硅烷流化床法工艺与改良西门子法相比，最大的特点就是反应过程中籽晶与硅烷气接触面积大，转换效率高，硅烷的分解温度低，硅烷流化床法流程短，没有改良西门子法复杂的回收系统，综合能耗优势明显（见表3）。根据中国光伏行业协会的数据，2020年改良西门子法的综合能耗为66.5kWh/kg-Si，其中还原电耗平均值为49 kWh/kg-Si，电耗包括硅芯预热、沉积、保温、结束换气等工艺过程中的电力消耗；而硅烷法流化床法颗粒硅工艺综合能耗较改良西门子法棒状硅能耗低约40-50%，二者的能耗差别最大的是还原电耗。

表3 流化床法和改良西门子法对比

太阳能级多晶硅品质要求的重要方面是纯度。硅烷流化床工艺必然涉及颗粒物料磨损会产生大量非常细小的硅粉，而且硅烷本身表面积比较大。克服细硅粉不污染大表面积的颗粒硅是行业内面临的难题，若该污染问题不能得到很好的解决，将影响铸锭或拉单晶过程。相比而言，改良西门子法制备的棒状硅本身的体积比较大，而且不易磨损形成硅粉。另外，棒状硅表面积小不易被污染。

由于颗粒硅应用案例较少，硅粉对颗粒硅造成的污染是否会对拉硅棒或者铸锭工艺产生影响，仍需要相关硅片企业的验证。

对比来看，改良西门子法工艺成熟稳定，过程简单可控，设备标准化，容易复制和扩大。生产的硅料质量好致密度高，一直是全球多晶硅料生产的主要方法，市场占比超过90%。颗粒硅能否达到棒状硅相同的品质水平我们拭目以待。

光伏组件成本最关键的环节

市场对光伏发电持续降低成本的需求始终没有停止，通过降低多晶硅的成本是重要的途径之一。近几年，随着世界各国能源转型加速，光伏发电将扮演能源变革的重要角色，平价上网的诉求更加迫切，对光伏发电降低成本提出了更高的要求。

从组件的成本结构图可以看出，多晶硅料目前已经不是降低光伏组件成本最为重要的环节，硅料成本仅占组件成本的10%左右（见图7）。按照成本构成多少来看，依次需要降低成本的分别是组件、电池和硅片环节。因此从多晶硅原料端来促进电价的降低效果不那么显著，而且需要考虑对硅片的质量和光伏电池效率的影响。

图7 2020年光伏产业链价值分配图

（数据来源：PV inforlink，国信证券）

随着近十来年光伏制造业的技术进步，光伏组件在光伏发电系统中的成本占比大幅下降，从接近80%降低到了约为37%。硅材料在光伏发电系统投资中的占比在10个百分点以内（见图8）。因此，降低硅材料的成本对降低光伏发电系统的总体投资影响比较有限，对光伏发电度电成本的影响更是微乎其微。

图8 光伏发电系统成本构成

硅烷有非常宽的自发着火范围和极强的燃烧能量，决定了它是一种高危险性的气体。硅烷流化床颗粒硅工艺以硅烷为主要的反应气体，该类装置对安全运行的管理水平要求很高。

具有多年颗粒硅生产经验的REC公司明确将安全列为公司的文化，非常重视安全运行在公司的重要性。而当前我国在多晶硅安全生产管理方面的制度体系尚不完善，涉及管理多晶硅企业安全生产的安全运行制度尚在制定中。

采用改良西门子法的多晶硅企业安全事件引发业界关注，颗粒硅企业应引以为鉴。2020年7月，占50%多晶硅产能的新疆便发生了两次爆炸事故，引起了短期内的多晶硅供应量不足，造成多晶硅价格上涨。7月2日，某多晶硅工厂的反应器在氮气置换过程中，因管线震动造成排污阀焊口断裂，导致物料泄漏燃爆。7月19日，另外一家多晶硅厂精馏装置发生闪爆。据称，该厂共发生了5次闪爆，精馏界区管廊全部炸断，大量氯硅烷外泄，未有说明伤亡情况，但事故造成工厂停产。

与改良西门子法参与企业较多、技术交流相对比较开放不同，流化床法颗粒硅技术参与的企业比较少，而且各自为战开展研发和商业化推广。研发环境相对比较封闭。这种研发环境不利于技术的快速迭代升级。

流化床法颗粒硅技术从工艺原理上比改良西门子法具有能源效率高、流程简单等优势。但是，流化床生产过程的控制难度大，能否长周期稳定可靠的运行，并产出符合用户要求的多晶硅尚待验证，相关的安全问题也是运行中的难点。即便颗粒硅可以满足客户要求，多晶硅在度电成本构成中的占比很低，在当前的光成本结构条件下降低多晶硅的成本对于降低光伏度电成本贡献有限。多晶硅行业主要采用廉价的煤电来提高自身的经济性，短期内尚无较低的电源可替代，若企业受到碳减排的约束，流化床法工艺的确可以实现显著降低多晶硅碳足迹的作用。

　

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