คุณรู้หรือไม่ว่าการปฏิวัติของวัสดุซิลิกอนกำลังจะเริ่มต้นขึ้น?

สำนักงานคณะกรรมการพลังงานแห่งชาติเพิ่งเปิดตัว "แนวทางการปฏิบัติงานด้านพลังงานปี 2566" เป็นที่ชัดเจนว่าในปีนี้จำเป็นต้องรวบรวมข้อได้เปรียบในการพัฒนาของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์พลังงานลม ส่งเสริมโครงการฐานเซลล์แสงอาทิตย์พลังงานลมขนาดใหญ่ชุดแรกซึ่งมุ่งเน้นไปที่ทะเลทราย โกบี และพื้นที่ทะเลทรายที่จะนำไปใช้งาน และ สร้างชุดที่สองและสามของโครงการ กำลังการผลิตไฟฟ้าพลังงานลมและเซลล์แสงอาทิตย์ต่อปีจะเพิ่มขึ้นประมาณ 160 ล้านกิโลวัตต์ ตามการคาดการณ์ อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์คาดว่าจะยังคงรักษาอัตราการเติบโตที่ 40% ในปี 2566

ในขณะที่ส่งเสริมการพัฒนาอย่างรวดเร็วและดีต่อสุขภาพของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ ส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียน และตระหนักถึงการอนุรักษ์พลังงานและการลดการปล่อยก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ เราต้องให้ความสนใจและเร่งการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุที่เกี่ยวข้องรวมถึงโพลิซิลิกอน ด้วยการปรับปรุงการตระหนักถึงความสำคัญของการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุที่เกี่ยวข้องกับเซลล์แสงอาทิตย์ การปรับปรุงระดับของนวัตกรรมอิสระ และพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างจริงจัง เราจะยังคงส่งเสริมการลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์

การวิเคราะห์สถานการณ์อุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมแผงเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยห้าส่วน ได้แก่ การทำให้บริสุทธิ์ด้วยซิลิกอน การผลิตแท่งซิลิคอน/เวเฟอร์ การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ การผลิตโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ และระบบการใช้งาน ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมด ตั้งแต่การทำให้บริสุทธิ์ด้วยซิลิกอนไปจนถึงระบบการใช้งาน เกณฑ์ทางเทคนิคต่ำลงเรื่อยๆ ในทำนองเดียวกัน จำนวนองค์กรก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้น และผลกำไรของห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่ลิงค์การผลิตโพลีซิลิคอนต้นน้ำ ความสามารถในการทำกำไรดีกว่าดาวน์สตรีมอย่างมาก

ในฐานะที่เป็นต้นน้ำของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ โพลีซิลิคอนเกือบจะสร้างผลกำไรส่วนใหญ่ของอุตสาหกรรม ซึ่งก่อให้เกิดการขยายตัวรอบใหม่เช่นกัน ตามสถิติที่ไม่สมบูรณ์ ภายในสิ้นปี 2567 กำลังการผลิตโพลีซิลิคอนของจีนจะเกิน 4 ล้านตัน หากปล่อยกำลังการผลิตเหล่านี้อย่างเต็มที่ สถานการณ์อุปทานตึงตัวในอุตสาหกรรมจะคลี่คลายลงอย่างมาก

หลังจากการพลิกผันหลายครั้ง หนทางข้างหน้าสำหรับวัสดุซิลิกอนอยู่ที่ไหน?

ตั้งแต่ปลายปี 2565 ราคาของวัสดุซิลิกอนมีขึ้นและลงหลายครั้ง ประการแรก มีการลดลง "เหมือนหน้าผา" ก่อนเทศกาลฤดูใบไม้ผลิในปี 2023 และดีดตัวขึ้นอย่างรวดเร็วหลังเทศกาล ราคาสูงสุดครั้งหนึ่งเคยอยู่ที่ 250,000 หยวน/ตัน อย่างไรก็ตาม หลังจากเทศกาลเช็งเม้งในปีนี้ ราคาเฉลี่ยของวัสดุซิลิกอนลดลงต่ำกว่า 200,000 หยวน/ตัน

ตามข้อมูลของสาขาอุตสาหกรรมซิลิคอน สัปดาห์ที่แล้วช่วงราคาของการป้อนซ้ำโพลีคริสตัลไลน์ในประเทศอยู่ที่ 183,000-197,000 หยวน/ตัน และช่วงราคาของวัสดุโพลีคริสตัลไลน์ขนาดกะทัดรัดอยู่ที่ 180,000-193,000 หยวน/ตัน ยุคของวัสดุซิลิกอนที่มีราคาสูงอาจหมดไปตลอดกาล "การมีส่วนร่วม" ของเส้นทางโซลาร์เซลล์นั้นร้ายแรง ในปี 2566 วัสดุซิลิกอนส่วนเกินจะเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ และสถานการณ์การขาดแคลนวัสดุซิลิกอนจะพลิกกลับ

จากซิลิคอนแท่งเป็นซิลิคอนเม็ด

ในระยะกลางและระยะยาว การแข่งขันในตลาดโพลีซิลิคอนทวีความรุนแรงขึ้น และยังเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับโพลีซิลิคอนในการลดต้นทุนและปรับปรุงคุณภาพในกระบวนการผลิตโพลีซิลิคอน ซิลิคอนรูปแท่งแบบดั้งเดิมมีต้นทุนการผลิตสูงและปล่อยคาร์บอนสูง ในปัจจุบัน ประเทศต่างๆ ยังคงกระตือรือร้นที่จะสำรวจเทคโนโลยีการผลิตใหม่ๆ และโครงสร้างของวัสดุซิลิกอนก็เปลี่ยนไปสู่การอนุรักษ์พลังงานและการส่งเสริมการผลิตด้วยเช่นกัน

เทคโนโลยีซิลิกอนแบบเม็ดประสบความสำเร็จในการผลิตจำนวนมากอย่างมีเสถียรภาพโดยพื้นฐานแล้วตั้งแต่ประมาณปี 2010 ถึงสิ้นปี 2019 และยังก่อให้เกิดการแข่งขันอย่างมากด้วยวิธีการของ Siemens ที่ปรับปรุงให้ดีขึ้นสำหรับซิลิกอนรูปแท่งแบบดั้งเดิมในอุตสาหกรรม ส่งเสริมนวัตกรรมและการพัฒนาของอุตสาหกรรม การแข่งขันที่ดี และมีบทบาทในการส่งเสริมระบบนิเวศของห่วงโซ่อุตสาหกรรมโพลีซิลิคอนและเทคโนโลยีใหม่ทั้งหมด

ในช่วงเวลาดังกล่าว มาตรฐานใหม่ระดับชาติ มาตรฐานสากล และการอนุญาตสิทธิบัตรของเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องบางอย่างยังแสดงให้เห็นว่าซิลิกอนแบบเม็ดได้รับการยอมรับอย่างสูงจากอุตสาหกรรม ในปัจจุบัน อุปทานของเม็ดซิลิกอนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นทุกเดือน และมีกำลังการผลิตถึงระดับหลายหมื่นตันต่อเดือน องค์กรกระแสหลักยังรักษาความแตกต่างของราคาค่อนข้างคงที่ชั่วคราวด้วยวัสดุจำนวนมากที่หนาแน่น

ข้อดีของซิลิกอนแบบเม็ดช่วยให้การทำซ้ำของเทคโนโลยีวัสดุซิลิกอน

เม็ดซิลิกอนส่วนใหญ่ผลิตโดยกระบวนการไซเลนฟลูอิไดซ์เบด และการปล่อยคาร์บอนคือ 37kgCO?/Kg ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานในการผลิต การใช้พลังงานไอน้ำ และการใช้พลังงานในการบำบัดหางก๊าซได้อย่างมาก จากข้อมูลสาธารณะ ราคาของซิลิกอนแบบเม็ดมีราคาต่ำกว่าซิลิคอนแบบแท่งมากกว่า 15%

เม็ดซิลิกอนมีความเข้มข้นในการลงทุน การใช้พลังงาน และต้นทุนแรงงานที่ต่ำกว่า จากข้อมูลที่วัดได้ การใช้พลังงานของเม็ดซิลิคอน FBR อยู่ที่ 18 kWh/KG เท่านั้น ซึ่งต่ำกว่า 60-70 kWh/KG ของการใช้พลังงานโดยรวมของโพลีซิลิคอนแบบดั้งเดิมอย่างมาก ในด้านการใช้งาน เม็ดซิลิคอนมีคุณสมบัติการไหลและการเติมที่ดีกว่า ซึ่งเอื้อต่อการดึงคริสตัล Czochralski อย่างต่อเนื่อง ในด้านคุณภาพ เนื่องจากซิลิกอนแบบเม็ดไม่ต้องการกระบวนการบดละเอียด จึงหลีกเลี่ยงการสูญเสียวัสดุซิลิกอน ต้นทุนการบดลดลง และลดความเสี่ยงในการเกิดสิ่งเจือปนระหว่างการบด มีความบริสุทธิ์สูงและความหนาแน่นรวมสูง ซึ่งจะทำให้ควบคุมการผลิตอัตโนมัติได้มากขึ้น

อีกสิ่งหนึ่งที่ควรค่าแก่การให้ความสนใจคือข้อเสนอของเป้าหมาย "คาร์บอนสองเท่า" ในประเทศได้กำหนดเพดานสำหรับการเติบโตของวัสดุที่มีคาร์บอน จากการคำนวณ เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกอนรูปแท่งที่ผลิตโดยวิธีของซีเมนส์ ปริมาณซิลิกอนแบบเม็ดที่ใช้ในกระบวนการผลิตที่เท่ากันสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 74% และการใช้พลังงานโดยรวมสามารถลดลงได้ 65%- 70%

ตามการคาดการณ์การพัฒนาอุตสาหกรรม สัดส่วนของกำลังการผลิตซิลิกอนแบบเม็ดในจีนจะเพิ่มขึ้นจาก 6% ในปี 2564 เป็น 17% ในปี 2565 เป็น 28% หลังจากปี 2568 ตามการอนุมานของสถาบันเทคโนโลยีแห่งสมาพันธรัฐสวิสในเมืองซูริก พื้นที่ทรงพุ่ม 1 เฮกตาร์ > บริโภคได้ 205 ตันคาร์บอนไดออกไซด์ต่อปี

เม็ดซิลิกอนเป็นผลิตภัณฑ์วัตถุดิบเพียงชนิดเดียวที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการวัดและคำนวณสิทธิ์การปล่อยคาร์บอนของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ คุณสมบัติคาร์บอนต่ำเป็นส่วนสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการคำนวณการปล่อยคาร์บอนแบบเต็มลำกล้องในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ และยังเป็นเทคโนโลยีหลักสำหรับการดำเนินการลดคาร์บอนทางเทคนิคในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ ทุกๆ 100,000 ตันของเม็ดซิลิคอนสามารถติดตั้งกับโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ 28.5GW และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ต่อปีได้ 35.56 ล้านตัน ซึ่งเทียบเท่ากับการใช้พื้นที่ป่า 1,500 หมู่ต่อปี

ในอนาคต ซิลิกอนแบบเม็ดจะช่วยให้อุตสาหกรรมพลังงานลดการปล่อยคาร์บอนในระดับลึกโดยอาศัยการปล่อยคาร์บอนที่ดีเยี่ยม ภายใต้พื้นหลังของ "ดูอัลคาร์บอน" จะส่งเสริมการปฏิวัติพลังงานสะอาดทั่วโลกและก้าวไปสู่ยุคของคาร์บอนเป็นศูนย์

จะนำวัสดุซิลิกอนไปสู่จุดสิ้นสุดที่สูงขึ้น

ตั้งแต่ปี 2022 เทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ (ชนิด N) จะพัฒนาอย่างรวดเร็ว และประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจะดีขึ้นอย่างมาก TOPCON, HJT และแบตเตอรี่อื่นๆ ค่อยๆ ประสบความสำเร็จในการผลิตเป็นจำนวนมาก เทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ทำให้ความต้องการด้านคุณภาพของโพลีซิลิคอนสูงขึ้น หลังจากการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการปรับปรุงกระบวนการ องค์กรในประเทศประสบความสำเร็จในการผลิตเม็ดซิลิคอนชนิด N ในปริมาณมาก ซึ่งได้ส่งเสริมการลงจอดของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ เราเชื่อว่าด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีซิลิกอนแบบเม็ดและการค่อยๆ เป็นที่นิยมของขนาดการใช้งาน ซิลิคอนแบบเม็ดจะนำอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ไปสู่จุดสิ้นสุดที่สูงขึ้นอย่างแน่นอน