2013中國氣體

孫福楠，岳文巖

(中昊光明化工研究設計院有限公司，遼寧大連 116031)

1 2013年中國各類氣體市場狀況

對于中國乃至全球的氣體同行而言，2013都經歷極其困難的一年，受全球經濟低迷的影響，作為基礎原材料的氣體市場繼2012年繼續呈現出狼藉一片的局面，產能嚴重過剩的狀況極為嚴重，尚存的有限市場也是競爭十分激烈，這種狀況仍在持續發酵。可以預見:只要世界經濟不發生根本性的重大逆轉，氣體市場不可能在短時期內柳暗花明。

2013年中國同歐盟關于光伏太陽能反傾銷案令全球關注，據說這是迄今為止全球最大的一樁反傾銷訴訟案，經過漫長的應訴等待，在下至政府相關部門上至總理的外交斡旋下，最終中國光伏太陽能產品對歐盟出口:限量、限價。這一相互讓步的結果，雖避免彼此的拼殺，但沒有根本解決中國光伏產能嚴重過剩，市場幾乎完全在外的窘局。

有資料證明，2011年全球光伏裝機量預計為21 GW，而眼下國內的產能估計已經達到30～40 GW，也就是說，即使全球都用中國的光伏電池，中國還是有1/3～1/2的產能要放空，工廠要關門。長期以來我國光伏行業“門檻低”、“政府包養”、“暴利”等惡果，企業只能自咽苦果。業內人士自嘲地說，轟動幾年的各地政府“太陽能造城運動”，2013年一瀉千里，寄生在歐盟光伏太陽能市場的中國企業，又回到他自己應有的原位。

受光伏太陽能衰敗影響的國內氣體公司，也難逃厄運，氣體欠款難追已成家常便飯，有的甚至連包裝容器如LN2罐、液氨T瓶也難收回。更有甚者，有的光伏公司吹毛求疵，想方設法找理由反訴其供應商，目的就是將貨款一筆抹掉。所以，2013年為國內太陽能企業供氣的氣體公司，即使是顯赫的外資公司也是業績平平。仍在頑強堅持為光伏廠家供氣的氣體公司，其產品的價格也不如以往，由于國內生產資料價格攀升，危化品生產、經營、運輸諸多環節的政府管理成本不斷加大，當下即便是高檔的中國氣體產品也已進入薄利階段甚至微利階段。通常中國氣體市場的規律是落下的價格，一般不會再漲。

2013年中國工業氣體受下游大用戶的影響，市場表現很差，如沿海地區因造船業萎靡，其它行業需求有限，工業氣體車水馬龍的繁忙景象不復存在，工業氣體產能過剩極為嚴重，市場價格之戰愈演愈烈，在北方也出現一瓶氮氣的價格快要降低到一位數的程度。筆者去年曾經說過液氬的價格是工業經濟發展的風向標，經過2013年的驗證，我仍堅持此觀點。國內經營工業液體分裝的小微氣體企業，普遍面臨是否能支撐下去的難題。我們不希望看到2013年成為國內氣體公司關門歇業的起始年。

由于國內環境問題日益突出，霧霾天氣已呈常態化、大范圍擴展的趨勢，政府對環境控制和保護的壓力劇增，先后出臺各種措施，力求治理惡化的環境，這一舉措對國內開展標準氣體生產的單位無疑利好，2013年關于硫化物、氮氧化物等與環保相關的標氣需求劇增，上百瓶批量采購此氣的需求不斷，雖然標氣價格不高，但在目前的大背景下，還是不錯的買賣，其它用途的標準氣，如石化、煤化等領域用的標準氣在數量上也有不小的增長，尤其是煤化工領域。LED、光伏太陽能等領域需要的超純、超凈電子混合氣如 H2-SiH4(PH3、GeH4、Si2H6、BF3、B2H6)，在國內同行的努力下，國產化率大幅度提高，價格也從上萬元一瓶，降到幾千元一瓶。

許多工業氣體廠家看到標準氣體的利潤，也對標準氣體產生興趣，并按工業氣體的思路，規劃和發展標準氣體，這是一個十分值得注意的現象，這樣做國內標準氣體會一片混亂，在某些地區實際已經出現標準氣體價格、質量、服務下滑等諸多問題!標準氣體的制備看似簡單，實際上配氣工藝會因標氣種類不同復雜變化，技術含量頗高，要求員工專業面廣，工裝設備十分齊全，要把標準氣體做精、做好，確保出廠產品質量放心，絕非易事。至今，我們仍有許多的化學性質活潑，稱為“活性氣體”類的標準氣體如 HC、HF、Cl2、HCN、甲醛、NH3類標準氣還存在穩定性的問題需要克服以及有效的控制方法;以往認為準確的進口老字號稱量工具實際仍存在不少問題，如可稱量大氣瓶的電子天平稱量數據不平行，誤差很大，尤其是近幾年的產品，業內許多同行感覺質量令人堪憂!

為了提高配氣稱量準度，2013年我院改為采購梅特勒生產的新產品4臺(尚未到貨)，我們寄希望梅特勒產的高精密比較器(型號:MS32002L 32/10 mg XP155KS 150 kg/50 mg)能有效解決此類問題，給國內氣體同行帶來曙光。不同稱量范圍的天平、各種類型的分析檢測儀器、數臺實用的配氣裝置是配氣公司開工的基礎和前提。否則，以僥幸的心態匆忙開展配氣，無論如何廉價，都難走長遠。

我國配氣的做法應向國外同行學習，尤其是在設備方面，過去我們無論配什么氣體基本都采用一套裝置，隨著標準氣體組分含量向“10－9”發展，裝置的污染問題十分突出，同時管道對組分氣體的“吸附”不可小視。因此，一個正規的標氣公司至少擁有10臺(套)獨立的配氣設施，裝置管道應采用316L的EP管，精密壓力表也應是316L材質的。傳統的箱柜式配氣裝置無論如何裝飾，其占地、費料，好看不中用的缺陷應徹底改變，這一點國外公司簡捷的掛墻式結構，很值得借鑒。我們通過采用這樣的“裝置”配氣，明顯感覺房屋利用率大大提高，管路、閥門直接明了，操作省力、順手。

2 2013年中國電子氣體狀況

2.1 高純硅烷

作為電子氣體中十分重要的硅烷氣體，2013年全世界市場產能過剩、價格下滑的現象十分突出。我國自產硅烷在平衡國內硅烷價格方面起到了巨大的根本性作用，中寧硅業通過幾年的艱辛努力已形成穩定的量產。國內市場尤其是光伏太陽能的市場占有率不斷提高，按此下去，國產硅烷將會大部分取代進口產品，韓國某著名硅烷廠接連發生的安全事故，也加速了硅烷國產化的進程。國內曾經運行的幾條以硅化鎂法生產硅烷的生產線最終完成其歷史使命退出江湖，我們有足夠的理由相信，中寧硅業的國產硅烷會逐漸進入國內TFT、IC、LED等領域。由于目前市場對硅烷的需求不旺，中寧硅業是否會進行戰略上的“價格放水”，加強國產硅烷的國內定價權、話語權，我們拭目以待。

2.2 高純氨

2013年在電子氣體方面，我國的高純氨市場和去年特氣年會預測的一致，市場供過于求，國內還有的單位根據自己的條件，仍在拼命上馬。2013在華外資計劃開工的氨工廠沒按期投產，估計是與不景氣的下游市場有關。目前國內高純氨氣價格急劇下滑，上馬的高純氨生產商只有靠量才能獲取利潤，因為人力物力一旦投入，企業再也沒有退路，雖說氨氣價格較低甚至將來還會更低，但同原料液氨價格、同工業氣體價格相比，高純氨還算是“暴利”。在LED領域，我們同德國公司的氨在綜合品質方面，還是存有一定的差別，迄今為止國內許多LED廠商仍首選甚至指定國外特定品牌的高純氨。2013年現場供氣(氨)的技術，或許因市場的原因、或許因氨氣價格下滑，暫無突破性的進展。低成本、高純度是未來氨氣生產必須發展的方向，否則，隨著我國危化品生產、運輸成本的不斷提高，呆壞賬頻現，氨產品的利潤也越來越低，企業難以維系!隱約的感覺未來高純氨真要重蹈工業氣之復轍。

表1 美國某公司高純氨指標Table1 A American company high purity ammonia product index

2.3 高純 N2O

2013中國的高純N2O出現過市場供應不足的現象，韓國等國外產的N2O大量進口國內，這主要是因為我國境內僅有一家公司批量生產N2O，該公司產量小，加之設備維護維修，所以，出現產品“斷檔”理所當然，需求必然刺激生產，2013年以后我國N2O一貨難求的局面將徹底改寫，國內已經有至少2家外資氣體公司引進國外高純N2O生產線，估計明年可實現量產，同時我國的氣體同行，通過潛心研究打破技術瓶頸，研制出國產的以NH4NO3干法分解制取N2O的熱分解、吸收、吸附、壓縮、冷卻、充裝工藝，已經可以生產大量的N2O，并且第二條生產線也處于調試狀態，所用的設備全為國產化，無疑競爭優勢明顯!進口與國產設備將同臺唱響我國N2O市場。

2.4 高純Cl2

TFT-LCD、光導纖維、LED、IC等領域都需要純度很高的高純氯氣，由于氯氣除技術性問題外，它屬于劇毒品，因此，生產、運輸、使用等都需要嚴格的政府審批，這些復雜的壁壘在某些方面限制了高純氯氣國產化步伐。光明院20多年前就開展了噸級高純氯氣產業化生產系列環節的研究，但上百噸乃至上千噸的生產線，一直進展緩慢。2013年國內張吉瑞老師已攻克難關，在成功開發高純氯化氫的基礎上，建立了國產高純氯氣生產線，目前正做產品的使用工作，由于氯氣和氯化氫具有相類似的物化性質，彼此有許多可借鑒的經驗，國產氯氣必定像氯化氫一樣會獲得成功;這是繼高純氨、高純氯化氫、高純硅烷、高純四氟化碳、高純N2O國產化后又一新的品種，也必將有廣闊的市場。

2.5 高純CO2

高純CO2是2013年被炒得火熱的一種氣體，全國許多氣體公司，尤其是有工業氣體背景的氣體公司對此產生極其濃厚的興趣。競相上馬高純CO2的單位很多，8月份后這種甚囂塵上的新聞似乎告一段落。

表2 國外某氣體公司高純CO2技術指標Table2 A foreign company high purity carbon dioxide product index

高純CO2是IC許多制程環節必需的氣體，不同的環節需要的CO2純度不盡一致。外資生產的食品級CO2各項指標比較好，但即便如此，食品級CO2仍有許多指標滿足不了IC對高純CO2的質量需求，目前國內高純CO2也僅僅滿足GB/T 23938的要求，但對某些IC廠而言，要求CO2中的水要≤1.0×10－6，采用一般的吸附—精餾等常規手段不易完成。我們實驗室曾抽測遼寧某廠瓶裝食品級CO2，其含水量為2.67×10－6，也就是說不作處理，水含量就達到國標要求。如何能很經濟地把CO2中的水降到≤1.0×10－6甚至更低，是 CO2凈化的關鍵和難點，提高國產高純CO2的技術層次，滿足IC行業對高純CO2的需求，修改高純CO2國標也是十分必要的;否則不經凈化簡單放空處理，都號稱是“高純CO2”是極不合適的。通過表2可以看出，CO2氣體中的顆粒物已經不是供需雙方商定的指標，在許多先進的IC工廠，顆粒物是必須測定的指標。

2.6 高純H2Se

高純硒化氫是ZnSe及含Se化合物半導體重要的“源”性氣體，光明院依賴其雄厚的氣體專業技術，采用Se+H2→H2Se干法合成技術，克服了合成過程中Se固體堵塞系統、H2Se劇毒等難題，完成了噸級合成－凈化－充裝生產線，已大批量生產瓶裝高純H2Se供用戶使用，結束了我國高純H2Se進口的歷史。該技術申報了國家專利，并獲中國化工集團公司科技進步二等獎。同濕法工藝相比，此技術具有顯著的優勢，工藝水平同國外公司相當，無疑具有較強的市場競爭力，此工藝是在我院原有S+H2→H2S工藝技術上的完善和創造。

2.7 高純CO

高純一氧化碳是半導體制造過程及羅芬混合氣配制重要的原料氣體，其純度要求大于99.999%，目前國內原料級別的CO主要來源于:甲酸濃硫酸(磷酸)加熱脫水、甲醇制氫副產氣、煤造氣經PSA分離。甲醇制氫副產氣、煤造氣經PSA分離生產的CO量大，純度不高，而甲酸(草酸)濃硫酸(磷酸)加熱脫水制備的CO純度高，但產量小，價格貴。2013年江蘇丹化CO停產，全國的CO出現過緊張狀況;現在雖然有所緩解，但由于CO的化學毒性，所以，CO在有些地區仍不方便獲取。對于純度大于99.999%的高純CO，應采取更為有效的凈化技術或手段降低凈化成本，目前采取的低溫精餾方式，因N2和CO的沸點相差太小，雖然分離有效但LN2消耗太大，目前，國內新的高純CO凈化方法已在去年就批量生產出合格品，該技術可以延伸到其它沸點較低的氣體凈化。

3 其它

3.1 高純氙氣

高純氙氣是2013年最為搶眼的氣體，幾年前Xe曾經出現過供不應求，價格猛漲的現象，沒想到眼下的經濟大背景，也能重復以往，其原因是歐盟修改電光源氣體的組成，使得Xe不足，Kr氣過剩。我國Xe目前的產能滿足不了需求，同時國內污染嚴重的現實，使得國內空分提煉Xe的難度加大，其表現是氟碳化合物不斷地增多，原有的經典Xe提純工藝遇到一定的困難。據了解俄羅斯深冷公司的提純Xe技術，通過增加分離塔有效地解決空氣日益污染導致稀有氣體中氟碳化合物上升的問題，該工藝十分適合我國空分的現狀，一定會在我國大面積推廣，現已在國內的濟南鮑德氣體、邯鋼氣體獲得成功，提純的Xe、Kr產品經過檢驗質量很好。

針對我國Xe緊張的現實，及我國的Xe多來自鋼廠的空分車間，其產能受制于下游的煉鋼產能，目前許多大型企業包括上海寶鋼氣體、杭氧股份公司等正著手開展Xe的提取工作，通過此次Xe市場價格的急劇升高，將會強烈刺激和拉動國內提Xe技術、提Xe設備的技術進步。估計Xe產能也必將在2014年會有很大的提高，這將大大緩解我國Xe供應不足的被動局面，屆時國內Xe的價格又會回到理性的價位。從圖1國際稀有氣體價格走勢圖可以看到，2010年Xe曾價格飆升過，但由于那時是因為經濟過熱導致，強烈的價格提升沒有拉動Xe的技術突飛及生產方式的轉變，預計2013年的價格變化不會就此了事，而后Xe會產生一系列影響未來的變化。

圖1 稀有氣體價格浮動率Fig.1 Rare gas price volatility

3.2 超純氣體的超凈技術

用于半導體領域的超純氣體的顯著特點是:超純、超凈、超前。“超凈”技術當今尤顯重要，目前國家標準對氣體中顆粒物的要求基本是按供需“協商”解決，而10 in以上級別的IC廠，對氣體中的顆粒物要求很明了(見表2)，并且對氣體顆粒物的檢測、儀器等已臻成熟。重視氣體中顆粒物將對我國氣體綜合品質的提升意義重大，迄今我國對氣體過濾技術進行研究的單位幾乎沒有，實際上顆粒物的檢測技術、過濾器的評價(過濾效果、阻力等因素)、過濾組合方式其技術難度不亞于工藝凈化、檢測、包裝等氣體制造環節，片面的認為買個過濾器就OK的想法是缺乏科學的，因為過濾器在過濾過程中效果會不斷下降，何時終止更換是需要有效監控和測量的，此外，不同目數過濾器的有效組和更換需要在凈化設計時科學考慮和確定。

4 中國氣體未來展望

2013年盡管氣體市場表現平平，但中國整體氣體技術“質變”明顯，許多難以解決的氣體產品通過努力已經得以徹底解決。氣體品種一個一個被“攻破”，未來我們再做什么或許成為大家普遍關注的問題。盡管中國氣體尤其技術含量高的高純電子氣體進步很快，但我們同國外知名的氣體公司相比仍存在很大的差別，我們只是解決了“有”、“無”問題，在氣體品位上、尤其是在氣體生產(經營)理念上我們應該繼續努力，否則，我們就做不出來氣體的“精品”甚至“奢侈品”。筆者預測未來我們中國氣體的發展趨勢如下。

4.1 塑造中國的知名氣體品牌公司

鑒于國內氣體從工業氣體到電子氣體存在嚴重的飽和狀態，加之下游企業復蘇無望，未來市場競爭會更為激烈殘酷，國內沿用的“價格戰”會愈演愈烈。國外氣體公司尤其是韓資氣體公司會瘋狂地登陸中國在國內投資建廠，如韓國的OCI 2013年已經在南京投產NF3，如此一來國內許多的氣體公司將會面臨巨大的壓力，若不及時科學的應對，將會關門歇業!

4.2 整合

區域整合、行業整合、資本與市場的整合已經迫在眉睫。我國擁有世界上數量眾多的氣體公司，但我們沒有世界級的“知名”氣體公司，只有通過合理、合法的整合才有可能孕育出未來的著名公司。實際上整合在國際上司空見慣，如林德收購BOC。整合是為了做大、做強。目前國內危化品的資質發放、管理十分苛刻，國內眾多的中小型氣體公司都擁有很有價值的危化品生產、經營、運輸、儲存的相關資質和熟悉此類知識的專業人才，這一難得的資質就是合資的資本，廣大中小企業也不必過于擔心，或許整合就是機遇或機會。

4.3 走出國門

中國國內氣體公司可以有計劃地走出國門，到亞洲欠發達的國家投資辦廠，由于歐盟對我國光伏太陽能的出口限制，國內許多光伏公司在其它亞洲國家建廠，這就為國內氣體公司提供了難得的機遇，我們完全可以在外興辦氣體公司，利用資金、技術優勢滿足這些國家市場的需求，實際國內有的公司已經開始默默地行動起來，但這種做法也許只在有限的幾年有效。

總之，中國氣體將會持續的保持高速發展是歷史的必然，經過近十年的努力，我國氣體更多的是在數量上的增加，為下游用戶提供了供氣的便利，氣體公司也積累了相當的資本和經驗，隨著全球化競爭加劇，我國氣體將在“質”的層次上發生飛躍!這是我國氣體水平躋身世界之林的鋪墊階段，我國氣體公司通過國際化視野，不斷采取收購整合的大手筆，實現我國氣體公司國際化，前途光明，道路曲折。或許我們會感謝因2013年的危機給中國氣體帶來的生機。