产1000吨太阳能多晶硅项目建议书.doc

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2050mm粒度），投入到加温的真空熔炼炉中，提高温度至14501470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1015小时，取液体样分析达到合格要求进行第二工序。工序二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。工序三将液体硅水注入加温后的定向凝结炉溶炼，温度控制15001520，时间1215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。工序四进行铸锭。将液体硅水注入铸锭炉，先将温度平衡在14501470后，逐步降温，在4050小时内，将温度降至250300，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。检验。对硅片进行质量检验。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232的环境条件中，相对湿度、空气净度也相应严格要求。3、工艺技术来源日本三菱公司。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。 太阳能级多晶硅年产1000吨生产线主要设备：按第12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。 按第34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150240kg），20台，单价：400万元/台，需投入8000万元；B、铸锭炉（生产能力150240kg），40台，单价：500万元/台，2亿元。以上小计：需投入2.8亿元。 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1000053002平整地2003设计费1504厂房土建100008005动力4006水循环设施2007办公楼和宿舍50002008不可预见费200三、主要原材料及动力供应主要原材料供应金属性，要求Si99%，年需要量2000吨，由县境内硅业公司指定生产供应。动力供应电力供应，协调由园区变电站直接供配，单耗2025万KWh/t。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 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