工业上用碳制取硅的化学方程式,工业制纯硅的化学方程式

首页 > 教育培训 > 作者:YD1662023-06-04 08:36:48

工业硅属于资源性、高能耗、高污染行业。工业硅的生产过程需要消耗大量的能源,能源成本占到总 成本的 50%以上。传统工业硅大省湖南、贵州地区受到淘汰落后产能政策以及电价不断上调的影响,企业 竞争力大大降低,不少企业退出市场,而拥有电力资源优势的新疆企业以及水电丰富的西南地区企业得到 快速增长。云南在我国工业硅生产中长期高居全国第二,仅次于新疆,是我国重要的工业硅产地,目前产 能约等于全国总产能的 23%。而且近年来光伏产业发展迅速,由于西北、西南等地风电、光伏、水电资源 丰富,电价低,光伏产能加速向西北、西南等地集中。

对于工业硅行业,云南、新疆政府相继出台文件强 制要求地区企业配套建设环保除尘、脱硫等设备。2018-2019 年间,云南、新疆部分企业着手建设环保脱硫 设施,并陆续投入运行阶段。这是我国工业硅行业向绿色环保方向发展迈出的第一步。然而随着脱硫设施 在各地普遍投入运行,其运行过程中在清理了工业硅粉尘污染的同时,有副产物石膏产生,副产物石膏的 回收再利用成为企业面临和关注的又一问题。

能耗双控对于工业硅的影响,产业链利润逐渐向上游转移。工业硅是在电炉中由碳还原二氧化硅而制 得。化学反应方程式为:SiO2 2C→Si 2CO,其中产生的一氧化碳再和空气中的氧气反应生成二氧化碳排放 到大气中。根据上述反应原理,硅石 SiO2 和碳质还原剂 C 是工业硅冶炼的两种主要原料。根据相关文献, 通常情况下生产 1 吨工业硅需要 2.7-3 吨硅石。对碳质还原剂而言,根据上述反应原理,生产 1 吨工业硅理 论上需要 0.86 吨碳质还原剂。工业硅单吨耗电量都要接近或者超过一万度,属于高能耗 行业,预期未来行业新增产能将受到严格限制,进而推动工业硅价格维持高位,能耗双控会影响行业的开 工率,同时会淘汰高耗能的工业硅厂家,供给端会受到很大影响,未来整个产业链利润将不断向上游工业 硅转移。

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工业硅的主要下游有机硅消费领域众多,需求量较大。有机硅室温硅橡胶用于建筑、汽车行业;高温 硅橡胶、密封胶和硅树脂广泛应用于电子行业;另外,化工行业的农药助剂、染料助剂、药品助剂、*虫 剂和灭火剂中的助剂也都广泛使用有机硅。近些年,随着国民经济的不断发展,国内的有机硅单体规模发 展迅速。中国有机硅深加工及其应用,正在形成一批以高温胶、液体硅橡胶、纺织助剂、硅烷偶联剂等为 特色的企业和产业群,活跃在国内外市场。我国工业硅下游市场需求以有机硅为主,2020 年有机硅的市场 占比达 40.2%,其次为多晶硅市场占比达 29.8%,硅铝合金市场占比达 27.4%。数据显示,我国工业硅需求 量由 2016 年 120 万吨增至 2019 年 160 万吨,年均复合增长率为 7.5%。

有机硅产能增速一般。根据百川盈孚统计,2021 年中国有机硅 DMC 总产能折合约 187.5 万吨,较 2020 年 167.5 万吨同比增加 20 万吨,产能增速一般,主要由于市场价格较好,且有机硅需求呈现较大增长,国 内企业纷纷扩产,但今年顺利达产目前只有合盛硅业石河子 20 万吨硅氧烷装置。 目前有机硅市场以下跌为主,未来在能耗双控政策影响下仍将高位运行。由于限电政策放松,下游企 业减产情况缓解,需求端无明显放量,整体有机硅市场缺乏明显利好支撑,后续我们认为能耗双控、限电 限产等政策不断落地,成本支撑下,预计未来一段时间有机硅市场将反弹上行。

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碳中和、碳达峰目标下可再生能源化转型势在必行,新兴能源市场将迎来爆发式增长。近年来,多晶 硅市场需求呈现爆发式增长,并成为工业硅下游消费的新增点。我国多晶硅企业在国家政策支持下,依靠自主创新以及引进技术再创新,打破了发达国家对多晶硅生产技术的垄断和封锁,实现了多晶硅规模产业 化,产能、产量快速增长。据中国有色金属工业协会硅业分会统计,截止 2019 年底,我国多晶硅行业产能 达 45.2 万吨;我国多晶硅产量已经从 2009 年的 1.83 万吨增加至 2019 年的 34.4 万吨,年均增速达到 34.1%。 随着国内市场的快速发展,光伏市场的不断扩大,国内多晶硅产量及市场占有率有望持续提升,有望加快 工业硅的需求提升。

2022 年预计有机硅行业仍存在供需错配,有机硅表观消费量仍将保持中高速增长。供应方面,原本计 划 2021 年新增产能的内蒙恒星、云南能投、东岳硅材实际投产时间均有所靠后,预计 2022 年顺利投产为 主,加上 2022 年合盛硅业继续新增投入产出,预计 2022 年整体新增产能超过 65 万吨硅氧烷,有机硅市场 供给增长明显。需求方面,有机硅下游需求广泛,新能源、医药化工、电子电器、光伏产业、日用消费等 多种用途不断拓展,需求增速明显,2014 年至 2020 年有机硅表观消费量复合增速为 44.95%。随着中国经 济转型的逐步推进,预计我国有机硅表观消费量仍将保持中高速增长。我们假设 2021 年、2022 年增速分别 为 15%、20%,测算出有机硅表观消费量分别为 76 万吨、91 万吨。

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4.2 磷化工行业上游供给受限,新能源汽车带动需求爆发

2021 年受到下游磷肥、黄磷市场推涨、市场供不应求等影响,磷矿石市场价格一路向上。今年以来磷 矿石市场供应偏紧,下游需求增加、船运紧张、开采量减少以及下游产品价格上行等因素推动磷矿石价格 上行。受到上游磷矿石涨价叠加能耗双控政策影响,2021 年黄磷价格大幅上涨,根据百川盈孚统计,截止 2021 年 10 月 28 日,黄磷均价 24877 元/吨,和 2020 年同期(15652 元/吨)相比上涨了 58.94%。

我国磷矿资源储量高,产能分布比较集中。我国磷矿资源主要在西南和华中地区,2019 年全国磷矿石 产能为 107. 05Mt/a,而西南和华中地区的产能约占总产能的 85%。2017 年国土资源部《自然保护区内矿业权清理工作方案》的出台,针对矿山的开采管制导致磷矿石减产。2021 年 9 月云南发改委发布红头文件《云 南省节能工作领导小组办公室关于坚决做好能耗双控有关工作的通知》,坚决遏制“两高”项目盲目发展, 对钢铁、水泥、黄磷、绿色铝、工业硅和煤炭等重点行业加强管控。整体来看磷化工行业的产能在压缩, 呈现供应收紧的趋势。

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