潘志剛(新疆維吾爾自治區工業經濟和信息化研究院,新疆 烏魯木齊 830000)
硅是地殼中第二豐富的元素,在自然界中,極少以單質的形式出現,多以硅酸鹽或二氧化硅的形式,廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中,是重要的非金屬材料。硅基新材料是指工業硅經過進一步延伸產業鏈深加工生產得到的具有優異性能的材料,具有工藝技術先進,產品附加值高,市場前景廣闊等特點,廣泛應用于軌道交通、航空航天、電子信息、生物醫藥、精細化工等國民經濟各領域,是戰略性新興產業的新的基礎性材料,具有舉足輕重的戰略地位,發展應用潛力巨大。目前,主要包括工業硅、有機硅、鋁硅合金、晶體硅等。大力發展硅產業,堅持全產業鏈采用世界的先進工藝及設備、實現最低能耗水平、最小污染物排放,打造具有國際經濟競爭力的硅料產業鏈條,對推動新疆工業轉型升級、實現高質量發展具有重要作用。
2018 年,全球工業硅產能638 萬噸,產量352 萬噸,主要集中在中國、美國、巴西等國。多晶硅產能62.8 萬噸,產量44.6 萬噸,比2017 年分別增加21.7%、0.9%,主要集中在中國、韓國、德國、美國、日本等國。硅片產能約161.2GW,產量約為115GW。其中單晶硅產能達72.1GW,同比增長67%,多晶硅片89.1GW,同比增長9.6%。有機硅單體產能265 萬噸,產量208 萬噸,比2017年分別增加6.9%和8.3%。
1.2.1 工業硅
近年來我國工業硅產業規模快速增長,產能、產量和消費量均顯著增加。2018 年我國工業硅裝置產能500 萬噸(有效產能350 萬噸)、產量為240 萬噸,較2008 年年均增長達到8.6%和9.1%。同期工業硅消費量達156 萬噸,年均增長18.5%。主要集中在擁有能源優勢的新疆、云南和四川等地區。25000kVA(含)以上礦熱爐占比超過30%。
1.2.2 多晶硅
近年來,我國多晶硅產業迎來新一輪建設高潮,全球產業向中國轉移,國內產能則向新疆、內蒙等能源價格相對低廉的地區轉移。2018 年產能超35 萬噸,產量達26 萬噸。大部分多晶硅企業在規模、技術、成本方面已經接近或達到國際先進水平,具有明顯競爭優勢。
1.2.3 硅片
隨著產能向西部低電價地區轉移,目前單晶硅產能主要分布在內蒙古、寧夏、新疆、陜西、云南等地區。2018 年,全國產能產能146.4GW,同比增長39.4%,產量107.1GW,同比增長16.8%。
1.2.4 有機硅
近十年,有機硅全球產能向中國國內轉移趨勢明顯,我國已成為有機硅生產和消費大國。截止2018 年底,我國有機硅總產能超150 萬噸/年,當年產量約110 萬噸。我國已成為全球最大的有機硅消費國,約占全球總消費量的 45%。
近年來,依托新疆明顯的資源、電價等優勢條件,硅產業發展迅速,在全國已形成了明顯的影響力和帶動作用。
一是產業規模居全國前列。截至2018 年,新疆工業硅產量超100 萬噸,占全國總產量三分之一以上,居全國首位;多晶硅產能超20 萬噸,占全國總產能一半以上,新疆已成為全球多晶硅產業最為集中的地區。
二是產業集聚發展效果明顯。依托當地及周邊豐富的硅石、煤炭資源以及較低的電價優勢,準東、鄯善等地已形成了新疆工業硅、多晶硅產業發展集群,兩地工業硅、多晶硅、單晶硅產量占全區一半以上。
三是技術裝備水平全國領先。工業硅生產中能源節約最主要的途徑就是爐型的大型化,新疆工業硅產業整體工藝水平較為先進,33000kVA 礦熱爐占比一半以上。大型節能還原爐系統是解決多晶硅大規模生產、成本低廉、提高產品質量的根本途徑。新疆多晶硅企業注重節能環保技術改造,行業綜合能耗低至60 度/千克多晶硅,單體規模在全國屬于領先水平。
目前,新疆硅產業雖然取得一定成效,但仍存在產業鏈條短、產品附加值低、原料供應短缺的問題。一是新疆工業硅產能超100 萬噸,下游精深加工產業占比仍然較少,下游產業鏈延伸的企業規模和數量明顯不足。產品鏈條短,產品結構單一,附加值低,導致企業經濟效益較差,抗風險能力弱。二是近年來因生態環境保護力度加大,新疆部分硅石礦產區被列為禁采區,硅產業企業尤其是工業硅企業生產所需原材料供應短缺,企業生產受到一定的限制,高品位工業硅產量占比減少。三是目前新疆硅基新材料企業眾多,企業之間信息不共享、不對稱,各地無序發展不利于產業健康成長。
新疆新建硅產業單耗水平低、環保水平高,相對于其他省份,新疆發展硅基新材料產業更具有低成本優勢,應大力發展。
一是低電價優勢為硅產業發展降低了成本。雖然四川、云南等地區具有低成本的水電,但其小水電工業存在豐水期~枯水期的周期性特征,發電不具備穩定性。新疆硅產業企業用電成本普遍在0.3 元/度以下,低于全國平均工業用電,電價優勢極為明顯。
二是硅產業能耗水平低。新疆工業硅新建產能采用的33000KVA 礦熱爐,每年可降低冶煉電耗6.5 億千瓦時,折合標煤21 萬噸,實現余熱發電后還可降低電耗2000 度/噸以上,進一步實現高效清潔生產。
三是硅產業環保能力高。以鄯善合盛硅業工業硅項目為例,該項目配套建設工業硅煙氣脫硫、脫硝設施,這是行業內目前首例配套煙氣脫硫、脫硝的工業硅項目,實施后將大大提升工業硅冶煉工業的環保水平,SO2排放將低于30mg/Nm3,NOX排放低于40 mg/Nm3,低于目前火電廠大氣污染物排放標準。
加強對硅基新材料產業發展空間布局引導,堅持有所為有所不為。準東經濟技術開發區重點發展多晶硅、單晶硅、切片及組件、鋁硅合金新材料等;吐魯番市鄯善工業園區重點發展含硅合金、有機硅等新材料等。引導基地外現有硅產業項目向基地集聚。充分發揮市場作用,采用“飛地”經濟等模式,在稅收、增加值實現收益共享,引導基地外現有合規的硅產業項目向基地內轉移。
依托新疆工業硅產業基礎,以戰略性新興產業發展需求為引領,加快延伸產業鏈,優化產品結構,提升產業供給能力。重點打造含硅合金材料加工制造產業鏈,有機硅材料加工制造產業鏈,電子級硅材料加工制造產業鏈。
4.2.1 含硅合金材料加工制造產業鏈
依托新疆電解鋁產業發展基礎,加快鋁和硅合金新材料產業融合,發展鋁硅合金棒材、板材等鑄造產品,進一步延伸發展鋁硅合金門窗、運輸車廂體、輪轂等深加工產品和終端產品。
4.2.2 有機硅材料加工制造產業鏈
采取“規模化生產單體(中間體)、分散化開發下游產品”為主的生產模式大力發展有機硅,包括大力發展聚硅氧烷中間體、氯硅烷單體等有機硅上游產品;重點發展高品質硅油、硅橡膠、硅樹脂、硅烷偶聯劑等下游產品及其改性材料。
4.2.3 電子級硅材料加工制造產業鏈
提高多晶硅、單晶硅工藝技術和產品質量,加快引進單晶硅、多晶硅切片項目,逐步向高科技、高附加值的電子級硅材料產業鏈延伸;加快多晶硅、單晶硅制造的配套產業發展,重點發展高純石墨電極、碳素電極、高品質石英坩堝等產品。同時,鼓勵其他材料產業技術升級,使用硅產品,提升材料性能。
聯合區內主要硅基新材料企業,建立以企業為主體、市場為導向、產學研用深度融合、以制造業創新中心為主的產業創新體系,培育硅基新材料創新中心,提升硅基材料產業創新能力。加強對新技術、新產品聯合技術攻關、產業投資、標準制定,進一步發揮行業龍頭作用,帶動中小企業共同發展。
適當突破能耗制約。硅雖有高載能的特點,但又是環境友好型產業,以光伏產業為例,據測算光伏電池所產生的能源是制造過程中所消耗能源的31 倍。目前新疆多晶硅產品全部用于光伏產業,對國家能源結構調整、建設環境友好型社會、加快本地能源就地消納都有著十分重要的作用。建議適度放寬對企業能耗指標約束,對硅產業企業給予更大的支持,進一步鞏固新疆行業龍頭地位。制定硅產業相關標準。基于新疆工業硅、多晶硅產業的高度聚集性,較強的行業影響力,建議制定新疆工業硅、多晶硅產業省級標準,進一步提升行業話語權,推動新疆乃至全國的產業實現高質量發展。
全區已發現的硅質原料(石英巖、脈石英、石英砂巖和石英砂)礦點近140 處,上資源量簡表的冶金用石英巖、脈石英23處,保有儲量1919.45 萬噸,可用于生產金屬硅的礦山只有2 處,遠不能滿足自治區硅產業發展需要。建議加大硅質原料礦產資源地址勘查力度。
應搶抓機遇,積極承接硅產業轉移。新疆相比西部其他省區在運輸距離上不占有優勢,應充分發揮政策優勢、能源優勢,補足運距遠的短板。加快建設準東硅產業基地,持續打造電價洼地,營造良好的營商環境,出臺專項支持政策,促進產業進一步聚集。
各地州市不得以任何名義、方式審批、核準、備案新增產能工業硅項目。各部門不得辦理土地供應、能評、質量、環評和新增授信支持等業務。嚴格執行國家相關政策和行業準入標準。對技術標準、能耗、環保、質量、安全等沒有達到國家行業準入標準的落后產能,必須在規定時間內完成技術改造或關停。嚴格執行國家相關政策和行業準入標準,對標國際、國內一流,采用較為先進的技術工藝路線,工業硅礦熱爐必須采用矮煙罩全封閉型,礦熱電爐單臺容量25000 千伏安以上,著重智能化、綠色化制造,持續實施節能降耗,實現“三廢”綜合利用,礦熱爐煙氣余熱須全部回收利用。