创新型改良深低温硅烷法生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告

创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院1核准通过，归档资料。未经允许，请勿外传目录第一章总论3一项目概要3二主办单位基本情况3三项目基础分析3四项目编制范围6五项目编制依据7六可行性研究报告主要结论和主要经济指标8第二章项目背景及建设必要性13一项目提出背景13二项目建设必要性25第三章市场预测30一市场概况30二需求预测319JWKFFWVGTYMJG日本计划累计安装5000兆瓦NEDO日本新阳光计划。我国自1958年起开始研究太阳能电池，1971年首次应用于我国创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院23发射的东方红二号卫星上，1973年应用于地面港航标灯上，在80年代，以前都处于雏形，由于生产成本高，价格昂贵，市场发展缓慢，产品用于功率小的一些特殊行业。如航标、铁路、高山气象站的通讯用电，以后逐步扩展到微波中继站用电，部队（海岛、边境）通讯，边远无电农村用电等多个领域。进入二十一世纪以来，我国光伏研究和太阳能光伏电池产业，有了很大的发展。2000年我国太阳能光伏电池产量为3MW，到2003年达到了1015MW。2004年太阳能光伏电池的产量超过印度。2005年是我国可再生能源发展史上最有重大影响的一年，2005年2月28日，第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过中华人民共和国可再生能源法，促进了包括太阳能在内可再生能源的发展。2005年我国太阳能光伏电池产业发展速度达到43。5国际多晶硅生产现状多晶硅生产的国外现状国外多晶硅生产技术一直由美、日、德三国的七家公司垄断着，各公司都有各自的技术秘密和特点，发展了不同的生产工艺，其中以改良西门子法生产工艺为主，其他有硅烷热分解法生产棒装多晶硅和粉状多晶硅工艺各具特色。2003年世界多晶硅总产量为23150吨，其中用于太阳能电池的多晶硅为6800吨，占总产量的294，世界上多晶硅产能于产量表如下单位吨企业名称国别产能实际产量占世界总创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院2420002001200220032004产能比例哈姆洛克美700046004300510053007000243先进硅美260026002500190021502400902MEMC美270010001000150015001500938三菱硅美1200800800100010001200417SGS先进硅日220015019002200763德山曹达日4800260033003600400048001667三菱多晶硅日160014501200140014001600555住友日700630550700700700243瓦克电子德5000370030004200420046001736MEMC意100010001000100010001000347合计2880018380176502035023150270001002004年世界多晶硅总产量为27000吨，较2003年增长1663，为加速太阳能发电，世界各国都在加大发展力度，太阳能电池的产量将以30以上的速度在增加。2003年太阳能电池的产量为744MWMW，太阳能多晶硅需求量8700T/A以上，2004年世界太阳能电池产量达到1200MW，太阳能级多晶硅需求量达到15000吨以上。尽管目前世界上晶硅总产量达到3万多吨左右，但大部分品质高的都用于深加工成单晶硅，用于IT行业。因此随着太阳能发电的高速发展，制造太阳能芯片的原料多晶硅供不应求。作为半导体、太阳能电池的重要原材料的多晶硅产品，目前世界市场供应紧张。特别是以欧洲为中心的太阳能电池市场的迅速扩大、普及，更使得多晶硅的供应雪上加霜。国际上98以上的光伏电池是利用高纯多晶体硅制成。近年来，创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院25由于光伏产业迅速发展，多晶硅原材料紧缺，原材料价格持续上涨，从2001年的每千克2540美元上升至2006年的200美元，致使我国光伏发电成本由每度15元升至4元，多晶硅已成为制约整个光伏产业的瓶颈。6我国多晶硅生产现状多年来，世界多晶硅的先进生产技术一直掌握在美、日、德、意等国的七家公司手中，形成技术封锁，市场垄断。2005年全世界主要多晶硅公司总产量为29100吨，其中半导体级EG20600吨，太阳能级SG8500吨。而太阳能级多晶硅的实际需求量为14500吨，严重供不应求。我国多晶硅工业起起步较早，五十年代已设立研究所，六十年代中期已实现产业化。七十年代初，所谓电子工业中心论的时期，曾盲目发展多晶硅厂多达20多家，由于技术落后，环境污染严重，成本高。大部分企业相继关门。到上世纪90年代只剩下几家，到本世纪初也只剩下两家，即峨眉半导体厂及洛阳单晶硅厂，他们的生产能力如下表单位吨200220032004单位名称产能产量产能产量产能产量洛阳单晶硅厂283258283283283技术改造峨眉半导体厂100501006010070小计758883100创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院262004年,国内多晶硅产量仅占世界产量的021，产量存在着严重的缺口，无论生产单晶硅用，还是生产能光伏电池用，多晶硅基本上都需进口，长期以来受制于人。2006年，中国多晶硅的年生产能力为400吨，实际为300吨，仅够30MWP太阳电池的生产需求。而2006年，我国光伏电池产量为3695MWP，即90以上的原材料依靠进口。7是当今可再生能源发展迫切任务多晶硅被用于制造硅片和太阳能光伏电池，随着半导体与太阳能产品的快速发展，多晶硅供不应求。2005年全球太阳能电池产量增长了47，预计2006年增速更快，20072009年，全球多晶硅供应缺口每年将达9000吨左右，大约相当于目前全球产能的20。特别是以欧洲为中心的太阳能电池市场的迅速扩大，更使得多晶硅的供应雪上加霜。中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池需要多晶硅约1400吨；到2010年，中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。中国恩菲工程技术有限公司硅材料副总工程师严大洲介绍说，为加快我国多晶硅具有自主产权的产业化技术研究，科技部、信息产业创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院27部和国家发改委目前已经出台了一系列支持产业发展的政策和措施，科学技术部设立了“十一五”科技支撑计划，重点开展改良西门子法生产过程中还原炉系统、氢化系统、尾气干法回收系统以及全过程自动化控制技术等关键技术和装备的研究；信息产业部也以电子信息产业发展基金的方式支持了“太阳能电池用多晶硅材料研发及产业化项目”；国家发改委组织实施了“高纯硅材料高技术产业化重大专项”的高技术产业化示范工程，及时有效地推动了行业技术进步与产业化发展。二项目建设必要性1是推动国家现代化建设的需要能源是国民经济发展的重要基础之一，随着国民经济的发展，能源的缺口增大，能源安全及能源在国民经济中的地位越显突出。但我国是世界上少数几个能源结构以煤为主的国家之一，也是世界上最大的煤炭消费国，燃煤造成的环境污染日益突出。从我国目前能源生产及能源消费的实际状况出发，发展新能源及高效节能的技术及产品是保证我国可持续发展的重要举措。因此，大力发展新能源和可再生能源是我国未来的能源发展战略要求。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式，其中，光电利用光伏发电是近些年来发展最快，也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分，包括硅系太阳创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院28电池单晶硅、多晶硅、非晶硅电池和非硅系太阳能电池等。晶体硅是最主要的光伏材料，其市场占有率在90以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。但是多年来，世界多晶硅的先进生产技术一直掌握在美、日、德、意等国的七家公司手中，形成技术封锁，市场垄断。2005年全世界主要多晶硅公司总产量为29100吨，其中半导体级EG20600吨，太阳能级SG8500吨。而太阳能级多晶硅的实际需求量为14500吨，严重供不应求。而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题。现采用创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品，是充分利用可再生能源，可局部补充国内市场的需求，减少进口依赖性，有效地促进我国现代化建设，该项目建设具有一定的战略性意义。2是经济可持续发展的需要中国人口众多，已接近14亿，其中70生活在农村。近20年来中国经济快速发展，人民生活不断提高，对能源的需求亦随之递增。煤是中国主要的一次能源的资源。燃煤引起的环境问题己成为中国可持续发展战略中的要认真对待的问题。中国政府十分关注国家的人口，资源和环境的可持续发展，并积创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院29极采取对策。她对1992年在里约日内卢召开的联合国环境与发展大会作出的全球可持续发展战略的决议作了迅速的反响。国务院于1994年讨论通过了关于中国可持续发展战略与对策的白皮书一中国21世纪议程。在该文件中指出“把开发可再生能源放到国家能源发展战略的优先地位”，并“要加强太阳能直接和间接利用技术的开发”。在该文件的基础上，国家计委，国家经贸委和国家科委于1996年联合制定了新能源和可再生能源发展纲要（19962010）。本项目即是一个利用可再生资源，利用国外先进技术开发目前太阳能光伏产业发展需求的原材料的好项目。从发展循环经济和再生资源利用角度出发，本项目是有很好的发展前景，也是非常必要的。3是支持国家环保节能政策的重要举措中国是一个人口众多、资源相对不足、生态先天脆弱的发展中国家。随着经济快速增长和人口不断增加，缓解资源不足的矛盾，改善生态环境，实现可持续发展，成为我们十分紧迫的任务。长期以来，中国政府高度重视资源环境问题，坚持实施可持续发展战略，把节约资源、保护环境作为基本国策，努力建设资源节约型、环境友好型社会。为了加快推进节能减排工作，今年，中国国务院成立了以温家宝总理为组长的国家应对气候变化和节能减排工作领导小组，发布了节能减排综合性工作方案和中国应对气候变化国家方案，对节能减排和应对气候变化工作进行全面部署。从中央到地方，推动力度进一步加大，各项政策措施正在逐步发挥作用。节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院30极为紧迫的任务。为贯彻落实党的十六大和十六届三中、四中全会精神，树立和落实科学发展观，推动全社会大力节能降耗，提高能源利用效率，加快建设节能型社会，缓解能源约束矛盾和环境压力，保障全面建设小康社会目标的实现，国家发展改革委员会编写了节能中长期专项规划。在节能的重点领域中还提出了加快太阳能、地热等可再生能源在建筑物的利用。该项目就是一个倡导环保节能项目，因而市场前景广阔。4是对我国新能源行业技术提升的有利支持多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。目前在国外半导体级多晶硅生产技术中，除西门子法生产多晶硅的工艺外，还有硅烷热分解生产棒状、粒状多晶硅工艺以及SIH2CL2热分解法等多种工艺。2005年全世界主要多晶硅公司总产量为29100吨，其中半导体级EG20600吨，太阳能级SG8500吨。而太阳能级多晶硅的实际需求量为14500吨，严重供不应求。目前，国内主要生产多晶硅厂有洛阳单晶硅厂、峨嵋半导体材料厂所和四川新光硅业公司等，它们的总年生产能力和产量约在100吨左右，这些产品主要是自产自用。另外由于1990年前国内半导体产业市场不大，太阳能光伏产业很小基本没有，而建一个多晶硅厂的投资大，回报期长，国外技术的封锁和市场的垄断等原因，致使国创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院31内多晶硅生产和技术研究进展缓慢。该项目就是采用创新型“改良深低温硅烷法”生产多晶硅高新产品，该技术的创新将给多晶硅市场带来希望，将提升多晶硅的研发技术，填补中国多晶硅市场的空白，缓解目前紧缺的市场需求。5是地方经济发展的需要根据调查，安徽地区还没有生产多晶硅的企业，本产品尚属地区空白，该项目的上马后，产品将填补市内空白。本项目除了对纽约市经济发展和建设具有积极的促进作用，还可给地方财政贡献可观的税收收入，增强地方财力；同时，可解决部分下岗工人和农村剩余劳动力，增加农民收入。第三章市场预测一市场概况在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备单晶硅、多晶硅、非多晶硅薄膜、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。产业链最上游是太阳能晶硅制备，这个环节技术门槛高尤其是多晶硅，具创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院32有一定垄断性，HEMLOCK、WACKER、TOKUYAMA、REC、MEMC、MISUBISHI和SUMITOMO等公司掌握晶硅制备技术，占据全球太阳能多晶硅总产量的95以上。多晶硅材料作为制造集成电路硅衬底、太阳能电池等产品的主要原料，是发展信息产业和新能源产业的重要基石，我国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95以上依靠进口，近年多晶硅市场售价的暴涨，已经危及到我国多晶硅下游产业的正常运营，并成为制约我国信息产业和光伏产业发展的瓶颈。随着以欧洲为中心的太阳能电池市场的迅速扩大，更使得多晶硅的供应雪上加霜。在太阳能光伏产业巨大前景的鼓舞下，上游多晶硅制造商已经不再犹豫，纷纷制定扩产计划。我国投资多晶硅项目的企业也如雨后春笋，掀起了上多晶硅项目的热潮，除了峨嵋半导体材料厂、洛阳中硅、新光硅业等在建的多晶硅项目外，湖北、江苏、青海、内蒙古等地也纷纷有意投资建设多晶硅项目。有资料显示，国内约有10多个省市30多家企业在筹划上多晶硅项目，国内在建和有意向、准备筹建的多晶硅项目，拟建规模将接近1万吨以上。2006年，中国多晶硅的年生产能力为400吨，实际为300吨，仅够30MWP太阳电池的生产需求。2005年全球太阳能电池产量增长了47，预计2006年增速更快，20072009年，全球多晶硅供应缺口每年将达9000吨左右，大约相当于目前全球产能的20。创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院33二需求预测高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。世界多晶硅的产量2005年为28750吨，其中半导体级为20250吨，太阳能级为8500吨。半导体级需求量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量为15600吨，供不应求。2005年全球太阳能电池用多晶硅供应量约为10448吨，而2005年太阳能用硅材料需求量约为22881吨，如果太阳能电池用多晶硅需求量按占总需求量的65计，则太阳能电池用多晶硅需求量约为14873吨，这样全球太阳能电池用多晶硅的市场缺口达4424吨。我国集成电路的增长，硅片生产和太阳能电池产业的发展，大大带动多晶硅材料的增长。太阳能电池用多晶硅按每生产1MW多晶硅太阳能电池需要1112吨多晶硅计算，我国2004年多晶、单晶太阳能电池产量为4845MW，多晶硅用量为678吨左右，而实际产能已达70MW左右，多晶硅缺口达250吨以上。到2005年底国内太阳能电池产能达到300MW，实际能形成的产量约为110MW，需要多晶硅1400吨左右，预测到2010年太阳能电池产量达300MW，需要多晶硅保守估计约4200吨，因此太阳能电池的生产将大大带动多晶硅需求的增加。创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院34三产品销售目前，在各国政府的推动下，全球光伏组件的年均增长率高达，光伏产业成为全球发展最快的新兴行业之一。按各国的可再生能源发展计划推算，2010以前光伏行业将持续30以上的高速增长，20102040年，光伏行业的复合增长率将高达25，可预见的高速增长将持续40年以上。我国现已投入生产的太阳能光伏电池企业有20多家，至2006年产能已达到560MW以上，如按生产1MW太阳能光伏电池需13吨多晶硅计算，需多晶硅7280吨以上，目前这些企业多晶硅材料绝大部分依靠进口。我国太阳能电池生产与多晶硅需求年份2000200420052010太阳能电池产量（MW）53570100800多晶硅需求（吨）749980140010505多晶硅增长率304355现国内太阳能硅片、组件生产有一定规模的公司共有13家，他们分别是无锡尚德（260兆瓦产能）、上海太阳能科技（50兆瓦产能）、上海超日（40兆瓦产能）、西安佳阳（30兆瓦产能）、玉环阳光（30兆瓦产能）、山东力诺（20兆瓦产能）、上海索赛斯（20兆瓦产能）、宁波太阳能（20兆瓦产能）、宝定英利（20兆瓦产能）上海交大泰阳（20兆瓦产能）、张家港永能（20兆瓦产能）、云南半导体（10兆瓦产能）、北京创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院35世华（10兆瓦产能）。这些公司是多晶硅材料消费的大户，因而生产出的多晶硅将不愁销路。四产品销售价格预测该项目系引进国外先进技术，且国内有能力生产多晶硅的企业不多，由于太阳能光伏产业的高速发展，导致多晶硅一直是供不应求，其价格有可能还会上扬，专家预测价格在18002500元/公斤之间,本项目根据市场和专家预测,定销售价格为8N多晶硅为1800元/公斤,6N多晶硅为1600元/公斤。第四章建设条件及厂址选择一建设条件自然条件、交通及投资环境（1）自然条件创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院361地理位置居巢区位于安徽省中部，江淮丘陵南缘，地跨东经1172511758；北纬311632。周边与合肥、六安、安庆、滁州、南京等市接壤，隔江与马鞍山、芜湖、铜陵三市相望。东接含山县，南连无为县，西北与合肥市肥东县接壤，西南隔兆河与庐江县相望，东北以滁河为界与滁州市全椒县相邻。居巢区民营经济园，位于居巢区东部，向阳南路的东侧。起步区属于巢湖经济开发区南区的组成部分，位于放王岗西麓，北临健康东路，南至亚父路，西起现状铁路淮南线原线，东至裕溪路，面积154平方公里，新区规划总面积71平方公里，位于落沈圩内，北至抱书河及旗山避洪沟，东、南至南外环路，西到安成路，与城市港口码头区相连。厂区位于居巢区民营经济园新区内，裕溪河以西，旗山山脉之南，东经117053，北纬31035。2地形地貌、地质和地震项目所在地地层区划属扬子地层区、下扬子地层分区、滁县地层小区。地质构造上位于但郯庐断裂带的东界，地貌形态为剥蚀地形和侵蚀堆积地形，境内主要为丘陵和圩区。土层为粘土、亚粘土和细粘土，无土洞，滑坡、软弱夹层等不良工程地质现象。基岩为砂岩、石英沙砾岩，岩溶不甚发育，无软弱结构面，稳定性较好。创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院37根据1990年颁发的“中国地震烈度区划图”及纽约市地震局提供的资料，该区地震基本烈度为6度。3气候与气象纽约市位于安徽省中部，濒临长江，环抱巢湖。地处中纬度地带，属北亚热带湿润季风气候区。总的气候特征是气候温和，光照充足，热量丰富；受季风气候影响显著，四季分明；雨量适中，但年内年际分配皆不均衡；无霜期较长，每年平均约为242247天。项目区气候属北亚热带湿润季风气候区，并有内陆湖巢湖天然小气候调节，总的特点是“春暖”（两个月，平均68天），“夏炎”（四个月，平均122天），“秋爽”（两个月，平均69天），“冬寒”（四个月，平均116天）年平均气温16OC，最低温度在元月份，平均82OC，最低132OC，最高温度集中在7月下旬至8月份，平均35OC,极温可达396OC无霜期247天，最短209天，最长294天全年平均日照量2106小时，最多处于8月份，最少处于2月份,全年太阳辐射总量平均11744卡/CM2年均降水量996MM，最高达14635MM，最少为5256MM，主要集中在春夏，秋冬较少主风为东北向，平均风速为35M/秒。4地表水项目区地表水属巢湖水系，地表径流水汇积至流穿本区的报书河，再汇流入裕溪河入巢湖和长江，平均地表径流量250MM，最大月径流量常出现在56月，约占全年20。（2）交通条件淮南铁路从居巢区穿境而过，境内设巢湖站、中垾站、烔炀站，向创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院38北经合肥至蚌埠与合九线、京九线、京沪线接轨，向南与芜湖宁铜线、芜杭线等接轨。公路交通更为发达，合巢芜高速公路、合宁高速公路从北境穿过，新又开通了合铜黄高速公路。以巢湖为中心有八条主干公路与周边县市连通，主要公路有合裕公路、合马公路、巢庐公路、柘无公路，312国道及合巢滨湖观光大道，全区通车里程1070公里。巢湖水上航道主要有裕溪河、巢湖、柘皋河航道，常年开通航道总长208KM。项目建设用地西侧邻接巢无公路，裕溪河从用地东侧经过，北侧为规划中的纽约市外环路。此外，纽约市新一轮的近期建设规划中将拟规划从淮南线接一条铁路支线入用地东侧的裕溪河码头。因此项目建设用地的水运、公路和铁路运输条件十分便捷。（3）投资环境项目生产厂选址在居巢区民营经济园，巢湖民营经济园是巢湖经济开发区八大功能园区之一,为省级重点开发区，地方民营经济发展的聚集地。规划总面积48平方公里，园区设有管委会，由区政府及政府下属计划、土地、建设、财政、经贸、交通、科技、公安、工商、技监、供电、房产等部门组成，遇及园区建设相关问题，各部门将现场办公，一站式服务快速给予办理。在认真规划的基础上，经过多年来坚持不懈地完善基础设施建设，该园区具有一流的配套设施，区内道路四通八达，环境优美，项目建设所在地现已达到“七通一平”，高科技项目入驻园区，园区给予财税及所得税的优惠政策。完全可满足本项目的建设要求。创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院39二项目区选址（1）地理位置纽约市景新太阳能源有限公司位于纽约市健康路城管大厦，厂址在纽约市居巢区民营经济园区向阳路南侧，南外环路以北、抱书河以南、安成路以东。厂区占地面积133320平方米，其中绿化面积为28000平方米，厂房及办公楼建筑面积51470平方米，厂区道路1340米。具体位置见厂区位置图第五章生产规模及产品方案一生产规模本项目设计生产规模为600吨/年产量多晶硅，其中4OO吨为8N，200吨为6N。按上述生产规模，需建60吨/年标准生产线10条，在设备调试完善后产量也可逐步上升，达到700吨/年的量即每月60吨。根据市场需要，本项目选择的设备装置可对产品产量进行调整，灵活机动。创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院40设备的可调整性增强了该项目市场的适应能力。二产品方案多晶硅材料是以金属硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯度的电子材料，是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品，被作为制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅的性质是灰色金属光泽。密度232234。熔点1410。沸点2355。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800以上即有延性，1300时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料。纽约市景新太阳能源有限公司主要利用创新型“改良深低温硅烷法”生产多晶硅，本项目生产的多晶硅其中有400吨为8N,200吨为6N,其中N是表示多晶硅的纯度,用于太阳能电池的多晶硅纯度，要求远远高于999，以“N”代表小数点后“9”的数量，须在4N以上，本项目生产的6N和8N都是纯度较高的多晶硅。本项目采用改良深低温硅烷法，该法生产出的多晶硅纯度高，70以上是8N产品，产品主要生产流程是将原料合成后进入硅烷反应塔再创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院41进行分离回流进入纯化器进行一次分离和二次分离，最后得出产品多晶硅。由于改良低温硅烷法没有CL参与反应，所以改良低温硅烷法在生产多晶硅的尾气中，无任何颗粒物，无任何污染，真正实现零排放环保标准，而这一点在国际上只有欧洲REC一家生产多晶硅材料公司做到了这样的零排放标准。开发多晶硅是国家鼓励发展的项目，一方面可应用于电力生产，由多晶硅制造的太阳能光伏电池，在发电过程中，不会产生二氧化硫、二氧化碳等污染物，是绿色环保可持续发展的产品。另一方面，多晶硅可应用于电子行业，作为单晶硅的原料，生产集成电路等，发展前景非常好，因此我们决策开发多晶硅项目。第六章原辅材料、燃料供应一主要原料供应项目投资生产的产品主要是多晶硅，主要原材料是石英矿，目前在我国云南、宁夏、河南、四川、江苏、安徽等省石英矿资源均非常丰富，其中河南是我国硅矿的重要产地，也是初级多晶硅的生产基地。在河南南阳方城县境内，探测到硅石储量达5000万吨；项目单位主要创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院42选用创新型“改良深低温硅烷法”作为本项目的立项技术，采用创新型“改良深低温硅烷法”所用的原料主要是硅合金粉，硅合金粉的主要供应地有四川成都，江苏南京和河南安阳，该材料运输方便。原材料亦可通过国际贸易，直接从美国和日本等国家进口，择质择优自主优选供应。二燃料、电力供应（1）供气本项目生产过程需要少量氮气，为确保生产中的安全，在停电状态下使用液氮冷却设备保持低温，各生产线备有一个液氮储罐，储量为500KG。液氮罐可以从合肥采购，其质优价廉，可以满足项目需要。（2）供电巢湖供电属华东电网，电力资源充足。两条11万伏和1条22万伏变压变电线路经本市，在城郊凤凰山和放王岗均建有高压变电所，变配成10KV后输入，配备相关变配电设备，变成220V380V低压，就可供生产生活用电。因生产线需24小时连续生产，生产过程中不允许停电，为此供电系统将提供双路供电，一旦一路停电，另一路自动切换确保安全生产。地方工业用电平均价格056元/度。（3）供水纽约市建有8万立方米/日规模的自来水厂，水源取自巢湖，净化处理后水质优，达到国家饮用水标准，符合生产用水要求，现该厂的主供水管道（DN400）已接至项目区，可满足项目用水500吨/月的需求。自来水厂供水价3元/M3。（4）燃料本项目生产中要用到一些无烟煤，可以从淮南煤矿采购，创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院43其质优价廉，可以满足项目建设需要。三原辅材料价格预测巢湖一带工业用电价为056元/度，工业用水价3元/立方米，液氮灌3万元/个。多晶硅生产的材料主要硅质原料，单位价格1万元/吨。辅助材料催化剂，市场单价8万元/吨；强酸溶液市场价5万元/吨（属生产非消耗品材料）。第七章工艺技术和设备选型一工艺技术方案（一）工艺技术方案选择多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。据收集到创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院44的材料，国内外多晶硅生产的主要工艺技术现有改良西门子法、硅烷法、深低温硅烷法、改良硅烷法、改进的流床法及试验中的冶金纯化法等。1我国传统多晶硅生产工艺我国对于多晶硅生产研究早在二十世纪六十年代起、七十年代初已建成小规模的工业生产企业，相继发展至今有四十余年历史。生产技术一直沿用西门子法，即氧硅烷氢气高温还原法。这种方法间隙式生产能耗大。近几年来，在生产设备稍有改进，即加大发热棒的尺寸和对数增加了单台设备的产量，在设备结构上没有什么特点工艺的改变，现24对还原炉一个周期的产量可达283吨。其生产工艺流程如下多晶硅工艺流程示意图创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院45关键技术三氯氢硅的合成和精馏；使用硅粉与HCL反应制成硅烷，在精馏制取SIHCL3。还原；在高温1000度H2还原SIHCL3制成多晶硅。尾气处理；生产1吨多晶硅有10吨以上的尾气。尾气中H2、HCL、SIHCL3、SICL4，经处理后回收利用降低成本。2国外多晶硅生产工艺改良西门子法闭环式三氯氢硅氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。工业硅985三氯氢硅合成SIHC1提纯3氢气还原炉还原破碎酸洗精镏加氢反应提纯干法回收尾气H2SIHC13SICL4HC1尾气处理熔铸12062030清洁处理切锭150150210包装铸锭HC1创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院46国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。采用此工艺生产的多晶硅的产能约占世界总产能的80，短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。但因其技术难度是高温下隔离室的定位精度高，密封度高，隔离室的真空、氮气吹扫全自动操作。为此设备投资也大，产量1000吨/年的一套设备中的连续还原炉就要3000万美元左右。硅烷法硅烷热分解法硅烷（SIH4）是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产。但美国ASIMI和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。深低温硅烷法该生产方法也称杜邦法即氢硅烷分解法。在美国已有非常成熟的先进技术，多年来在生产设备上已有较多改进和革新，由于采用了一系列在线测量的仪器和机械手自控阀门等设备，生产更安全可靠。其最大优点是产品质量高，该法产中8N以上的多晶硅占产量的70以上，其余也在6N以上。该法产品为粒状，可直接用于拉制单晶供IT芯片用。改良硅烷法该技术是美国的先进技术，其反应过程与深低温硅烷法相似，但使用原料不一样。它是采用SICL4为主要原料，由于目前国内大多采用西门子法，在生原料SIHCL3过程中，会同时产生2030的创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院47SICL4，目前SICL4的价格是SIHCL3的一半或一半以下，（目前SIHCL3价为9000元/吨，而SICL4价为4000元/吨），因此该法是多晶硅生产中成本最低的一种方法，适合大量生产，是最有竞争力的工艺。但该工艺国内尚未掌握，主要生产设备仍由美国制造。其工艺流程如下流化床法以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。制得的硅烷气通过加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低与成本低，适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差，危险性大。其次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用。二次分离二次分离二次分离二次分离产品多晶硅产品多晶硅产品多晶硅产品多晶硅一次分离提纯三次合成二次合成一次合成SICL4原料一原料二原料原料母液回收塔H2回收创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院48此法是美国联合碳化合物公司早年研究的工艺技术。目前世界上只有美国MEMC公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。冶金法选择纯度较好的工业硅（即冶金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次区熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中去除磷和碳杂质，直接生成太阳能级多晶硅。此工艺国内仅有一家企业采用。3本项目采用的多晶硅工艺本项目，巢湖景新太阳能源有限公司采用的是创新型“改良深低温硅烷法”，属国内首例,在国内属新工艺、新技术。其工艺原理是在美国杜邦法的基础上做了很大的改进。其特点是能耗少，（相比西门子法减少80），产量纯度高（80产品可达8N级，可直接拉制出IT级用的11N的单晶硅），无需氯碱（设厂地点不受限制），材料消耗少，生产连续，自动化程度高，工人少，生产原料成本低。（1）改良西门子法与改良深低温硅烷法比较当前国内外80的企业是采用改良西门子法生产多晶硅，故主要以改良西门子法与改良深低温硅烷法做比较西门子法的工艺流程及生产过程较为复杂，目前国内仅有的二家生产厂，多晶硅生产在还原工序中，每产出一吨多晶硅，会产生10吨创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院49尾气，还原炉排出的尾气中有大量未反应完全三氯氢硅（SIHCL3）、四氯化硅SICL4及含大量氯气的HCL。不仅给环境带来严重的公害污染，而且生产效能低，原料成品率之比为111，既投入十一吨纯原料气体，只能产出一吨的多晶硅材料。除此，西门子法的缺点还有能耗大，无论是前后工艺的氯化提纯和后道的高温炉还原工艺，总合每吨多晶硅耗电应在20万度以上。原材料浪费大，目前每产出一吨多晶硅需耗SIHCL311吨，必将产生大量的尾气、废气处理，回收的技术装备成本很高。若尾气处理综合利用率提高，SIHCL3的耗量可能下降。设备投资规模大，100吨多晶硅生产线需投资1亿元以上。产品质量稳定性有问题，一般多晶硅纯度要求在6N以上，而西门子法多晶硅不适合作电子IC级芯片产品，多晶硅纯度在5N以下。两种生产方法比较改良西门子法改良深低温硅烷法投资预算年产1000吨需10亿元以年产1000吨投资约45亿元创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院50上产品质量在5N以下，纯度低纯度68N，8N大于80用电消耗高，20万度/吨低，仅占1/4，50度/公斤原材料物耗10万元/吨25万元/吨多晶硅纯度高生产能效比低，产出率低于30高，多晶硅产出率高于90生产能力中等，2000吨/年高，大于2000吨/年环保评估公害污染，废气排放量大，回收率低良好，无公害污染，无废气排放，无颗粒物排出（2）本项目采用的工艺特点改良深低温硅烷法,属国内首例,与传统工艺相比有很多的突破，特别是在高纯度硅烷深低温提纯领域，首创出离子态超临界纯化技术,IONSTATESUPERCRITICALPURIFIEDTECHNOLOGY（ISSP），使“改良深低温硅烷法”相比改良西门子法，大规模生产具有更安全、环保性好的特点，使产出能耗比大大减小，降低氯气排放99以上，多晶硅产出率更高，达到1112。另主要有以下优点原料采用硅合金粉，运输方便安全，西门子法原料采用SIHCL3运输不安全，这种厂生产地点要靠近能供应该原料SIHCL3的氢碱厂周围200公里范围内。该工艺厂地不受地域限制。该法产品多晶硅纯度高，70以上的8N产品，可直接供给生产单晶硅厂使用，是国内外两个市场都属急需产品，在相当长时间内不愁没有销路，目前国外客户愿意包销，可签订协议。筹建速度快，由于生产线规模小，投资后半年内即可进入生产，拿出产品，及早进入市场。西门子法一般都在一年半以上才能试车，创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院512年后才能正常生产。投资较低，可以一次规划多套生产线，根据资金的情况分批实施。（二）生产工艺流程生产流程如下关键技术1全系统设备密封连接，中间用气动无泄漏阀门VCR连接（由计算机控制阀门流量）。2进、出料都有隔离室，经抽高真空再进料或出料，全部自动操作，防止内部气体外泄污染环境。3全系统在33到120下操作，能耗相对小（相对西门子法减少了2/3）4全系统采用进口在线测量仪表，对压力、流量、温度和杂质成份测量，全程监控，自动处理，生产过程绝对安全可靠，设备安全系统有三重安全切换措施。5系统设备下面是盐水池，特殊紧急情况下启动排放阀，把超H2回收高温分解高温分解高温分解高温分解产品多晶硅产品多晶硅产品多晶硅产品多晶硅高温预分离低温纯化器分离回流釜硅烷反应塔合成原料一原料二母液回收塔再生创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院52压的液体排放到盐水池中降解，确保设备和环境安全。由于改良低温硅烷法没有CL参与反应，所以改良低温硅烷法在生产多晶硅的尾气中，无任何颗粒物，无任何污染，真正实现零排放环保标准，而这一点在国际上只有欧洲REC一家生产多晶硅材料公司做到了这样的零排放标准。凡采用改良西门子法的工厂，生产过程中都需要氯气CL2的参与，其尾气中排放，不可避免地会含有氯气CL污染。二主要设备选型本项目主要设备选用美国进口成套设备为主，国产设备为辅。（一）进口设备（1）生产设备中的硅烷反应塔、纯化塔、二次分离器。（2）在线测量仪器、传感器、控制阀门等执行元器件。（3）精密测量分析仪器。（4）深低温制冷设备系统。（5）机械手加料，多晶硅料和排渣隔离系统。以上设备已委托苏州天益设备有限公司全权负责进口事宜，与美商商务洽谈正在进行中，待成交后，才能提供全部进口设备清单。对方设备报价折合人民币为13670万元。（二）国产配套生产设备创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院53国产配套生产设备单位万元序号设备名称单位数量单价金额1合成塔台10505002分离回流塔台102152153一次分离器台102262264回收贮液槽套101351355氮气贮罐套143426真空泵系统套101181187加料操作台等附属设施套10121208出料部空气净化设备套1098989产品包装设备套101010010下脚料包装设备套1015150合计1665（三）公用工程设备1变配电设备柴油发电机组一套、变压器及附件一套2运输设备专家组配置轿车3辆，中层干部联系工作配置轿车2辆，面包车2辆，办公室控制使用。原材料运输5吨卡车4辆，5吨双排座卡车2辆，1吨铲车及手动铲车各4辆。合计轿车5辆、面包车2辆、卡车6辆、各类铲车8辆。3办公设备主要为办公设备如电脑、打印机、复印机、电话、传真、办公家具等；4消防、安全设备主要有消防栓、灭火器、灭火弹等。详细见下表创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院54单位万元序号设备名称单位数量单价金额一辅助设备1变压器及附件套180802发电机组台160603管网材料套784锅炉112125储气罐31236小计266二运输装卸设备1卡车辆611662轿车辆598493面包车辆2102041吨铲车辆43125手动铲车辆428小计155三办公及安全设备1复印机台2242电脑台5006303电话部40002514传真机台305155办公用具56消防器材套20480小计1215合计6975创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院55第八章公用工程及辅助设施一总平面设计（一）设计依据及原则设计依据的国家有关设计规范1建筑设计防火规范（GBJ1687）（2001年版）；2工业企业采光设计标准（GB500332001）；3门式钢架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102，2002）；4建筑结构荷载规范（GB500092001）；5建筑抗震设计规范（GB500112001）；6钢结构设计规范（GB500172003）；7建筑地基基础设计规范（GB500072002）；8混凝土结构设计规范（GB500102002）。设计原则1严格执行国家节约土地资源政策，在满足生产的条件下，节约土地。2在最佳工艺流程条件下，综合运输、安全、消防、环保等，按生产工艺进行功能分区，力求符合流程，流畅操作，方便管理。3考虑到厂区内道路衔接和运输，尽量避免人货流交叉。4布置紧凑合理，顺应工艺，安全和环境优美。5环保、劳动安全设施建设与总体建设工程保持“三同时”。（二）总平面设计创新型“改良深低温硅烷法”生产技术开发多晶硅高新产品项目可行性研究报告纽约市工程咨询研究院56项目占地200亩，厂房、库房及其他配套生产经营设施51470平方米，完善供电、供水、交通运输等配套设施。厂房为轻钢结构，三跨，单跨30M，长445M，配电房布置在厂房的东南角。建筑物之间的间距满足防火要求和地质要求。根据需要设置两个大门，原辅助材料、动力进厂与产品出厂分别由此两个门进出。厂区主干道沿厂区两大门进入，直达车间，并与原料库、成品库相连。办公大楼、宿舍楼、餐厅、浴室合理布局，做到办公区及生活区与生产区严格分离，中间用绿化带分隔。详见厂区平面布置图。（三）竖向布置考虑到建设场地比较平整，整个场地按一个平面布置，以现有场地标高1460M为准来平整。根据本地区历史水文资料最高水位为1076M，来确保场地标高在50年一遇洪水位以上。本项目地势较高，地表水径流总体向南，向巢湖水域集中，厂区内依地势建排水管网。总平面图的主要指标详见表81项目总平面图主要指标序号指标名称单位数量备注1占地面积亩2002构筑物面积M2514703建筑系数32284道路长度M13405容积率0716绿化面积M2280007围墙长度M1500（四）厂内外运输创新型“改良