近幾年來，由于光伏組件需求旺盛，國內多晶硅擴張迅速，使總產能由2007年的4.8 萬噸上升到2011年的33萬噸，而全球2011年多晶硅需求量為21.4萬噸，產能嚴重過剩，使得整個行業(yè)面臨形式十分嚴峻，主要表現(xiàn)在：產能無序擴張，增長速度遠大于市場需求，市場行情低迷，價格下降，大面積企業(yè)虧損，技術創(chuàng)新能力差，企業(yè)的整體規(guī)劃和配套不能滿足產業(yè)發(fā)展要求，能源消耗高，清潔化生產水平較低等。

國外大裝置多晶硅的生產經驗豐富，如瓦克在2005年已經達到產能5500噸/年，其技術及配套相對比較合理，而國內在2007年才出現(xiàn)千噸級多晶硅裝置，整體規(guī)劃的技術及配套不成熟，并且很多企業(yè)在相同技術及配套下，各生產模式和能源消耗大不相同，在市場持續(xù)低迷，競爭力減弱情況下，相應企業(yè)陸續(xù)停產。

去年國內80%企業(yè)由于成本較高相繼停產，造成進口多晶硅數(shù)量達到6萬多噸。德國推遲上網電價補貼削減議案，2012年1季度安裝量反而是2011年同期的3倍，日本、印度等其他新興市場的出現(xiàn)，給光伏廠商提供了很好的機遇。然而光伏有市價低的情況持續(xù)，而且市場增長率還在不斷增加，說明光伏產業(yè)鏈起步增長相對比較穩(wěn)定，受市場及其他因素，產品價值回歸存在一定的不合理性。從目前的產品價值，參照國內公開的一些太陽能電站具體運行數(shù)據看，以現(xiàn)有的光伏發(fā)電技術，按照光伏壽命25年并以政府1.09元/度電的優(yōu)惠上網電價算，按照目前的投資來看，7年內即能收回成本（未算土地費用），從光伏太陽能電池系統(tǒng)能源消耗數(shù)據可以知道，太陽能電池系統(tǒng)在2年內即能產出所消耗的整個產業(yè)鏈消耗的電能，未來所產生的電能都是清潔能源，對于如何看待多晶硅生產是否屬于高能耗、高排放，很多文章已經清楚說明，也提出了應與時俱進摘掉雙高“帽子”。不管從市場角度還是戰(zhàn)略發(fā)展來看，太陽能替代常規(guī)化石能源是以后長期有效可持續(xù)發(fā)展的方向。而作為光伏電池的主要原料多晶硅而言，近幾年多晶硅的生產中，在技術創(chuàng)新，環(huán)保，節(jié)能降耗上取得了較大的進步，達到了世界同行業(yè)的先進水平，因此，推廣使用新技術、新設備，加強自身的技術創(chuàng)新，區(qū)域資源優(yōu)勢與產業(yè)優(yōu)勢結合，共謀多晶硅行業(yè)發(fā)展之路，以環(huán)保節(jié)能、低成本、高效益作為持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的長期目標。[page]

技術創(chuàng)新的必要性

以往的工藝配套存在著高能耗，高污染，質量不穩(wěn)定等不利因素，隨著市場逐漸成熟，競爭越來越強烈，就要求企業(yè)必須加強技術創(chuàng)新，解決原生產工藝的不足，提高其核心競爭力。

近幾年以來由于在多晶硅技術創(chuàng)新及優(yōu)化上發(fā)展迅猛，多晶硅成本急速下降，以下主要列出幾種技術方案

1、 大型還原爐的投用及熱能回收利用

國內目前新裝置或改建裝置均采用24對棒及36對棒還原爐為主，并已有48對棒爐子的投用，而在2011年前投產的多晶硅廠，主要以12對棒及18對棒還原爐為主，有的企業(yè)還有相對落后的9對棒還原爐，大型還原爐在生產上體現(xiàn)出諸多優(yōu)點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 從以往的小型還原爐還原電耗在80-130kWh/kgsi,經過設計優(yōu)化，24對棒還原爐的還原電耗可以做到40-60 kWh/kgsi。

1.2 在設備加工要求上，提高壁面光學特性，可以更有效的減少爐內的熱輻射損失，使熱能得到有效利用。

1.3 還原爐夾套水通過閃蒸利用，有效的降低了蒸汽的消耗。從實際運行看，可節(jié)約總蒸汽使用量的25%-30%

1.4 在相同規(guī)模情況下，從還原爐置換，到拆裝爐以及清理，相對勞動強度降低。

1.5 由于大型還原爐多晶硅沉積率增大，單位耗時減少，產量相應增大。

1.6 引用國外提出的按照熱氫化爐節(jié)能理念，在硅棒與冷卻水壁之間加一個隔熱罩，如果隔熱罩內表面的溫到550度左右的時候，還原節(jié)能可達10%。但冷卻水溫度與偏低，這樣要求精餾的相應熱能使用裝置需要配套。

2、 采用高效精餾技術，在減少投資及降低生產成本上有突出優(yōu)勢。

2.1 以往采用的工藝存在以下不足

1）整個精餾塔系統(tǒng)采用不銹鋼，投資成本較大。

2）精制塔收率不高，造成精制三氯氫硅成本增加

3）未對重組分及輕組分雜質進行徹底分離，造成回收利用不徹底，使產品成本費用增加。

4)對精餾塔換熱器的實際生產負荷計算不準確，換熱器面積普遍偏大，造成設備結垢嚴重。

5)塔的整個設計處理能力不準確，有很多廠出現(xiàn)設計負荷過大與其他裝置不配套，也有設計處理能力過小，不能滿足實際生產需要。

2.2 通過長期的生產經驗及理論計算，高效精餾系統(tǒng)有如下優(yōu)點

1）高效精餾分為主要成分分離組合塔、微量雜質分離組合塔、重組分雜質分離塔、輕組分雜質分離塔。主要成分分離組合塔、重組分雜質分離塔、輕組分雜質分離塔可采用普通碳鋼材質的板式塔，如泡罩塔、導向篩板塔、浮閥塔即可，微量雜質分離組合塔因涉及到產品最終質量，建議采用不銹鋼塔，主要以填料塔為主，也多用板式塔。

2）經過優(yōu)化后的高效精餾塔，收率由以往的92%左右提高到做到97%左右。大幅度的降低產品成本。

3）將富集雜質的重組分與輕組分全面回收利用，使系統(tǒng)三氯氫硅損失量減少，從而降低成本。

4）結合理論，總結以往實際生產經驗，從設備負荷上準確計算，避免投資浪費和不適合實際生產需要。

3、 四氯化硅氫化制備三氯氫硅的處理技術發(fā)展

在冷氫化技術國內不是很成熟前，多晶硅廠四氯化硅氫化主要以熱氫化處理四氯化硅為主。隨著冷氫化技術的成熟，現(xiàn)生產廠家主要多以冷氫化裝置處理四氯化硅為主，其生產工藝主要在生產成本上占主要優(yōu)勢。[page]

3.1從現(xiàn)有的一些生產數(shù)據看，熱氫化生產每噸三氯氫硅的成本比現(xiàn)有成熟的冷氫化裝置高50%-95%。

3.2 冷氫化的成本優(yōu)勢在多晶硅廠占主要因素，現(xiàn)在主要有催化劑與無催化劑的兩種冷氫化生產工藝模式，生產壓力主要在2.5-3.1MPa，反應溫度在500-600℃，有催化劑存在下，四氯化硅轉化率為22-30%，無催化劑存在下，四氯化硅轉化率為16-22%。一般情況下，有催化劑的生產工藝模式成本上略低于無催化劑的冷氫化工藝。

3.3若企業(yè)在生產中，不具備采用有催化劑冷氫化工藝的生產成熟經驗時，在冷氫化工藝選擇上，建議選擇無催化劑的冷氫化工藝，這樣省去回收催化劑步驟，設備連續(xù)運行能得到很好保障。

3.4 在冷氫化系統(tǒng)中處理反應所產生的氯化物極其高沸物上，可以參照三氯氫硅合成裝置比較成熟的設計理念，在前期設計把好關。

3.5 由于冷氫化裝置的詳細設計和實際生產經驗公開交流不是很徹底，存在保密現(xiàn)象，也存在誤導現(xiàn)象，因此，專業(yè)技術人員一定要以理論依據結合實際經驗數(shù)據，使裝置的在設計及生產中具有合理性。

4、結合企業(yè)自身資源條件，從產品生產工藝特點出發(fā)，優(yōu)化資源配置，使產品具有較大成本優(yōu)勢。

我們知道在多晶硅生產中主要需要提供的原料有硅粉、三氯氫硅、氯氣和氫氣，而氫氣、氯氣都是氯堿企業(yè)的副產品，在氯堿企業(yè)中一般合成氯化氫來做鹽酸，有配套PVC裝置的氯堿企業(yè)可以用氯化氫合成氯乙烯，然而經濟效益近年來都不高，氯氣做液氯外售，很多時候要保證燒堿的產量，大量液氯基本上以低價格出售，在起初設計多晶硅項目時，一般都配套有小氯堿裝置，由于當時多晶硅市場環(huán)境較好，多晶硅企業(yè)所配套的氯堿裝置未能引起太大重視，現(xiàn)階段多晶硅市場價格低迷情況下，要實現(xiàn)成本的突破，氯堿裝置配套多晶硅裝置就是一個好的發(fā)展方向。

4.1由于多晶硅系統(tǒng)生產中需要補充三氯氫硅，以平衡雜質物料的損耗量與沉積的硅，由氯氣與氫氣合成氯化氫，并與硅粉反應制備三氯氫硅，其合成的三氯氫硅成本遠低于外購的費用。

4.2 氯堿裝置所產生的氫氣經過處理過后，可用于多晶硅企業(yè)冷氫化裝置使用，由于氯堿企業(yè)核算氫氣成本一般按照零價格核算，對比多晶硅企業(yè)采用電解水制氫，其成本優(yōu)勢在規(guī)模化生產中體現(xiàn)明顯。
4.3 氯堿裝置產生的氫氣也可以利用為氫氣鍋爐的燃料，以制備多晶硅廠需求的大量蒸汽。

4.4 燒堿也是很多多晶硅企業(yè)作為處理氯硅烷尾氣及殘液的原料，若能實現(xiàn)自產自用，也能實現(xiàn)效益最大化，利用氯堿企業(yè)的廢電石渣作為處理氯硅烷尾氣及殘液原料，也不失為一種好的方法。

通過多晶硅行業(yè)技術及管理人員的努力，近幾年來多晶硅行業(yè)發(fā)展所取得的成就是有目共睹的，特別是從生產成本30萬/噸多晶硅，降低到現(xiàn)在的12萬/噸多晶硅，而且還有很大的改進空間可以降低成本，越是激烈的市場競爭，對于整個行業(yè)來說應該是好事，越能提前使整個產業(yè)鏈得到良性穩(wěn)定發(fā)展。沒有做不好的行業(yè)，只有做不好的企業(yè)，在現(xiàn)在市場不景氣情況下，我們更要堅定信心。然而光伏產業(yè)才剛起步，多晶硅行業(yè)的發(fā)展還有很多路要走，我相信在節(jié)能減排，改善我們的生態(tài)環(huán)境，讓大家生活在藍天白云之下的目標指日可待。