即99.9999%,几个9即是几N))太阳能级多晶硅。不过,吉利并没有披露其生产的多晶硅的下游客户是谁,亦没有光伏企业披露已在试用吉利生产的多晶硅。赶碳号不确定,现在吉利生产的多晶硅是否为自用。

有业内人士说:“光伏用多晶硅如果只有6个9,纯度应该不够。这样的产品比较适合铸锭,但是现在光伏电池已不再使用多晶,早已是单晶的天下”

当前多晶硅按纯度由低到高可以分为:

1)冶金级多晶硅(MG-Si),一般含硅量为99.999%~99.9999% (5N-6N),主要应用包括航空、尖端技术、军事技术部门的特种材料以及 建筑、纺织、汽车、机械等领域;

2)太阳能级多晶硅(SoG-Si),纯度介于冶金级硅与电子级硅之间,一般在 99.9999%~99.9999999%(6N-9N)之 间,主要应用为光伏晶硅电池;

3)电子级多晶硅(SEG-Si),一般要求含 硅量达到 99.9999999%以上(9N 以上)。

现在的硅料龙头企业上马的多晶硅项目,虽然应用方向是光伏行业,但是不少项目都明确其产品为电子级多晶硅,以彰显其多晶硅在纯度上的领先优势。吉利生产的6N多晶硅,应是踩着光伏级多晶硅的纯度下限。

上述人士说:“现在行业正处于从P型向N型全面过渡的阶段。N型电池片对硅料的纯度要求更高。”

N 型硅料掺磷元素,制造工艺复杂,少子寿命要比P型高出 1-2 个数量级,目前国内具备N型硅料生产能力的企业仅有通威股份、特变电工、大全能源等。

多晶硅纯度的问题,不光是吉利所采用的物理提纯法要面对的考验,也是流化床法制备的颗粒硅过去曾经走过的路。

协鑫科技在业绩发布会上介绍:目前,金属杂质低于3pbb/W (ppbw单位是以质量计数的浓度)的颗粒硅已经占比96%,小于1pbb/W的占比已经超过75%。而在去年1季度时,总金属含量在3ppbw以下的颗粒硅占比只有18%。

协鑫科技新产品颗粒硅的纯度可以迅速提升,吉利物理提纯法生产的多晶硅纯度什么时候可以提高?

有专业人士分析说:“不管是西门子法,还是流化床法,都属于化学方法。化学方法注定要比物理法生产的产品纯度更高。”

多年前曾经就有市场分析认为:“物理法提纯法最大的问题是产品质量的稳定性以及成品率。尽管其成本低,但需要更多地去除硼和磷等杂质,以提高纯度。否则,光电转化效率不能提高,衰减快,仍难以大规模应用。此外,由于冶金法制备的太阳能级多晶硅的固有特性,必须开发相应的电池片和组件制备技术,才能满足光伏产业对组件质量的要求。”

但是行业已迈入N型时代,为低纯度的硅料专门研究电池片,几乎不太可能。不知道6N是不是物理提纯技术的天花板?如果纯度不能提升,那么未来其在光伏领域的应用只能是掺杂。

吉利的合作伙伴——刘立新此前所在的道康宁公司旗下的Hemlock,是全球目前最大的能够生产半导体用电子级多晶硅的企业,年出货量1.1万吨。

吉利选择物理法提纯法,也是看中了成本优势:一是电耗低,可大幅度地降低生产成本;二是建设周期短,一次性投入成本低,可大量生产;三是“三废”少,易于处理。业内人士推测,物理提纯法生产的多晶硅成本或在3万元/吨。

总之,该技术路线能否走得通,可能还要看劣势能否被修正,优势能否最大程度被发挥。

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