工业硅下游应用
工业硅下游主要用于四个方向的应用:
(1)铝合金,在铝合金铸造过程中加入硅可以提高合金的高温流动性和耐磨性,同时减少收缩率和热裂倾向;
(2)有机硅,即有机硅化合物,兼备无机材料与有机材料的性能,具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、 气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性等优异特性;
(3)多晶硅,金属硅经过进一步提纯,可制备成为多晶硅。多晶硅是极为重要的光伏和半导体材料;
(4)耐火材料等。
1.2工业硅上游市场分析
工业硅上游原料是石英矿或者硅矿,实际上就是石英石,主要成分是SiO2。我国石英矿资源丰富,矿产分布到处都有,品位相差较大。目前国内的石英矿产能主要在新疆和云南、四川等。
工业硅生产常用的还原剂有:兰炭、木炭、烟煤、石油焦,工业硅生产中通过选用不同种类的还原剂,并调整它们之间的配比来控制工业硅的质量和炉况。
按照使用碳质还原剂的种类,工业硅生产工艺主要被分为全煤工艺与非全煤工艺两大类。我国工业硅主流生产技术是全煤工艺,仅使用洗精煤作为碳质还原剂。非全煤工艺则同时使用木炭、烟煤和石油焦三种还原剂。其中木炭化学活性高,但较为稀缺,由于价格高且不符合环保要求,因此只在有特殊要求的品级中使用。烟煤的化学活性低于木炭但高于石油焦,但因其灰分较高,生产过程中形成的残留炉渣较多,所以不常使用。而石油焦的固定碳含量最高,灰分低,多用于生产高品级的工业硅。
总之,石英矿、碳质还原剂供应稳定,工业硅的生产基本不受其影响。
1.3工业硅下游市场增量分析
依据2021年数据,工业硅下游有机硅、多晶硅、铝硅合金需求分布整体呈4:3:3的三足鼎立之势。
1.3.1下游多晶硅市场分析
多晶硅是对工业硅的进一步硅提纯,纯度6个9以上。多晶硅是单质硅的一种形态,是工业硅三大应用领域之一,主要用于光伏领域。其中,光伏领域用的太阳能级硅应用占比约95%,而电子级多晶硅主要用作半导体电子材料,对纯度要求极高,产量较少。在光伏领域,多晶硅料经过融化铸锭可分别做成多晶硅片,进而用于制造晶硅电池;电池片经排列、封装并与其它辅材组合构成太阳能电池板。
工业硅粉是多晶硅的核心原材料,多晶硅制备主要采用改良西门子法加冷氢化生产工艺,以工业硅粉为主要原材料,经过三氯氢硅合成、精馏提纯、还原、产品破碎整理、尾气回收、冷氢化等流程生产高纯多晶硅。
光伏产业的高速发展,扩大了多晶硅的市场规模。2010-2021 年,全球光伏装机量 由 17.5GW 增加到 170.0GW,复合增速为11.0%。预测2025年,新增装机容量将达507.0GW。