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年产1500吨多晶硅项目可行性研究报告
1、概述
1.1、项目概况
1.1.1、项目名称： 年产1500吨多晶硅项目 1.1.2、项目区域概况
**县位于**省东北部，****…………。全县辖*个省级开发区，*个旅游度假区，*个镇、*个乡，*个国营场圃，**个行政村，人口**万，总面积** km2。
**县水、陆、空交通顺达，通讯便利，环境幽美。县城距**港口70 km，…………
**县天然水晶、石英量丰质优。根据**省地质**队预测估算：**县天然水晶储量约***万吨（SiO2含量高达99.9983％），石英储量约***亿吨（SiO2含量高达99.88%），全县*** km2面积上有***km2蕴藏着硅资源，分布广、埋藏浅、易开采。**县天然水晶、石英的开采历史悠久，********。
**县硅产业初具规模。…………。 1.1.3、项目所在地
拟选厂址位于**省**经济开发区。 1.1.4、项目提出的背景，投资的必要性和意义
多晶硅材料作为半导体工业、太阳能电池等的主要原料，是发展信息产业和新能源产业的重要基石。多晶硅是单晶硅的主要原料，其深加工产品被广泛应用于半导体工业，是半导体器件和集成电路的基础材料，国际集成电路芯片及各类半导体器件95%以上是用多晶硅材料制造的。半导体工业是信息产业的基础和核心。因此，多晶硅材料是电子信息产业的基础。专家预计电子信息产业今后一段时期对多晶硅材料的需求量至少以每年5%的速度递增。
由于世界人口和发展中国家（例如中国）工业进程加快，全球能源消耗以3%以上的速度增长，并在今后较长的时间将可能维持这个增长速度。在这种情况下，目前全球己经探明的一次性能源的储量预
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计在100年将会耗尽。因此，全球积极开发利用可再生能源势在必行。太阳能作为最重要的可再生能源之一，由于其清洁、卫生、安全、资源丰富等多方面的优势，其发展越来越得到人们的重视。世界各国积极支持太阳能光伏产业的发展，包括日本、德国、美国在的许多发达国家都出台了旨在鼓励太阳能光伏产业发展的政策（如《太阳能屋顶计划》、《新能源法》等）。发展中国家也是如此，中国不仅加入了《京都议定书》，并且颁布实施了《可再生能源法》。因此，太阳能光伏产业已成为世界上发展最快的高新技术产业之一，过去10年的年均增长速度达到39％，并呈现加速增长的态势。
太阳能光伏产业链中生产太阳能电池所需要的核心原料——高纯多晶硅材料，目前供应短缺，成为制约太阳能光伏产业发展的瓶颈。2005年全世界高纯度多晶硅材料的消费量增长到了35000吨，而供应量仅32000吨，超过10%的供需缺口要通过企业库存的减少来弥补。在35000吨的消费量中，电子行业消费了19000吨，太阳能光伏发电行业消费了16000吨。随着太阳能光伏发电行业的高速发展，对高纯度多晶硅材料的需求量将很快超过电子行业的需求量。
由于多晶硅材料严重供不应求，太阳能级多晶硅国际市场价格2005年上涨到了45-50美元／公斤，目前国际市场长期供货价格超过了80美元／公斤，预计2008年上涨会更多。目前多晶硅材料2007年全年的期货已经售完，这些材料的现货价格近期超过了140美元／公斤。部分太阳能电池生产企业抢购电路级多晶硅用于太阳能电池的生产，导致全世界电路级多晶硅材料也供应紧，并且拉动了电路级多晶硅材料的价格上扬。
世界太阳能光伏发电市场的高速发展也带动了我国太阳能光伏发电行业的巨大发展，尤其是产业链中劳动密集型的太阳能电池加工，正大量向我国转移，据不完全统计，2005年我国太阳能电池的生产能力已经超过了200MW，包括尚德和英利等企业的在建生产规模超过了800MW，而规划中的产能合计超过4000MW。预计2008年我国太阳能电池的生产能力将达到l000MW，对多晶硅材料的需求将达到8000-10000吨，加上电子行业的需求，我国对多晶硅材料的需求量将超过10000吨。而2005年我国的多晶硅生产能力仅为400吨，迫
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使我国企业不得不从国外大量进口多晶硅。但是，国外生产企业却对我国采取高价限量的措施，大大制约了我国电子信息产业和太阳能光伏发电产业的发展。
因此，中国急需建设大型的多晶硅生产厂，以缓解国多晶硅原料需求供给严重不足的问题，并为我国太阳能光伏产业和电子产业的健康蓬勃发展提供必要的基础保证。
根据目前的市场格局和发展趋势，本项目采用立足电路级，主要面向太阳能市场，暂不参与高端市场的建设方案。既避免了高品质多晶硅生产技术门槛高的难点，又能利用现有成熟技术在较短时间完成工厂建设，抓住市场时机，也能部分参与电路级市场竞争，具有风险小，见效快，适应性强的特点。因此，该产品按中档电路级多晶硅进行设计，全部产品均满足太阳能电池的要求。成品指标见表1-1。
表1-1 多晶硅质量指标 项目 N型电阻率，Ω.cm P型电阻率，Ω.cm 碳含量，at/cm3 N型少数载流子寿命μs 指标 100—300 1000—3000 2×1016 100—500 依据美国、日本及中国的多晶硅厂家的实践经验，从工艺和规模经济、以及市场容量而言，本项目建设一条1500吨／年的多晶硅生产线是比较切合实际的规模。
1.2、项目目标
1.2.1、市场目标
随着石油、煤等资源的逐渐匮乏，太阳能在世界能源中的地位越来越重要，太阳能光伏发电行业得到世界各国前所未有的高度重视。美国计划到2010年累计安装太阳能发电装机容量要超过4600MW，欧盟计划到2010年太阳能发电装机容量要达到3700MW，日本提出2010年太阳能光电装机容量要达到5000MW。太阳能光伏发电产业迅速崛起，对太阳能级多晶硅的需求量迅速增加。
据统计，2004年全世界共消费了32000吨高纯度多晶硅材料，其中电子行业消费了18000吨，太阳能光伏发电行业消费了14000吨；
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而2005年全世界高纯度多晶硅材料的消费量增长到了35000吨，其中电子行业消费了19000吨，太阳能光伏发电行业消费了16000吨。随着太阳能光伏发电行业的高速发展，对高纯多晶硅材料的需求量将很快超过电子行业的需求量。
2005年我国的多晶硅需求超过3000吨，预计2010年我国太阳能光伏行业和电子行业的多晶硅材料需求量将超过10000吨，而目前国的生产能力只有300吨／年，因此适当引进国外先进技术工艺，通过集成和消化吸收创新，目前建设1500吨/年太阳能级多晶硅生产厂，从工艺和规模经济，以及市场容量而言，是比较合适的规模。 1.2.2、技术目标
本项目采用目前国外普遍采用的改良西门子工艺，即经过精馏提纯的三氯氢硅在纯氢气气氛下，在1080℃的硅芯表面沉积，生成多晶硅，产品为棒状。还原反应后的“尾气”通过低温吸收法分离回收，分离出的氯硅烷到精馏提纯，氢气回还原炉循环使用，氯化氢到氯氢化合成单元合成三氯氢硅。从精馏分离出的四氯化硅也回到氯氢化合成炉转化为三氯氢硅，精馏的产品三氯氢硅则到还原炉生产多晶硅。该工艺是大部分物料在系统部循环的相对封闭的系统，技术成熟，生产稳定、安全、可靠、产品质量最稳定。其工艺主要特点如下：
1、采用国际上先进的氯氢化技术，四氯化硅可实现全部工厂部消化，且95%以上可以转化为三氯氢硅，利用率高，降低了多晶硅生产的单位电耗。使多晶硅生产系统的废气、废液、废渣排放量和排放种类大大减少，环境保护从根本上得到了保证。
2、采用高效、综合回收的精馏系统，物料消耗、能耗得到大幅度下降。
采用大流量高沉积速度的12对棒进口还原炉工艺技术，大幅度提高了单炉年产量，降低了能耗。
3、采用还原尾气的干法回收技术，原料综合回收率达98%，分离的氢气、氯化氢产品质量高，使混合气中的各种有用物料得到最大限度回收利用，也提高了多晶硅产品品质，减少了环境污染。
4、采用双相可控硅的还原电器自动控制技术，提高了还原的成功率、产量和安全性；采用还原热能综合利用技术，降低了综合能耗。
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5、在系统综合回收减少原料损耗的基础上，设计有完善的尾气、残液处理、废水循环处理系统，确保各项指标均符合国家环保要求。
6、采用先进的DCS自动控制系统，一过程产量、质量更稳定，并使全厂定员降到212人的较低水平。 1.2.3、经济效果
本项目总投资为150000万元，财务评价表明，税后部收益率为110%，投资利润率50%，税后投资回收期3年，均高于行业平均指标，经济效益好；项目盈亏平衡点33%，表明具有很好的抗风险能力。本项目的主要技术经济指标见表1-2。 表1-2 主要技术经济指标 项目 一 1 二 1 2 3 4 5 6 7 三 1 2 3 4 5 6 四 1 2 3 五 1 2 3 六 七 八 1 九 项目名称 产品方案 太阳能级多晶硅 原料消耗 硅粉 四氯化硅 氢氟酸 硝酸 氢氧化钠 生石灰 包装物 公用工程消耗量 新鲜水 电 蒸气 装置空气（正常） 仪表空气（正常） 氮气（正常） 三废排放量 废气 废水 废渣 运输量 运入量 运出量 总运输量 全厂定员 建筑面积 项目总投资 固定资产投资 财务评价指标 单位 t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a 个/a t/a KWh/a t/a NM3/h NM3/h NM3/h NM3/h M3/h t/a t/a t/a t/a 人 M2 万元 万元 数量 1500 1650 2250 15 60 1305 1770 600000 3126000 360000000 525000 37.5 892.5 1932 109 110 225 3900 1950 5850 212 46800 150000 120000 备注 主要原料 主要原料 45（最大） 1072.5（最大） 2317（最大） 不含初期雨水 .. .. . .
年产1500吨多晶硅项目可行性方案研究报告
