鼎昌硅业公司年产二百吨电子级多晶硅项目节能评估报告(41页)-石油化工(编辑修改稿)

鼎昌硅业公司年产二百吨电子级多晶硅项目节能评估报告(41页)-石油化工(编辑修改稿)内容摘要：

万 kW的太阳能发电容量，使太阳能成为我国最 主要 的可再生能源，并预计不到 10 年，太阳能发电成本就会接近并低于煤电成本。 能够大规模地实现光电转换的材料 96％以上仍然是硅材料。 正由于硅材料对信息产业和新能源产业的特殊地位，各发达国家 才 将硅材料作为特殊的战略材料，严格控制技术转让，并垄断全球硅材料市场。 山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告 山东省工程咨询院 编制 11 我国多晶硅原料 95％以上依赖进口，我国的硅单晶材料快速发展，但关键的多晶硅原材料的自给能力却很低， 2020 年国内只生产了不到 80 吨的多晶硅，但却消耗了近 2280 吨的多晶硅， 96％以上由国外高价进口，致使我国半 导体硅单晶材料工业陷入了受制于外国的尴尬、被动局面。 进口多晶硅原料价格飞涨，严重影响硅材料企业生存，由于国际半导体工业的迅猛发展，以及两次海湾战争造成的国际石油价格暴涨的能源危机，日、美、欧各国纷纷立法促进硅太阳能电池的生产和应用，造成了对半导体级高纯多晶硅的巨大需求，也客观上促使国际多晶硅短缺 、 紧俏及价格暴涨。 与两年前相比，区熔和直拉单晶硅用的多晶硅价格上涨了近一倍，太阳能用多晶硅价格涨了 3 倍多。 虽然我国硅料工业起步较早 (20 世纪 50 年代 )，但由于生产规模小、工艺技术落后、环境污染严重、消耗大、成本高， 绝大部分企业因亏损而相 继停产或转产。 到 2020年我国只剩下峨眉半导体材料厂和洛阳单晶硅有限公司两家生产企业，其生产能力仅为 100 吨 /年，且能满足太阳能电池生产需要的硅 料实际产量只有 80 吨。 专家预计， 2020年我国用于太阳能电池生产的硅料需求量将达到 4365吨， 2020年为。 若不以自主知识产权改变国 内多晶硅的生产现状，我国硅料工业受制于国际市场的状况将无法改变，这将危及我国光伏产业的进一步发展。 开发利用绿色洁净能源 —— 太阳能已经成为当今世 界能源的主流，太阳能是地球上取之不尽，用之不竭的绿色 洁净能源， 是大自然赐于我们人类的无穷无尽的宝贵财富。 地球上的所有能量，都来自于太阳源源不断的能量供应，有关统计数据表明，太阳向地球每秒钟所送达的能量相当于 500万吨煤。 人们最早利太阳能，是将它转换成 热 能加以利用，后来光电效应的发现，使太阳能转化为电能，以致使太阳能的利用领域得到了扩展。 早在 50 年代，第一个实用 性 硅太阳能电池在美国贝尔实验室诞生。 不久被山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告 山东省工程咨询院 编制 12 用于人造卫星发电系统上。 迄今为止，太空中成千的飞行器，都装备了太阳能发电系统。 尽管如此，太阳能电池在地面上的应用，却一直没得到广泛重视，在 70 年代， 世界出现了第 一 次 “石油危机”之时，地面大规模应用太阳能发电，才 被 列上许多国家的议事日程。 当初，太阳能发电主要使用的是单晶硅太阳能电池。 进入 80 年代中期，环境继能源之后，又成为国际社会普遍关注的焦点之一，人类又把目光集中到解决这两个问题的交叉点 —— 太阳能光伏发电上，从而大大加速了开发利用 太阳能的 工业步伐。 近十几年来，随着人类对单晶硅材料光伏效应（使光能转化为 电能 ）的发现，人们又将逐步将硅材料用于太阳能发电，为 硅材料的应用扩大了范围，成为硅材料的又一重点应用领域。 用硅材料（单晶硅、多晶硅）制造太阳能电池发电，是发展现代能源 工业的重要领域之一，且不产生任何污染，呈现出日益诱人的发展前景。 综上所述，该项目的建设是必要的。 项目建设的可行性 （ 1） 符合国家产业政策 《 中华人民共和国可再生能源法 》 第十七条 规定 ， “ 国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。 ” ，该项目的建设为太阳能光伏电池的制造提供了产品原料。 根据国家发改委 《产业结构调整指导目录 (2020 年本 )》鼓励类“ 二十四 信息产业 第 38 条： 6 英寸及以上单晶硅、多晶硅及晶片制造” ，该项目产品为直径 150mm 多晶硅棒，符合产业结构发展要求。 因此发展多晶硅产业是符合 国家产业政策要求。 （ 2） 技术上可行 从国际多晶硅主要技术特征来看，多种生产工艺路线并存，产业化技山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告 山东省工程咨询院 编制 13 术封锁、垄断局面不会改变。 由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。 其中改良西门子工艺生产的多晶硅的产能、约占世界总产能的 80％。 改良西门子法多晶硅生产的西门子工艺，其原理就是在 1100℃ 左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。 改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量 H HCI、 SiCI4等副产物以及大量副产热能的配套工艺。 目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶硅。 本项目采用 改良西门子工艺生产多晶硅，从技术上是可行的。 （ 3） 当地基础条件满足项目 建设 要求 本项目选址在日照市莒 县城北工业园 区 山东鼎昌铁塔制造有限公司厂区 内 ，东临新亚欧大陆桥堡 日照港，西靠国家级旅游风景区浮来山，胶新铁路相伴， 206国道为临，交通 便利，土地平整，视野开阔，紧靠 110KV变电站 ， 电源接入方便。 交通方便，原辅材料、水、电供应条件好，环境适宜，有利于多晶硅生产。 本项目生产所需原料为三氯氢硅，市场供应充足。 综上所述，山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目，可发挥原料、技术、公用工程、场地等方面的诸多优势，能为企业增加新的产品，增加企业的抗风险能力，提高企业的经济效益。 山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告 山东省工程咨询院 编制 14 项目投资及分析 如表 21 所示， 本项目总投资 21087 万元， 其中建设投资 19142 万元，流动资金为 1945 万元； 年均净利润 22361 万元，所得税后项目投资财务内部收益率为 %，税后投资回收期为 年（含建设期）。 表 21 主要财务评价数据指标汇总表 序号 项目 单位 数值 备注 一、 基本数据 其中外汇 20 万美元 1 总投资 万元 21087 建设投资 万元 19142 建设期利息 万元 流动资金 万元 1945 2 报批投资 万元 19726 3 项目资本金 万元 19726 4 年均营业收入 万元 44638 5 年均总成本费用 万元 14242 6 年均增值税 万元 5822 7 年均营业税金及附加 万元 582 8 年均利润总额 万元 29814 9 年均息税前利润（ EBIT） 万元 29851 10 年均所得税 万元 7454 11 年均净利润 万元 22361 二、 经济评价指标 1 项目投资财务内部收益率（税前） % 基准值 12% 2 项目投资财务内部收益率（税后） % 3 项目投资财务净现值（税前） 万元 170825 4 项目投资财务净现值（税后） 万元 125501 5 项目投资回收期（税前） 年 6 项目投资回收期（税后） 年 7 项目资本金财务内部收益率 % 基准值 13% 8 总投资收益率（ ROI） % 9 资本金净利润率（ ROE） % 本项目各项经济指标均好于行业基准值，有很好的经济效益，而且有很大的利润增值空间，投资回报好，因此在经济上是可行的 ，且符合国家项目资本金有关政策。 山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告 山东省工程咨询院 编制 15 第三章 能耗指标及分析 能源消费构成 该项目 能源消费结构 为电力 和水。 电力：该公司所用的电力全部为外购，主要用于生产系统及所属配套办公、生活设施使用。 电耗年综合用电 kWh，由当地供电公司电网供给。 水：该公司的 生产用 水全部来源于该公司的自备 水井，经深井泵输送到各车间，办公、生活用 水由 自来水 公司供给。 本项目年综合用水量 50000吨，其中生产用水 42800 吨。 生产用水主要来源于厂区内的自备水井。 项目能源消费状况 供 配电 项目设备 新增电气容量 为 17250kW， 考虑该项目生产的连续性和易燃易爆特点，需新建 2 回 110kV 架空供电线路，在厂区新建 110kV/10kV 变电站一座， 10kv/ 变电所三 座。 由于系统采用还原炉导热油热量回收技术，回收余热能满足生产用热需要并有富余，因此本项 目仅需考虑非正常生产工况下的用热需要，需设一台开工用导热油加热器 ，拟 用电力加热 作为装置开工用。 供 水 新增项目由于采用干法还原尾气回收和还原炉导热油冷却余热利用技术，使水的消耗量大大降低， 项目建设所在地地下水资源丰富， 拟新建取水量 1000m3/h水井两口，足以满足生产和 消防等用水需要。 由于还原尾气回收后尾气中的氯硅烷遇水 即水解为二氧化硅和氯化氢，成为酸性水溶液，需要用石灰水中和，中和处理后成为无害废水，实山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告 山东省工程咨询院 编制 16 现达标排放。 雨水和生活污水可经收集过滤后进入石灰水中和池，作为自然蒸发补充用水。 生产工艺、设备 （ 1）生产工艺的选择 本项目采用目前国内外普遍采用的改良西门子土艺，也就是三氯氢硅与纯氢的还原条件下，在 1050℃硅芯发热体表面沉积、生长多晶硅。 该工艺成熟、生产稳定、安全、可靠，且产品质量稳定的多晶硅生产工艺。 “改良西门子法”还原尾气回收过程中物料不接触水，相对于“传统西门子法”的“湿法回收”而言，称之为“干法回收”。 干 法回收主要是利用还原尾气中氢气、氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等各组分物理化学性质的差异，通过溶解吸收，吸收 — 脱吸，吸附 — 脱附等化工操作实现各组分的分离，并重新利用。 采用干法回收工艺，还原尾气中的各组分几乎可以 100％分离回收，由于整个系统是闭路循环，不引入新的污染源，故回收各组分品质稳定，可直接返回系统重新利用，从而提高了收率，减少了消耗。 采用改良西门子法，其特点为闭路循环系统，采 用节能型大还原炉、干法回收等技术，产品质量高，原辅材料及电力消耗大为降低，每生产 1公斤多晶硅的单耗与国内目前水平相比，各项单耗都大幅度降低。 （ 2） 主要用能设备 本项目主要装置有：主装置和辅助装置二部分。 主装置包括三氯氢硅提纯系统、干法回收系统、多晶硅还原系统。 辅助装置包括制氢站、制氮站、制冷站、循环水站、 纯水站、 热能转化系统。 本项目核心设备为还原炉，选用 12 对棒还原炉。 其他设备包括塔类：提纯塔为筛板塔，吸收塔、脱吸塔为填料塔。 山东鼎昌 硅业科技发展 有限公司年产 200 吨多晶硅项目 节能评估报告。