方文宇
一家光伏巨頭更名了。
2月21日晚,保利協(xié)鑫能源公告,董事會建議更名為“協(xié)鑫科技控股”,突出硅材料科技的主業(yè)。
在前一天,它再度入列恒生綜指成分股。
過去兩年,這家多晶硅供應商股價,很有戲劇性,漲跌動蕩不斷。
低谷時,它的股價才0.21港元,半年左右的時間,一度攀上3.88港元,上漲超過16倍,旋即又迅速下跌,長期停牌。負責審計的德勤也退出合作,不愿給審計報告簽字。
現(xiàn)在,它正時來運轉(zhuǎn):接連接下大額訂單,獲得高瓴大額投資,公司市值回升至630億人民幣(截至2月22日收盤),最近正討論重回A股。
協(xié)鑫科技似乎在演繹一個困境反轉(zhuǎn)的故事。這一切,離不開“顆粒硅”,更離不開“雙碳”東風。
2021年,中國風電、光伏的發(fā)電量,約占全社會用電量的比重達11%左右,按照國家能源局規(guī)劃,在2025年要到16.5%。
全國每用6度電,1度要風能或者光伏。
光伏發(fā)電,關鍵原料是多晶硅,直接或加工成單晶硅后,用來制造電池板。制造光伏級的多晶硅,大多數(shù)采用一種方法,習慣稱之為“西門子法”。
它最初就由德國西門子實現(xiàn)工業(yè)化的,原理大體這樣,在1100℃左右的高純硅芯上,用高純氫還原高純?nèi)葰涔瑁啥嗑Ч璩练e在硅芯上。
方法幾經(jīng)改良,品質(zhì)很可靠,卻有個缺點:能耗高。
不妨簡單想象下,要將硅芯加熱到1100℃,才能促成化學反應和硅的沉積,升溫、通電加熱和爐體的冷卻控制,每個環(huán)節(jié)都耗電,回收、利用副反應產(chǎn)生的化學氣體,能耗也不少。
行業(yè)內(nèi)部測算,2020年,西門子法的綜合能耗為66.5kWh/kg-Si,即制造一公斤硅,耗電66.5度。
大家知道,電解鋁以高耗能聞名,對比多晶硅,也小巫見大巫。根據(jù)國家指導標準,每噸電解鋁耗電1.25萬度,不足西門子法的1/5。
2021年,中國多晶硅產(chǎn)量大概50萬噸,按能耗推算,單單制造多晶硅,全國一年要花332.5億度電,相當于上海一個城市年用電量的1/5。
這也成光伏的一種“原罪”:就全生命周期來說,光伏是綠色的,但是,多晶硅這種核心原料非常耗能,“一出娘胎”就帶有高耗能的印記。
顆粒硅技術,首先可以省能耗。
新路線的正式學名,叫做“硅烷流化床法(FBR)”,簡單說,將硅顆粒種子鋪到帶氣孔的床層上,從下面通入三氯化硅等氣體,這時,硅顆粒種子就是流體狀態(tài),加熱反應后能產(chǎn)出較大的硅粒,反應溫度只有西門子法的60%左右,耗電量會低很多。
西門子法產(chǎn)出棒狀硅,破碎硅料成本也高,顆粒硅不用破碎即可直接使用,形狀大小均勻,也是重復直拉單晶理想的復投料。
保利協(xié)鑫預測稱,較之西門子法,顆粒硅全成本大概下降30%,其中電耗下降 70%,人工下降60%,水耗下降30%,氫氣消耗下降40%。
協(xié)鑫集團創(chuàng)始人朱共山公開說,綜合電耗已降至18kWh/kg-Si,僅為西門子法的三成。
保利協(xié)鑫官方向《21CBR》提供的一份資料顯示,使用硅烷流化床法技術,僅多晶硅環(huán)節(jié),1GW多晶硅料可減排13萬噸二氧化碳,比西門子法多減碳74%;整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈,1GW元件至少可降低47.7%的二氧化碳排放量。
2021年,全國光伏新增裝機54.88GW,這樣算,單單多晶硅料環(huán)節(jié),能減輕碳排放超過700萬噸。
好處這么多,顆粒硅技術為什么冷了50多年呢?
顆粒硅不是一項新技術。
早在上世紀60年代,杜邦公司就申請了專利,用三氯氫硅流化床制備高純度電子級多晶硅,一直卡在規(guī)模化生產(chǎn)上。
能耗雖低,顆粒硅長期只是配角。2019年,硅烷流化床法技術路線做出的顆粒硅,市場占有率僅為3.5%-5%。
一大原因,就是FBR產(chǎn)出的多晶硅,品質(zhì)不穩(wěn)定。
太陽能級硅要高純硅材料,純度為6個9以上的,即達到99.9999%以上的硅。改良西門子法工藝成熟穩(wěn)定,生產(chǎn)的硅料質(zhì)量好、密度高。
“顆粒硅表面積大,易被污染,得到高純度顆粒硅難度極大。”化工工藝專家張曉輝在《太陽能級多晶硅裝置工藝路線比較》一文中提到,已知的雜質(zhì)問題,主要是含氫(吸附氫氣)、含碳(器壁磨損污染)以及金屬雜質(zhì)含量等。
保利協(xié)鑫的顆粒硅就曾存在“氫跳”現(xiàn)象,含氫量高,影響到單晶爐熱場壽命和拉棒穩(wěn)定性。
張曉輝論述說,F(xiàn)BR工藝,要求流化床內(nèi)部接觸硅料及氣體的材質(zhì),要具備耐磨、不污染硅產(chǎn)品、耐高溫等性能才行;而且,它以硅烷為主要反應氣體,這是一種高危險性的氣體,反應裝置對安全管理水平要求也很高。
2008年,硅料巨頭德國瓦克(Wacker)公司,設計建設一條流化床法顆粒硅生產(chǎn)線,采用三氯硅烷作原料氣,年產(chǎn)量才650噸,后來沒能擴大產(chǎn)能。
后來,瓦克改用改良西門子法硅料產(chǎn)量,2014年超過5萬噸,對顆粒硅基本也死心了。
顆粒硅做不到高品質(zhì)、穩(wěn)定供應,大家慢慢失去了興趣。
很長時間,顆粒硅能量產(chǎn)的,只有挪威Renewable Energy(REC)與美國MEMC兩家公司,單裝置規(guī)模較小,都低于萬噸級,品質(zhì)也差,只能做添加料使用。
直到協(xié)鑫殺進來。
他們本就有意于FBR技術 ,2017年,以1.5億美元的價格,從SunEdison手里收購MEMC硅烷流化床技術和資產(chǎn),將其消化吸收,在國內(nèi)唯一掌握了顆粒硅的工業(yè)化技術。

這門獨家技術的工業(yè)化,他們也花了很長時間,直到2021年3月才公告,萬噸級FBR顆粒硅產(chǎn)能投產(chǎn)運營,各項品質(zhì)指標已達到西門子法致密料的標準,總金屬含量、碳含量和細粉率等均下降至理想水平。
單單氫含量,較上一階段6000噸產(chǎn)線下降近三成。
2021年11月,首個2萬噸級模塊化顆粒硅項目投產(chǎn),意味著產(chǎn)業(yè)化復制的能力已具備。
看起來,前景一下子明朗起來了。
顆粒硅產(chǎn)業(yè)化,這是一件大事。
中國光伏的裝機量在大干快上,在上游多晶硅環(huán)節(jié),F(xiàn)BR技術哪怕部分替代西門子法,至少也是百億級的生意。就掌握獨門絕技的保利協(xié)鑫而言,也足夠改變其基本盤了。
據(jù)統(tǒng)計,其已在江蘇徐州、四川以及內(nèi)蒙古包頭,分別規(guī)劃建設兩個10萬噸級、一個30萬噸級FBR顆粒硅項目,規(guī)劃總產(chǎn)能高達55.4萬噸/年。
亞化咨詢預測,若全部投產(chǎn),憑借成本優(yōu)勢,顆粒硅有望占據(jù)光伏多晶硅50%以上的份額。
過去兩年,它曾命運多舛,幾近被市場拋棄。
2020年,保利協(xié)鑫虧損高達62.5億元,股價一度跌到每股0.21港幣,完全不受待見,直到當年9月,“雙碳”目標官宣,股價一路狂奔,4個多月里漲了10倍多。
轉(zhuǎn)過年,再起波瀾。
2021年初,保利協(xié)鑫公告稱,“無法償還于1月30日到期的票據(jù)”,構成債務違約,后來停牌長達7個月,直接被剔除出恒生綜指;因就業(yè)績報表無法取得一致意見,審計機構德勤也選擇辭任。
然而,顆粒硅的產(chǎn)業(yè)化進展,疊加半年24億凈利,11月一復牌,股價又大漲81.82%。
資本很有嗅覺,旋即跟進。
12月下旬,保利協(xié)鑫完成一輪股份配售,所得款項凈額約為40億人民幣。據(jù)證實,高瓴資本投了約一半,獲得保利協(xié)鑫約4%左右的股份。
高瓴是光伏領域的常客,已先后認購陽光電源、通威股份和隆基股份,單單隆基一家,它用158億元拿下6%的股份。它的下注,很能代表資本的態(tài)度。
保利協(xié)鑫也已獲得隆基等多家下游企業(yè)的巨額訂單。尤其在2021年11月,它與上機數(shù)控簽過采購協(xié)議,標的為9.75萬噸棒狀硅及FBR顆粒硅,預計合同金額高達262億元(含稅)。
距離業(yè)績兌現(xiàn)仍要時間。
就顆粒硅而言,即便能耗和品質(zhì)如預期而言,能否大規(guī)模推廣,有待下游客戶驗證,官方也預告,要等到2022年二季度才具備大規(guī)模推廣條件。
此外,同行已上馬大量硅料項目,待到其規(guī)劃項目投產(chǎn)時,市場仍有不確定性。
眼下,保利協(xié)鑫已在為擴張做好準備。
2月9日晚,保利協(xié)鑫公告稱,董事會啟動一項可行性研究,就公司在中國境內(nèi)證券交易所上市的可能性進行討論和計劃,包括上市方式、時間及任何發(fā)售計劃。
眼看就要翻身,這個硅料巨頭一定不會閑著,更名只是開始。
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