‘壹’ 工业硅介绍及供给需求情况
工业硅,又称金属硅、结晶硅,是通过硅石(SiO2)在矿热炉中用碳质还原剂(C)还原而成的物质,其名义硅含量不小于98.7%,主要杂质为铁、铝、钙及微量元素。
工业硅具有暗灰色固体形态,带有金属光泽,质地坚硬而脆。熔点为1683℃,沸点2628℃,密度2330kg/m³。在常温下,工业硅的化学性质不活泼;但在高温下,其化学性质活泼,能与多种元素如氧、氯、卤族元素结合成化合物。工业硅不溶于水和硝酸、盐酸,但可溶于碱液、硝酸或盐酸与氢氟酸的混合液中,这一特性在工业硅的化学元素检测中有应用。
工业硅的分类根据国标GBT 2881-2014,分为Si5530、Si5210、Si4410、Si4210、Si4110、Si3303、Si2202、Si1101等,牌号后四位数字代表铁、铝、钙含量的限制。国标GB/T 2881-2014中,Si5530规格的工业硅为基准交割品,Si4210及以上为替代交割品,升水2000元/吨。
工业硅的生产方式是在矿热炉内进行电热化学反应,主要原料为硅石和碳质还原剂。一吨工业硅需要约1.3万度电,火电生产单吨碳排放高达15.91吨二氧化碳当量,而水电生产单吨碳排放为5.32吨二氧化碳当量。
工业硅的产品性能主要应用于有机硅、多晶硅和铝合金。有机硅下游的渗透和多晶硅行业的高速发展推动全球工业硅需求快速上涨。在有机硅产业中,工业硅是生产有机硅,如硅树脂、硅油或硅橡胶的原材料,主要应用于建筑装饰、电子电器、电力新能源、纺织制造、医疗护理等领域。在多晶硅产业中,工业硅是制造多晶硅的主要原料,通过化学反应提纯为多晶硅,应用于光伏发电和半导体领域。铝合金产业中,工业硅用于提高金属的流动性及韧性,主要应用于汽车、航天、船舶等零部件。
全球工业硅的生产集中在少数国家,中国是全球第一大生产国,2021年产能约占全球的78%。产能从2013年的533万吨增长至2021年的674万吨。中国产能从400万吨增长至528万吨,占比在80%左右。其他国家产能主要分布在巴西、美国、挪威等国家。2021年,我国工业硅产能约为528万吨,产量为278万吨,产能利用率近53%。我国工业硅生产主要集中在能源资源丰富和电力成本较低的西北、西南地区。新疆、云南和四川是我国工业硅产量较大的地区,合计占总产量的44%、18%和14%。工业硅企业行业集中度较低,前10家企业产能占比仅30%,其中合盛硅业和东方希望分别以21%和4%的份额位居行业前列。
全球工业硅的消费持续维持较快增长速度,消费驱动力来源不断变化。过去以铝合金消费为主,目前有机硅产业的需求占比超过铝合金,未来多晶硅需求将超过有机硅需求,成为工业硅第一大需求方。光伏产业和有机硅行业的增长带动工业硅需求快速增长。有机硅材料性能的提高和碳排放的减少,推动了市场前景的广阔。我国工业硅消费主要分为有机硅、多晶硅和铝合金三大领域,消费量逐年增长。有机硅和多晶硅的行业集中度较高,有机硅产业中合盛硅业占比28%,多晶硅产业中保利协鑫占比26%。出口方面,2021年出口约78万吨,超出预期。
‘贰’ 一吨多晶硅大概需要几吨工业硅粉
目前真实的生产数据是1.5~2,有的企业更高,这主要是看四氯化硅的回收转化能力。
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