¿Sabes que la revolución de los materiales de silicona está a punto de comenzar?

La Administración Nacional de Energía publicó recientemente la "Guía de trabajo energético 2023". Está claro que este año es necesario consolidar las ventajas de desarrollo de la industria eólica fotovoltaica, promover el primer lote de proyectos base fotovoltaicos de energía eólica a gran escala centrados en los desiertos, Gobi y áreas desérticas que se pondrán en funcionamiento, y construir el segundo y tercer lote de proyectos. La capacidad instalada anual de energía eólica y fotovoltaica aumentará en unos 160 millones de kilovatios. Según las previsiones, se espera que la industria fotovoltaica siga manteniendo un ritmo de crecimiento del 40% en 2023.

Mientras promovemos el desarrollo rápido y saludable de la industria fotovoltaica, promovemos la utilización de energía renovable y logramos de manera efectiva la conservación de energía y la reducción de emisiones, debemos prestar atención y acelerar el desarrollo de las industrias de materiales relacionados, incluido el polisilicio. Al mejorar la conciencia sobre la importancia de desarrollar la industria de materiales relacionados con la energía solar fotovoltaica, mejorar el nivel de innovación independiente y desarrollar activamente tecnología de producción ecológica, continuaremos promoviendo la reducción de costos y el aumento de la eficiencia de la industria fotovoltaica.

Análisis de Situación de la Industria Fotovoltaica

La cadena de la industria solar fotovoltaica se compone de cinco partes: purificación de silicio, producción de lingotes/obleas de silicio, producción de células fotovoltaicas, producción de módulos de células fotovoltaicas y sistemas de aplicación. En toda la cadena industrial, desde la purificación del silicio hasta los sistemas de aplicación, el umbral técnico es cada vez más bajo. En consecuencia, el número de empresas aumenta gradualmente y las ganancias de toda la cadena de la industria fotovoltaica se concentran principalmente en el enlace de producción de polisilicio aguas arriba. La rentabilidad es significativamente mejor que aguas abajo.

Como parte superior de la industria fotovoltaica, el polisilicio representa casi la mayor parte de las ganancias de la industria, lo que también ha desencadenado una nueva ronda de expansión. Según estadísticas incompletas, para fines de 2024, la capacidad de producción de polisilicio de China superará los 4 millones de toneladas. Si estas capacidades de producción se liberan por completo, la situación de escasez de suministro en la industria se aliviará en gran medida.

Después de varios giros y vueltas, ¿dónde está el camino a seguir para los materiales de silicio?

Desde finales de 2022, el precio de los materiales de silicio ha experimentado varios altibajos. Primero, hubo una caída "similar a un acantilado" antes del Festival de Primavera en 2023, y luego se recuperó rápidamente después del festival. La cotización más alta alguna vez estuvo cerca de los 250.000 yuanes por tonelada. Sin embargo, después del Festival de Qingming de este año, el precio promedio de los materiales de silicio cayó por debajo de los 200.000 yuanes por tonelada.

Según los datos de la rama de la industria del silicio, la semana pasada el rango de precios de la realimentación policristalina doméstica fue de 183 000-197 000 yuanes/tonelada, y el rango de precios del material compacto policristalino fue de 180 000-193 000 yuanes/tonelada. La era de los materiales de silicio de alto precio puede haber desaparecido para siempre. La "involución" del carril fotovoltaico es grave. En 2023, el excedente de materiales de silicio será inevitable y la situación de escasez de materiales de silicio se revertirá.

Del silicio en barra al silicio granular

A mediano y largo plazo, la competencia en el mercado del polisilicio se está intensificando y también es la mejor salida para que el polisilicio logre una reducción de costos y una mejora de la calidad en el proceso de producción de polisilicio. El silicio tradicional en forma de barra tiene altos costos de producción y altas emisiones de carbono. En la actualidad, los países todavía están explorando activamente nuevas tecnologías de producción, y la estructura de los materiales de silicio también se está desplazando hacia la conservación de energía y la promoción de la producción.

La tecnología de silicio granular básicamente logró una producción en masa estable desde alrededor de 2010 hasta finales de 2019, y también formó una competencia sustancial con el método mejorado de Siemens del silicio tradicional en forma de barra en la industria. Promueve la innovación y el desarrollo de la industria, la competencia sana y juega un papel en el impulso de la ecología de toda la cadena de la industria del polisilicio y las nuevas tecnologías.

Durante el período, los nuevos estándares nacionales, los estándares internacionales y la autorización de patentes de algunas tecnologías relacionadas también demostraron que el silicio granular ha sido altamente reconocido por la industria. En la actualidad, el suministro de silicio granular muestra una tendencia de aumento mes a mes y ha alcanzado el nivel de decenas de miles de toneladas de capacidad de producción mensual. Las empresas convencionales también mantienen temporalmente una diferencia de precio relativamente estable con los materiales a granel densos.

Las ventajas del silicio granular ayudan a la iteración de la tecnología del material de silicio

El silicio granular se produce principalmente mediante el proceso de lecho fluidizado de silano, y la emisión de carbono es de 37 kgCO2/Kg, lo que puede reducir significativamente el consumo de energía de producción, el consumo de energía de vapor y el consumo de energía de tratamiento de gas de cola. Según datos públicos, el costo del silicio granular es más de un 15 % más bajo que el del silicio en barra.

El silicio granular tiene una menor intensidad de inversión, consumo de energía y costos de mano de obra. De acuerdo con los datos medidos, el consumo de energía del silicio granular FBR es de solo 18 kWh/KG, mucho más bajo que los 60-70 kWh/KG del consumo de energía integral de polisilicio tradicional. Por el lado del uso, el silicio granular tiene una mejor fluidez y propiedades de relleno, lo que conduce a la extracción continua de cristales de Czochralski; por el lado de la calidad, dado que el silicio granular no requiere proceso de trituración, se evita la pérdida de material de silicio, se reducen los costos de trituración y se elimina el riesgo de introducir impurezas durante la trituración. , con alta pureza y alta densidad aparente, lo que puede hacer que la producción automatizada sea más controlable.

Otro aspecto digno de atención es que la propuesta de la meta nacional de "doble carbono" ha trazado un techo para el crecimiento de los materiales a base de carbono. Según los cálculos, en comparación con el silicio en forma de barra producido por el método de Siemens, el mismo volumen de silicio granular utilizado en el proceso de producción puede reducir las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente un 74 %, y el consumo total de energía puede reducirse en un 65 %. 70%.

Según las previsiones de desarrollo de la industria, la proporción de la capacidad de producción de silicio granular en China aumentará del 6 % en 2021 al 17 % en 2022, hasta el 28 % después de 2025. Según la inferencia de investigación del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich, la área de dosel de 1 hectárea> puede consumir 205 toneladas de dióxido de carbono por año.

El silicio granular es el único producto de materia prima que facilita la medición y cálculo de los derechos de emisión de carbono de los módulos fotovoltaicos. Sus propiedades bajas en carbono son una parte clave para optimizar el cálculo de las emisiones de carbono de calibre completo en la industria fotovoltaica, y también es la tecnología central para la implementación de la reducción técnica de carbono en la industria fotovoltaica. Cada 100.000 toneladas de silicio granular se pueden instalar con módulos fotovoltaicos de 28,5 GW y la reducción anual de emisiones de dióxido de carbono es de 35,56 millones de toneladas, lo que equivale al consumo anual de 1.500 mu de terreno forestal.

En el futuro, el silicio granular ayudará a la descarbonización profunda de la industria energética en virtud de su excelente huella de carbono. Bajo el trasfondo de "carbono dual", promoverá la revolución global de energía limpia y avanzará hacia la era de cero carbono.

Llevará el material de silicio a un extremo superior

A partir de 2022, la nueva tecnología de batería (tipo N) se desarrollará rápidamente y la eficiencia de generación de energía mejorará considerablemente. TOPCON, HJT y otras baterías han logrado gradualmente la producción en masa. La nueva tecnología de baterías plantea mayores requisitos en cuanto a la calidad del polisilicio. Después de la investigación y el desarrollo tecnológico continuos y la mejora de procesos, las empresas nacionales han logrado la producción en masa de silicio granular tipo N, lo que ha promovido de manera efectiva el nuevo aterrizaje de la tecnología de baterías. Creemos que con el desarrollo de la tecnología de silicio granular y la popularización gradual de su escala de aplicación, el silicio granular seguramente llevará a la industria fotovoltaica a avanzar hacia un extremo superior.