电气设备行业：颗粒硅低成本+渗透率提升的细分硅料赛道-211115（21页）.pdf

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1、成本差异主要由工艺流程不同导致，颗粒硅较西门子法的不同之处主要在硅烷制备及还原环节。改良西门子法的还原原料为三氯氢硅，在1100度的条件下与氢气在还原炉里反应，生成高纯多晶硅，单次转换效率约为18-25%。硅烷流化床法的还原原料为硅烷，因此需要增加硅烷制备步骤，后续硅烷气在700度的条件下加热分解，生成高纯多晶，单次转换效率在95%以上。工艺流程不同带来成本差异。据保利协鑫公告，当前颗粒硅生产成本较同等条件下的西门子法降低30%左右，而二线西门子法成本较一线高8%左右，因此可大致推断协鑫颗粒硅成本较优秀西门子法低22%左右，大致在32元/kg(优秀西门子法在41元/kg)。假设电价0.25元/

2、kWh，单位人工成本&折旧年限相同，其他材料&其他费用比西门子法优秀水平高8%，则颗粒硅的单位电力、人工和折旧成本分别为4.5、1.5、4.4元/kg，较西门子法的11.6、2.9、6.3元/kg分别低61%、48%、29%。颗粒硅单位电力成本较西门子法低约7元/kg，是造成二者成本差距最主要的原因。颗粒硅单位成本中综合电耗较改良西门子法低70%：综合电耗为生产单位多晶硅产品所耗用的全部电力。目前已实现的量产硅烷硫化床法的综合电耗普遍在18-20kwh/kg-Si(协鑫已降至18以下) ，较西门子法生产多晶硅的平均综合电耗 66.5 kWh/kg-Si低约70%。其中还原电耗低

3、是造成硅烷硫化床法综合电耗低的主要原因。颗粒硅单位产品还原电耗远低于改良西门子法：目前颗粒硅的还原电耗在3-9KWh/kg-Si，大幅低于西门子法的平均还原电耗49KWh/kg-Si。西门子法还原过程中，三氯氢硅的还原温度在1100+单次还原效率在20%左右，造成加热所需能耗高+物料多次循环、精馏，电耗处于较高水平。而硅烷热分解沉积的单次转化效率在95%以上，且反应温度低于800，带来了电耗的下降。颗粒硅的单位投资强度低：以2020年新疆大全和四川永祥的数据为例，改良西门子法的capex约8亿元/万吨。而颗粒硅单位投资额每万吨约7亿元。较少的精馏装置、还原设备和较低占地面积是颗粒硅capex低的主要原因。精馏装置方面，受硅烷流化床法原料制备时副反应较少影响，颗粒硅所需精馏装置约1.1套/万吨，较西门子法的3.1套/万吨大幅降低。还原装置方面，而颗粒硅所需流化床最新为3台/万吨，西门子法则需要还原炉17.1台/万吨。主要由于硫化床单台产能在3000吨/年以上，远高于西门子法还原炉单台产能650吨/年，规模效应带来投资额下降。此外，颗粒硅转化率高，装置占地面积不到西门子法的60%，也是其投资额低的原因之一。