1. Polisiliziozko industria-katea: Ekoizpen-prozesua konplexua da, eta beheranzko fasea erdieroale fotovoltaikoetan oinarritzen da.
Polisilizioa batez ere silizio industrialetik, klorotik eta hidrogenotik ekoizten da, eta industria fotovoltaiko eta erdieroaleen kateen goialdean kokatzen da. CPIAren datuen arabera, munduko polisilizio ekoizpen metodo nagusia Siemens metodo aldatua da, Txina izan ezik, polisilizioaren % 95 baino gehiago Siemens metodo aldatuaren bidez ekoizten da. Siemens metodo hobetuaren bidez polisilizioa prestatzeko prozesuan, lehenik, kloro gasa hidrogeno gasarekin konbinatzen da hidrogeno kloruroa sortzeko, eta gero silizio hautsarekin erreakzionatzen du silizio industriala xehatu eta ehotu ondoren triklorosilanoa sortzeko, eta hori hidrogeno gasaren bidez erreduzitzen da polisilizioa sortzeko. Silizio polikristalinoa urtu eta hoztu daiteke silizio polikristalino lingoteak egiteko, eta silizio monokristalinoa Czochralski edo zona-urtze bidez ere ekoiz daiteke. Silizio polikristalinoarekin alderatuta, kristal bakarreko silizioa kristal orientazio bera duten kristal aleez osatuta dago, beraz, eroankortasun elektriko eta bihurketa-eraginkortasun hobea du. Bai silizio polikristalino lingoteak bai silizio monokristalino hagaxkak moztu eta siliziozko oblea eta zelula bihur daitezke, eta horiek, aldi berean, modulu fotovoltaikoen funtsezko atal bihurtzen dira eta eremu fotovoltaikoan erabiltzen dira. Gainera, siliziozko kristal bakarreko obleak siliziozko obletan ere era daitezke errepikatutako ehotze, leuntze, epitaxia, garbiketa eta beste prozesu batzuen bidez, eta horiek erdieroaleen gailu elektronikoetarako substratu material gisa erabil daitezke.
Polisiliziozko ezpurutasun edukia zorrotza da, eta industriak kapital inbertsio handia eta oztopo tekniko handiak ditu ezaugarri. Polisilizioaren purutasunak silizio kristal bakarreko marrazketa prozesuan eragin handia izango duenez, purutasun eskakizunak oso zorrotzak dira. Polisilizioaren gutxieneko purutasuna % 99,9999 da, eta altuena % 100etik infinituki hurbil dago. Gainera, Txinako arau nazionalek ezpurutasun edukiari buruzko eskakizun argiak ezartzen dituzte, eta horretan oinarrituta, polisilizioa I, II eta III mailetan banatzen da, eta horien artean boro, fosforo, oxigeno eta karbono edukia erreferentziazko adierazle garrantzitsua da. "Polisiliziozko Industriarako Sarbide Baldintzak" zehazten du enpresek kalitate ikuskapen eta kudeaketa sistema sendoa izan behar dutela, eta produktuen arauek zorrotz betetzen dituztela arau nazionalak; Gainera, sarbide-baldintzek polisiliziozko ekoizpen-enpresen eskala eta energia-kontsumoa ere eskatzen dituzte, hala nola eguzki-mailako eta elektroniko-mailako polisiliziozko ekoizpen-enpresen eskala. Proiektuaren eskala 3000 tona/urte eta 1000 tona/urte baino handiagoa da, hurrenez hurren, eta eraikuntza berrien eta berreraikuntza- eta hedapen-proiektuen inbertsio-kapital minimoa ez da % 30etik beherakoa izango, beraz, polisilizioa kapital-intentsiboko industria da. CPIAren estatistiken arabera, 2021ean martxan jarritako 10.000 tonako polisiliziozko ekoizpen-lerroko ekipamenduen inbertsio-kostua apur bat igo da, 103 milioi yuan/kt-ra iritsiz. Arrazoia metalezko materialen prezioaren igoera da. Etorkizunean inbertsio-kostua handituko dela aurreikusten da, ekoizpen-ekipoen teknologiaren aurrerapenarekin eta monomeroa gutxitu egingo dela tamaina handitzen den heinean. Araudiaren arabera, eguzki-mailako eta elektroniko-mailako Czochralski murrizketarako polisilizioaren energia-kontsumoa 60 kWh/kg eta 100 kWh/kg baino txikiagoa izan behar da, hurrenez hurren, eta energia-kontsumoaren adierazleen eskakizunak nahiko zorrotzak dira. Polisiliziozko ekoizpena industria kimikoari dagokio normalean. Ekoizpen-prozesua nahiko konplexua da, eta ibilbide teknikoen, ekipamenduen hautaketaren, martxan jartzearen eta funtzionamenduaren atalasea altua da. Ekoizpen-prozesuak erreakzio kimiko konplexu asko dakartza, eta kontrol-nodoen kopurua 1.000 baino gehiagokoa da. Zaila da sartu berrientzat heldutasun-artisautza azkar menperatzea. Hori dela eta, kapital- eta teknika-oztopo handiak daude polisiliziozko ekoizpen-industrian, eta horrek polisiliziozko fabrikatzaileak bultzatzen ditu prozesu-fluxuaren, ontziratzearen eta garraio-prozesuaren optimizazio tekniko zorrotza egitera.
2. Polisilizioen sailkapena: purutasunak erabilera zehazten du, eta eguzki-maila nagusi da
Silizio elemental mota bat den silizio polikristalinoa kristal-orientazio desberdineko kristal-alez osatuta dago, eta batez ere silizio-prozesamendu industrialean purifikatzen da. Polisilizioaren itxura gris metaliko distiratsua da, eta urtze-puntua 1410 ℃ ingurukoa da. Giro-tenperaturan inaktiboa da eta urtutako egoeran aktiboagoa. Polisilizioak propietate erdieroaleak ditu eta oso garrantzitsua eta bikaina den erdieroale-materiala da, baina ezpurutasun kopuru txiki batek asko eragin dezake bere eroankortasunean. Polisilizioaren sailkapen-metodo asko daude. Txinako estandar nazionalen arabera aipatutako sailkapenaz gain, beste hiru sailkapen-metodo garrantzitsu aurkezten dira hemen. Purutasun-eskakizun eta erabilera desberdinen arabera, polisilizioa eguzki-mailako polisilizioan eta maila elektronikoko polisilizioan bana daiteke. Eguzki-mailako polisilizioa batez ere zelula fotovoltaikoen ekoizpenean erabiltzen da, eta maila elektronikoko polisilizioa, berriz, zirkuitu integratuen industrian oso erabilia da txipetarako eta bestelako ekoizpenetarako lehengai gisa. Eguzki-mailako polisilizioaren purutasuna 6~8N da, hau da, ezpurutasun-edukia 10-6 baino txikiagoa izan behar da, eta polisilizioaren purutasuna % 99,9999 edo gehiagokoa izan behar da. Kalitate elektronikoko polisilizioaren purutasun-eskakizunak zorrotzagoak dira, gutxienez 9N eta gehienez 12N izanik. Kalitate elektronikoko polisilizioaren ekoizpena nahiko zaila da. Txinako enpresa gutxi daude maila elektronikoko polisilizioaren ekoizpen-teknologia menperatzen dutenak, eta oraindik ere nahiko menpekoak dira inportazioen aurrean. Gaur egun, eguzki-mailako polisilizioaren ekoizpena askoz handiagoa da maila elektronikoko polisilizioarena baino, eta lehenengoa bigarrenaren 13,8 aldiz handiagoa da gutxi gorabehera.
Siliziozko materialaren dopatze-ezpurutasunen eta eroankortasun-motaren arabera, P motako eta N motakoetan bana daiteke. Silizioa elementu hartzaile-ezpurutasunekin dopatzen denean, hala nola boroarekin, aluminioarekin, galioarekin, zulo-eroapena da nagusi eta P motakoa da. Silizioa elementu emaile-ezpurutasunekin dopatzen denean, hala nola fosforoarekin, artsenikoarekin, antimonioarekin, etab., elektroi-eroapena da nagusi eta N motakoa da. P motako baterien artean, batez ere BSF bateriak eta PERC bateriak daude. 2021ean, PERC bateriek munduko merkatuaren % 91 baino gehiago izango dute, eta BSF bateriak ezabatuko dira. PERC-k BSF ordezkatzen duen aldian, P motako zelulen bihurketa-eraginkortasuna % 20tik beherakotik % 23ra igo da, eta hori % 24,5eko goiko muga teorikora hurbiltzear dago, N motako zelulen goiko muga teorikoa % 28,7 den bitartean, eta N motako zelulek bihurketa-eraginkortasun handia dute. Erlazio bifazial altuaren eta tenperatura-koefiziente baxuaren abantailak direla eta, enpresek N motako baterien ekoizpen-lerroak zabaltzen hasi dira. CPIAren aurreikuspenen arabera, N motako baterien proportzioa nabarmen handituko da % 3tik % 13,4ra 2022an. Hurrengo bost urteetan N motako bateriatik P motako bateriara igarotzea espero da. Gainazalaren kalitate desberdinaren arabera, material trinkoan, azalore-materialean eta koral-materialean bana daiteke. Material trinkoaren gainazalak ahurtasun-maila txikiena du, 5 mm baino gutxiago, ez du kolore-anomaliarik, ez du oxidazio-geruza tartekorik, eta prezio altuena du; Azalore materialaren gainazalak ahurtasun maila moderatua du, 5-20 mm-koa, sekzioa moderatua da eta prezioa erdi mailakoa da; koral materialaren gainazalak, berriz, ahurtasun larriagoa du, sakonera 20 mm baino handiagoa da, sekzioa soltea da eta prezioa baxuena da. Material trinkoa batez ere silizio monokristalinoa marrazteko erabiltzen da, eta azalore materiala eta koral materiala, berriz, silizio polikristalinoko obleak egiteko erabiltzen dira batez ere. Enpresen eguneroko ekoizpenean, material trinkoa gutxienez % 30 azalore materialarekin dopatu daiteke silizio monokristalinoa ekoizteko. Lehengaien kostua aurreztu daiteke, baina azalore materiala erabiltzeak kristala ateratzeko eraginkortasuna neurri batean murriztuko du. Enpresek dopatze-erlazio egokia aukeratu behar dute biak pisatu ondoren. Duela gutxi, material trinkoaren eta azalore materialaren arteko prezio-aldea funtsean 3 RMB /kg-tan egonkortu da. Prezio-aldea gehiago handitzen bada, enpresek azalore material gehiago dopatzea kontuan hartu dezakete silizio monokristalinoa ateratzean.
3. Prozesua: Siemens metodoak nagusitasuna hartzen du, eta energia-kontsumoa aldaketa teknologikoaren gakoa bihurtzen da
Polisilizioaren ekoizpen-prozesua bi urratsetan banatzen da, gutxi gorabehera. Lehenengo urratsean, silizio industrialaren hautsa hidrogeno kloruro anhidroarekin erreakzionatzen da triklorosilanoa eta hidrogenoa lortzeko. Destilazio eta purifikazio errepikatuen ondoren, triklorosilano gaseosoa, diklorodihidrosilizioa eta silanoa sortzen dira; bigarren urratsa aipatutako purutasun handiko gasa silizio kristalinora murriztea da, eta murrizketa-urratsa desberdina da Siemens metodo aldatuan eta silano ohe fluidizatuaren metodoan. Siemens metodo hobetuak ekoizpen-teknologia heldua eta produktuaren kalitate handia ditu, eta gaur egun gehien erabiltzen den ekoizpen-teknologia da. Siemens ekoizpen-metodo tradizionala kloroa eta hidrogenoa erabiltzea da hidrogeno kloruro anhidroa, hidrogeno kloruroa eta silizio industrial hautsa sintetizatzeko, tenperatura jakin batean triklorosilanoa sintetizatzeko, eta ondoren triklorosilanoa bereizi, zuzendu eta purifikatu. Silizioak erreakzio termiko bat jasaten du hidrogeno murrizketa-labe batean, silizio-nukleoan metatutako silizio elementala lortzeko. Oinarri honetan oinarrituta, Siemens prozesu hobetuak prozesu laguntzaile bat ere badu ekoizpen-prozesuan sortutako azpiproduktu kopuru handia birziklatzeko, hala nola hidrogenoa, hidrogeno kloruroa eta silizio tetrakloruroa, batez ere erredukzio-isats-gasen berreskurapena eta silizio tetrakloruroaren berrerabilpen-teknologia barne. Ihes-gasetan dauden hidrogenoa, hidrogeno kloruroa, triklorosilanoa eta silizio tetrakloruroa berreskurapen lehorraren bidez bereizten dira. Hidrogenoa eta hidrogeno kloruroa berrerabili daitezke sintesirako eta arazketarako triklorosilanoarekin, eta triklorosilanoa zuzenean birziklatzen da erredukzio termikora. Arazketa labean egiten da, eta silizio tetrakloruroa hidrogenatzen da triklorosilanoa ekoizteko, eta hori arazketarako erabil daiteke. Urrats honi hidrogenazio hotzeko tratamendua ere deitzen zaio. Zirkuitu itxiko ekoizpena eginez, enpresek lehengaien eta elektrizitatearen kontsumoa nabarmen murriztu dezakete, eta horrela ekoizpen-kostuak modu eraginkorrean aurreztu.
Txinan Siemens metodo hobetua erabiliz polisilizioa ekoizteko kostuak lehengaiak, energia-kontsumoa, amortizazioa, prozesatzeko kostuak eta abar barne hartzen ditu. Industriako aurrerapen teknologikoak kostua nabarmen murriztu du. Lehengaiak batez ere silizio industriala eta triklorosilanoa dira, energia-kontsumoak elektrizitatea eta lurruna barne hartzen ditu, eta prozesatzeko kostuak ekoizpen-ekipoen ikuskapen eta konponketa kostuak dira. Baichuan Yingfu-ren 2022ko ekainaren hasieran polisiliziozko ekoizpen-kostuen estatistiken arabera, lehengaiak dira kostu handiena duten elementuak, kostu osoaren % 41 suposatuz, eta horien artean silizio industriala da silizio-iturri nagusia. Industrian erabili ohi den silizio-unitate-kontsumoak purutasun handiko silizio-produktuen unitate bakoitzeko kontsumitzen den silizio-kopurua adierazten du. Kalkulu-metodoa silizioa duten material guztiak, hala nola kanpoko silizio industrialaren hautsa eta triklorosilanoa, silizio puru bihurtzea da, eta gero kanpoko klorosilanoa kentzea silizio-edukiaren erlaziotik bihurtutako silizio puruaren kopuruaren arabera. CPIAren datuen arabera, silizio-kontsumoaren maila 0,01 kg/kg-Si jaitsiko da, 1,09 kg/kg-Si izatera iritsiz 2021ean. Hidrogenazio hotzeko tratamenduaren eta azpiproduktuen birziklapenaren hobekuntzarekin, 1,07 kg/kg-ra jaitsiko dela aurreikusten da 2030erako. kg-Si. Estatistika osatugabeen arabera, polisiliziozko industriako bost Txinako enpresa nagusien silizio-kontsumoa industriako batez bestekoa baino txikiagoa da. Jakina da horietako bik 1,08 kg/kg-Si eta 1,05 kg/kg-Si kontsumituko dituztela, hurrenez hurren, 2021ean. Bigarren proportziorik handiena energia-kontsumoa da, guztira % 32koa, eta elektrizitateak kostu osoaren % 30 hartzen du, eta horrek adierazten du elektrizitatearen prezioa eta eraginkortasuna oraindik ere faktore garrantzitsuak direla polisiliziozko ekoizpenerako. Energia-eraginkortasuna neurtzeko bi adierazle nagusiak energia-kontsumo integrala eta energia-kontsumoaren murrizketa dira. Energia-kontsumoaren murrizketak triklorosilanoa eta hidrogenoa murrizteko prozesuari egiten dio erreferentzia, siliziozko material purua sortzeko. Energia-kontsumoak silizio-nukleoaren aurreberotzea eta deposizioa, beroaren kontserbazioa, amaierako aireztapena eta prozesuko beste energia-kontsumo batzuk barne hartzen ditu. 2021ean, aurrerapen teknologikoarekin eta energiaren erabilera integralarekin, polisiliziozko ekoizpenaren batez besteko energia-kontsumo integrala % 5,3 jaitsiko da aurreko urtearekin alderatuta, 63 kWh/kg-Si-ra iritsiz, eta batez besteko energia-kontsumoaren murrizketa % 6,1 jaitsiko da aurreko urtearekin alderatuta, 46 kWh/kg-Si-ra iritsiz, eta etorkizunean gehiago jaistea espero da. Horrez gain, amortizazioa ere kostuaren elementu garrantzitsua da, % 17koa izanik. Aipatzekoa da, Baichuan Yingfu-ren datuen arabera, polisilizioaren ekoizpen-kostu osoa 2022ko ekainaren hasieran 55.816 yuan/tona ingurukoa zela, merkatuan polisilizioaren batez besteko prezioa 260.000 yuan/tona ingurukoa zela, eta irabazi gordinaren marjina % 70ekoa edo gehiagokoa zela, beraz, enpresa asko erakarri zituen polisiliziozko ekoizpen-ahalmena eraikitzeko inbertitzera.
Bi modu daude polisiliziozko fabrikatzaileek kostuak murrizteko: bata lehengaien kostuak murriztea da, eta bestea energia-kontsumoa murriztea. Lehengaiei dagokienez, fabrikatzaileek lehengaien kostua murriztu dezakete siliziozko industria-fabrikatzaileekin epe luzerako lankidetza-hitzarmenak sinatuz, edo ekoizpen-ahalmen integratua eraikiz, bai gora bai behera. Adibidez, polisiliziozko ekoizpen-lantegiek funtsean beren siliziozko industria-hornikuntzan oinarritzen dira. Elektrizitate-kontsumoari dagokionez, fabrikatzaileek elektrizitate-kostuak murriztu ditzakete elektrizitate-prezio baxuak eta energia-kontsumoaren hobekuntza integrala eginez. Elektrizitate-kontsumo osoaren % 70 inguru elektrizitate-kontsumoaren murrizketa da, eta murrizketa ere lotura garrantzitsua da purutasun handiko silizio kristalinoaren ekoizpenean. Hori dela eta, Txinako polisiliziozko ekoizpen-ahalmen gehiena elektrizitate-prezio baxuak dituzten eskualdeetan kontzentratzen da, hala nola Xinjiang, Barne Mongolia, Sichuan eta Yunnan. Hala ere, bi karbono-politikaren aurrerapenarekin, zaila da kostu baxuko energia-baliabide kopuru handia lortzea. Beraz, energia-kontsumoa murriztea murrizteko kostuak murrizteko bideragarriagoa da gaur egun. Gaur egun, murrizketa-energia-kontsumoa murrizteko modu eraginkorra murrizketa-labean dauden siliziozko nukleoen kopurua handitzea da, unitate bakar baten ekoizpena handituz. Gaur egun, Txinako murrizketa-labe mota nagusiak 36 haga pare, 40 haga pare eta 48 haga pare dira. Labe mota 60 haga pare eta 72 haga parera berritu da, baina, aldi berean, enpresen ekoizpen-teknologia mailarako eskakizun handiagoak ere ezartzen ditu.
Siemens metodo hobetuarekin alderatuta, silano fluidizatutako ohe metodoak hiru abantaila ditu: bata energia-kontsumo txikia da, bestea kristal-ateratze irteera handia, eta hirugarrena, CCZ Czochralski teknologia jarraitu aurreratuagoarekin konbinatzeko komenigarriagoa dela. Silizio Industria Sailaren datuen arabera, silano fluidizatutako ohe metodoaren energia-kontsumo osoa Siemens metodo hobetuaren % 33,33koa da, eta energia-kontsumoaren murrizketa Siemens metodo hobetuaren % 10ekoa da. Silano fluidizatutako ohe metodoak energia-kontsumoaren abantaila nabarmenak ditu. Kristal-ateratzeari dagokionez, silizio pikortsuaren propietate fisikoek erraztu dezakete kuartzozko gurutzadura guztiz betetzea kristal bakarreko siliziozko tiraketa-hagaxkaren loturan. Silizio polikristalinoak eta silizio pikortsuak labe bakarreko gurutzaduraren karga-ahalmena % 29 handitu dezakete, karga-denbora % 41 murriztuz, kristal bakarreko silizioaren tiraketa-eraginkortasuna nabarmen hobetuz. Gainera, silizio pikortsuak diametro txikia eta fluidotasun ona ditu, eta hori egokiagoa da CCZ Czochralski metodo jarraituarentzat. Gaur egun, kristal bakarreko erdiko eta beheko tarteetan ateratzeko teknologia nagusia RCZ kristal bakarreko birmoldaketa metodoa da, hau da, kristala berriro elikatu eta ateratzea kristal bakarreko siliziozko haga bat atera ondoren. Tiraketa aldi berean egiten da, eta horrek kristal bakarreko siliziozko hagatxoaren hozte denbora aurrezten du, beraz, ekoizpen-eraginkortasuna handiagoa da. CCZ Czochralski metodo jarraituaren garapen azkarrak silizio granularraren eskaria ere handituko du. Silizio granularrak desabantaila batzuk baditu ere, hala nola, marruskaduraren ondorioz sortutako silizio hauts gehiago, azalera handia eta kutsatzaileen xurgapen erraza, eta hidrogenoa hidrogenoan konbinatzea urtzean, eta horrek erraz saltatzen du, baina silizio granular enpresen azken iragarpenen arabera, arazo horiek hobetzen ari dira eta aurrerapen batzuk egin dira.
Silano fluidizatutako ohearen prozesua heldua da Europan eta Estatu Batuetan, eta hasierako fasean dago Txinako enpresak sartu ondoren. 1980ko hamarkadaren hasieran, REC eta MEMC-k ordezkatutako atzerriko silizio granularraren ekoizpena aztertzen hasi ziren eta eskala handiko ekoizpena gauzatu zuten. Horien artean, REC-ren silizio granularraren ekoizpen-ahalmen osoa 10.500 tona/urtekoa izan zen 2010ean, eta aldi berean Siemens-eko bere parekoekin alderatuta, gutxienez 2-3 USD/kg-ko kostu-abantaila zuen. Kristal bakarreko erauzketa beharrengatik, enpresaren silizio granularren ekoizpena geldiarazi egin zen eta azkenean ekoizpena gelditu egin zen, eta Txinarekin joint venture bat sortu zuten silizio granularra ekoizteko ekoizpen-enpresa bat sortzeko.
4. Lehengaiak: Silizio industriala da lehengai nagusia, eta hornidurak polisiliziozko hedapenaren beharrak ase ditzake
Silizio industriala da polisilizio ekoizpenerako lehengai nagusia. Txinako silizio industrialaren ekoizpena etengabe haziko dela aurreikusten da 2022tik 2025era. 2010etik 2021era, Txinako silizio industrialaren ekoizpena hedapen fasean dago, ekoizpen-ahalmenaren eta ekoizpenaren batez besteko urteko hazkunde-tasa % 7,4 eta % 8,6ra iritsiz, hurrenez hurren. SMMren datuen arabera, igoera berriasilizio industrialaren ekoizpen-ahalmenaTxinan 890.000 tona eta 1,065 milioi tona izango dira 2022an eta 2023an. Siliziozko industria-enpresek etorkizunean % 60ko erabilera-tasa eta funtzionamendu-tasa mantenduko dituztela suposatuz, Txinak duela gutxi handitu du2022an eta 2023an ekoizpen-ahalmenak 320.000 tona eta 383.000 tonako ekoizpen-igoera ekarriko du. GFCIren kalkuluen arabera,Txinako silizio industrialaren ekoizpen-ahalmena 22/23/24/25ean 5,90/697/6,71/6,5 milioi tona ingurukoa da, hau da, 3,55/391/4,18/4,38 milioi tona.
Gainjarritako silizio industrialaren gainerako bi beheko eremuen hazkunde-tasa nahiko motela da, eta Txinako silizio industrialaren ekoizpenak funtsean polisilizioaren ekoizpena ase dezake. 2021ean, Txinako silizio industrialaren ekoizpen-ahalmena 5,385 milioi tonakoa izango da, 3,213 milioi tonako ekoizpenari dagokiona, eta horietatik polisilizioak, silizio organikoak eta aluminiozko aleazioek 623.000 tona, 898.000 tona eta 649.000 tona kontsumituko dituzte, hurrenez hurren. Horrez gain, ia 780.000 tona esportaziorako erabiliko dira. 2021ean, polisilizioaren, silizio organikoaren eta aluminiozko aleazioen kontsumoak silizio industrialaren % 19, % 28 eta % 20 izango dira, hurrenez hurren. 2022tik 2025era, silizio organikoaren ekoizpenaren hazkunde-tasa % 10 inguruan mantentzea espero da, eta aluminiozko aleazioen ekoizpenaren hazkunde-tasa % 5 baino txikiagoa. Beraz, uste dugu 2022-2025ean polisiliziorako erabil daitekeen silizio industrialaren kopurua nahiko nahikoa dela, eta polisilizioaren ekoizpen-beharrak guztiz ase ditzakeela.
5. Polisiliziozko hornidura:Txinaposizio nagusia hartzen du, eta ekoizpena pixkanaka enpresa nagusietara biltzen da
Azken urteotan, polisiliziozko munduko ekoizpena urtez urte handitu da, eta pixkanaka Txinan handitu da. 2017tik 2021era, urteko polisiliziozko munduko ekoizpena 432.000 tonatik 631.000 tonara igo da, eta hazkunderik azkarrena 2021ean izan zen, % 21,11ko hazkunde-tasarekin. Aldi horretan, polisiliziozko munduko ekoizpena pixkanaka Txinan kontzentratu zen, eta Txinako polisiliziozko ekoizpenaren proportzioa % 56,02tik (2017an) % 80,03ra (2021ean) igo zen. 2010ean eta 2021ean polisiliziozko munduko ekoizpen-ahalmeneko hamar enpresa nagusiak alderatuta, ikus daiteke Txinako enpresen kopurua 4tik 8ra igo dela, eta Amerikako eta Koreako enpresa batzuen ekoizpen-ahalmenaren proportzioa nabarmen jaitsi dela, hamar talde nagusien artean geratuz, hala nola HEMOLOCK, OCI, REC eta MEMC; Industriaren kontzentrazioa nabarmen handitu da, eta industriako hamar enpresa nagusien ekoizpen-ahalmen osoa % 57,7tik % 90,3ra igo da. 2021ean, bost enpresa txinatarrek ekoizpen-ahalmenaren % 10 baino gehiago hartzen zuten, guztira % 65,7. Hiru arrazoi nagusi daude polisiliziozko industria pixkanaka Txinara transferitzeko. Lehenik eta behin, Txinako polisiliziozko fabrikatzaileek abantaila nabarmenak dituzte lehengaiei, elektrizitateari eta lan-kostuei dagokienez. Langileen soldatak atzerriko herrialdeetakoak baino txikiagoak dira, beraz, Txinako ekoizpen-kostu orokorra atzerriko herrialdeetakoa baino askoz txikiagoa da, eta aurrerapen teknologikoarekin batera jaisten jarraituko du; bigarrenik, Txinako polisiliziozko produktuen kalitatea etengabe hobetzen ari da, gehienak eguzki-mailako lehen mailakoak dira, eta enpresa aurreratu indibidualak purutasun-eskakizunetan daude. Aurrerapenak egin dira goi-mailako polisilizio elektronikoaren ekoizpen-teknologian, pixkanaka inportazioetako polisilizio elektronikoaren ordez etxekoa ordezkatzea ekarriz, eta Txinako enpresa nagusiek aktiboki sustatzen ari dira polisilizio elektronikoaren proiektuen eraikuntza. Txinako siliziozko obleak ekoizteko ekoizpena munduko ekoizpen osoaren % 95 baino gehiago da, eta horrek pixkanaka handitu du Txinako polisilizioaren autosufizientzia-tasa, eta horrek neurri batean estutu du atzerriko polisiliziozko enpresen merkatua.
2017tik 2021era, Txinako polisiliziozko ekoizpen urtekoa etengabe handituko da, batez ere energia-baliabideetan aberatsak diren eremuetan, hala nola Xinjiang, Barne Mongolia eta Sichuan. 2021ean, Txinako polisiliziozko ekoizpena 392.000 tonatik 505.000 tonara igoko da, hau da, % 28,83ko igoera. Ekoizpen-ahalmenari dagokionez, Txinako polisiliziozko ekoizpen-ahalmena goranzko joeran egon da oro har, baina 2020an jaitsi egin da fabrikatzaile batzuk itxi direlako. Horrez gain, Txinako polisiliziozko enpresen erabilera-tasa etengabe handitzen ari da 2018az geroztik, eta 2021ean % 97,12ra iritsiko da. Probintziei dagokienez, Txinako polisiliziozko ekoizpena 2021ean batez ere elektrizitate-prezio baxuak dituzten eremuetan kontzentratzen da, hala nola Xinjiang, Barne Mongolia eta Sichuan. Xinjiang-en ekoizpena 270.400 tonakoa da, hau da, Txinako ekoizpen osoaren erdia baino gehiago.
Txinako polisilizio industria kontzentrazio maila altu batek bereizten du, % 77ko CR6 balioarekin, eta etorkizunean goranzko joera gehiago egongo da. Polisilizio ekoizpena kapital handiko eta oztopo tekniko handiko industria da. Proiektuen eraikuntza eta ekoizpen zikloa bi urte edo gehiagokoa izan ohi da. Zaila da fabrikatzaile berrientzat industriara sartzea. Hurrengo hiru urteetan aurreikusitako hedapen eta proiektu berrietatik abiatuta, industriako fabrikatzaile oligopolistikoek beren ekoizpen ahalmena zabaltzen jarraituko dute beren teknologia eta eskala abantailak direla eta, eta beren monopolio posizioa handitzen jarraituko du.
Kalkulatzen da Txinako polisilizio hornidurak hazkunde handia ekarriko duela 2022tik 2025era, eta polisilizio ekoizpena 1,194 milioi tonakoa izango dela 2025ean, eta horrek polisilizio ekoizpen eskala globalaren hedapena bultzatuko du. 2021ean, Txinan polisilizio prezioaren igoera handia izan zela eta, fabrikatzaile nagusiek ekoizpen lerro berriak eraikitzen inbertitu dute, eta, aldi berean, fabrikatzaile berriak erakarri dituzte industriara batzeko. Polisilizio proiektuek eraikuntzatik ekoizpenera gutxienez urte eta erdi edo bi urte beharko dituztenez, 2021eko eraikuntza berria amaituko da. Ekoizpen ahalmena, oro har, 2022ko eta 2023ko bigarren seihilekoan jartzen da ekoizpenean. Hori oso bat dator fabrikatzaile nagusiek gaur egun iragarritako proiektu plan berriekin. 2022-2025eko ekoizpen-ahalmen berria batez ere 2022an eta 2023an kontzentratzen da. Ondoren, polisilizioaren eskaintza eta eskaria eta prezioa pixkanaka egonkortzen diren heinean, industriaren ekoizpen-ahalmen osoa pixkanaka egonkortuko da. Behera, hau da, ekoizpen-ahalmenaren hazkunde-tasa pixkanaka jaisten da. Gainera, polisiliziozko enpresen erabilera-tasa maila altuan mantendu da azken bi urteetan, baina denbora beharko da proiektu berrien ekoizpen-ahalmena handitzeko, eta prozesu bat beharko da sartu berriek dagokion prestaketa-teknologia menperatzeko. Beraz, polisiliziozko proiektu berrien erabilera-tasa txikia izango da datozen urteetan. Hortik abiatuta, 2022-2025eko polisiliziozko ekoizpena aurreikus daiteke, eta 2025ean polisiliziozko ekoizpena 1,194 milioi tona ingurukoa izatea espero da.
Atzerriko ekoizpen-ahalmenaren kontzentrazioa nahiko altua da, eta hurrengo hiru urteetan ekoizpenaren hazkunde-tasa eta abiadura ez dira Txinakoak bezain handiak izango. Atzerriko polisiliziozko ekoizpen-ahalmena batez ere lau enpresa nagusitan kontzentratzen da, eta gainerakoak ekoizpen-ahalmen txikikoak dira batez ere. Ekoizpen-ahalmenari dagokionez, Wacker Chemek atzerriko polisiliziozko ekoizpen-ahalmenaren erdia hartzen du. Alemanian eta Estatu Batuetan dituen lantegiek 60.000 tona eta 20.000 tonako ekoizpen-ahalmena dute, hurrenez hurren. Mundu mailako polisiliziozko ekoizpen-ahalmenaren hedapen handiak 2022an eta aurrerago ekar ditzake. Gehiegizko eskaintzaren kezkaz, enpresa oraindik itxaron-eta-ikus egoeran dago eta ez du ekoizpen-ahalmen berririk gehitzeko asmorik. Hego Koreako OCI polisilizio erraldoia pixkanaka bere eguzki-mailako polisilizio ekoizpen-lerroa Malaysiara lekualdatzen ari da, Txinako jatorrizko maila elektronikoko polisilizio ekoizpen-lerroa mantenduz, eta 2022an 5.000 tona ekoiztea aurreikusten da. OCIren ekoizpen-ahalmena Malaysian 27.000 tona eta 30.000 tonakoa izango da 2020an eta 2021ean, energia-kontsumo kostu baxuak lortuz eta Txinak Estatu Batuetan eta Hego Korean polisilizioarekiko dituen tarifa altuak saihestuz. Konpainiak 95.000 tona ekoizteko asmoa du, baina hasiera data ez dago argi. Hurrengo lau urteetan urtean 5.000 tonako mailara igotzea espero da. REC Norvegiako enpresak bi ekoizpen-base ditu Washington estatuan eta Montanan, AEBn, urtean 18.000 tona eguzki-mailako polisilizio eta 2.000 tona maila elektronikoko polisilizio ekoizteko ahalmenarekin. RECek, finantza-larrialdi larrian zegoenez, ekoizpena etetea erabaki zuen, eta ondoren, 2021ean polisilizio-prezioen gorakadak bultzatuta, konpainiak 18.000 tona proiekturen ekoizpena berrabiaraztea erabaki zuen Washington estatuan eta 2.000 tona Montanan 2023. urtearen amaierarako, eta ekoizpen-ahalmenaren igoera 2024an amaitu dezake. Hemlock Estatu Batuetako polisilizio-ekoizle handiena da, purutasun handiko polisilizio elektronikoan espezializatua. Ekoizpenerako oztopo teknologiko aurreratuek zaildu egiten dute konpainiaren produktuak merkatuan ordezkatzea. Konpainiak urte gutxiren buruan proiektu berriak eraikitzeko asmorik ez duela kontuan hartuta, konpainiaren ekoizpen-ahalmena 2022-2025 izango dela aurreikusten da. Urteko ekoizpena 18.000 tonakoa izaten jarraituko du. Horrez gain, 2021ean, aipatutako lau konpainiaz gaindiko enpresen ekoizpen-ahalmen berria 5.000 tonakoa izango da. Enpresa guztien ekoizpen-planak ulertzen ez direnez, hemen suposatzen da ekoizpen-ahalmen berria urtean 5.000 tona izango dela 2022tik 2025era.
Atzerriko ekoizpen-ahalmenaren arabera, atzerriko polisiliziozko ekoizpena 2025ean 176.000 tona ingurukoa izango dela kalkulatzen da, atzerriko polisiliziozko ekoizpen-ahalmenaren erabilera-tasa aldatu gabe mantentzen dela suposatuz. Polisiliziozko prezioa 2021ean nabarmen igo ondoren, Txinako enpresek ekoizpena handitu eta zabaldu egin dute. Aitzitik, atzerriko enpresak zuhurragoak dira proiektu berrietarako dituzten planetan. Hau da, polisiliziozko industriaren nagusitasuna dagoeneko Txinaren kontrolpean dagoelako, eta ekoizpena itsu-itsuan handitzeak galerak ekar ditzakeelako. Kostuaren aldetik, energia-kontsumoa da polisiliziozko kostuaren osagairik handiena, beraz, elektrizitatearen prezioa oso garrantzitsua da, eta Xinjiang, Barne Mongolia, Sichuan eta beste eskualde batzuek abantaila nabarmenak dituzte. Eskariaren aldetik, polisilizioaren zuzeneko beheranzko ekoizpena denez, Txinako siliziozko obleen ekoizpena munduko guztizkoaren % 99 baino gehiago da. Polisiliziozko beheranzko industria batez ere Txinan kontzentratzen da. Ekoitzitako polisilizioaren prezioa baxua da, garraio-kostua baxua da eta eskaera guztiz bermatuta dago. Bigarrenik, Txinak antidumping tarifa nahiko altuak ezarri dizkie Estatu Batuetatik eta Hego Koreatik datozen eguzki-mailako polisiliziozko inportazioei, eta horrek asko murriztu du Estatu Batuetatik eta Hego Koreatik datozen polisiliziozko kontsumoa. Kontuz ibili proiektu berriak eraikitzerakoan; gainera, azken urteotan, Txinako atzerriko polisiliziozko enpresak motel garatu dira tarifen eraginagatik, eta ekoizpen-lerro batzuk murriztu edo itxi ere egin dira, eta haien proportzioa munduko ekoizpenean urtez urte jaisten ari da, beraz, ez dira 2021ean polisiliziozko prezioen igoerarekin konparagarriak izango, Txinako enpresaren irabazi handiak direla eta, finantza-baldintzak ez baitira nahikoak ekoizpen-ahalmenaren hedapen azkarra eta eskala handia laguntzeko.
Txinan eta atzerrian 2022tik 2025era bitartean polisilizio ekoizpenaren aurreikuspenetan oinarrituta, polisilizio ekoizpen globalaren balio aurreikusia laburbil daiteke. Kalkulatzen da 2025ean polisilizio ekoizpen globala 1,371 milioi tonakoa izango dela. Polisilizio ekoizpenaren aurreikusitako balioaren arabera, Txinaren proportzio globalaren zatia gutxi gorabehera lor daiteke. Txinaren zatia pixkanaka handituko dela espero da 2022tik 2025era, eta % 87tik gorakoa izango dela 2025ean.
6, Laburpena eta Perspektiba
Polisilizioa silizio industrialaren behealdean eta fotovoltaiko eta erdieroaleen industria-kate osoaren goialdean dago, eta bere egoera oso garrantzitsua da. Fotovoltaiko industria-katea, oro har, polisilizioa-siliziozko oblea-zelula-modulua-fotovoltaiko instalatutako ahalmena da, eta erdieroaleen industria-katea, oro har, polisilizioa-silizio monokristalino oblea-siliziozko oblea-txipa da. Erabilera desberdinek polisilizioaren purutasunari buruzko eskakizun desberdinak dituzte. Fotovoltaiko industriak batez ere eguzki-mailako polisilizioa erabiltzen du, eta erdieroaleen industriak maila elektronikoko polisilizioa. Lehenengoak 6N-8N arteko purutasun-tartea du, eta bigarrenak, berriz, 9N edo gehiagoko purutasuna behar du.
Urteetan zehar, polisilizioaren ekoizpen-prozesu nagusia Siemensen metodo hobetua izan da mundu osoan. Azken urteotan, enpresa batzuek aktiboki aztertu dute kostu txikiagoko silano fluidizatutako ohe-metodoa, eta horrek eragina izan dezake ekoizpen-ereduan. Siemens metodo aldatuaren bidez ekoitzitako haga-formako polisilizioak energia-kontsumo handiko, kostu handiko eta purutasun handiko ezaugarriak ditu, eta silano fluidizatutako ohe-metodoaren bidez ekoitzitako silizio pikorrak, berriz, energia-kontsumo txikiko, kostu txikiko eta purutasun nahiko baxuko ezaugarriak ditu. Txinako enpresa batzuek silizio pikorraren ekoizpen masiboa eta silizio pikorra polisilizioa ateratzeko erabiltzeko teknologia konturatu dira, baina ez da asko sustatu. Silizio pikorrak etorkizunean lehenengoa ordezkatuko duen ala ez kostu-abantailak kalitate-desabantaila estali dezakeen ala ez, ondorengo aplikazioen eragina eta silanoaren segurtasunaren hobekuntzaren araberakoa da. Azken urteotan, polisilizioaren ekoizpen globala urtez urte handitu da, eta pixkanaka biltzen ari da Txinan. 2017tik 2021era, munduko polisiliziozko urteko ekoizpena 432.000 tonatik 631.000 tonara igoko da, hazkunderik azkarrena 2021ean izanik. Aldi horretan, munduko polisiliziozko ekoizpena pixkanaka gero eta gehiago kontzentratu zen Txinan, eta Txinako polisiliziozko ekoizpenaren proportzioa % 56,02tik % 80,03ra igo zen 2017an, 2021ean. 2022tik 2025era, polisiliziozko hornidurak hazkunde handia ekarriko du. Kalkulatzen da 2025ean polisiliziozko ekoizpena 1,194 milioi tonakoa izango dela Txinan, eta atzerriko ekoizpena 176.000 tonara iritsiko dela. Beraz, munduko polisiliziozko ekoizpena 1,37 milioi tona ingurukoa izango da 2025ean.
(Artikulu hau UrbanMines-en bezeroen erreferentziarako soilik da eta ez du inbertsio aholkurik adierazten)