本文來自微信公眾號：錦緞（ID：jinduan006），作者：林曉晨，原文標題：《關於顆粒矽的思考：既要樂觀，更要客觀》，頭圖來自：視覺中國
過去兩年多來，“光電風儲”領銜的新能源宏大敘事，在資本市場高潮迭起。其中一個接一個的泡沫吹起與破裂，令廣大投資者時而亢奮時而扼腕。整個板塊中樞上揚過程裡，最終大家發現，最具韌性與價值的公司，終究還是那些遵從產業第一性的產業龍頭們。
歸根結底，敘事再努力，也要回歸到對產業的價值貢獻上。
比如在鋰電板塊，各種前沿技術路線屢屢成為市場焦點話題，但迄今為止仍是磷酸鐵鋰與三元二分天下。還比如當前最受資金追捧的儲能領域，一家家電化學型別公司估值倒是打滿了，但重點重大工程仍是屬於數十年前即已成熟的抽水蓄能。
再比如本文探討的光伏產業矽料這一分支，不少人都在預期基於矽烷流化床法的顆粒矽，將要顛覆掉既有的多晶矽供給格局，但我們目前看到的仍是下游企業不斷用鉅額“長單”鎖定後者未來數年的產能。
技術總是向前不斷迭代延展。但回溯人類工業史，常識在於，在規模性生態面前，一項後發技術對於產業的適配總是漫長的。長期看我們要樂觀，但這個過程裡我們更須時刻對產業的第一性保持敬畏，不斷審視新技術的成熟度以及其之於產業生態的貢獻度。如是，作為投資者，我們方能與產業進度保持協同成長。
一、“優勢”背後的現實悖論
一直以來，矽料都是耗電大戶。電費是多晶矽製備過程中的重要成本，佔比約在31%~42%之間。此種背景下，降低電量消耗，就成為這一技術領域降本增效最為直接的方式。
圖：TCS改良西門子法成本構成 資料來源：中國光伏行業協會，光大證券
目前，改良西門子法經過持續技術迭代後，綜合耗電量已經由此前60kWh/kg.Si，下降至48kWh/kg.Si。雖然降幅明顯，但與顆粒矽的矽烷流化床法相比，差距顯著。
據協鑫2021年報披露的資料，其某基地的顆粒矽綜合耗電成本已經控制在14.8kWh/kg.Si。以此資料計算，其耗電量僅為改良西門子法的30%，有著極大的降本空間。
圖片：顆粒矽
除耗電更少這個優勢外，顆粒矽還存在生產工序簡單這個優勢。
目前行業主流的改良西門子法，主要利用氫氣還原三氯矽烷（SiHCl3）在矽芯發熱體上沉積矽，透過還原尾氣幹法回收系統、SiCl4氫氣工藝，實現物料閉路迴圈。整體而言，改良西門子法主要分為合成、提純、還原、尾氣回收、冷氫化、後處理六大工序。
圖：改良西門子法的六大工藝流程 資料來源：《多晶矽生產工藝分析》，光大證券
與之相對，矽烷流化床法是將細小的矽顆粒種子鋪在有氣孔的床層上，然後從下面通入矽烷氣體和其它反應氣體，這時矽顆粒種子呈現出流體特徵。在加熱等反應條件下，矽單質沉積在矽顆粒種子上，生成體積較大的矽粒，通過出料管送出流化床反應器。
兩相對比，矽烷流化床法需氫化、精餾、歧化、流化床還原、尾氣回收等核心工序，由於矽烷裂解的化學原理決定其效率高於改良西門子工藝，整體裝置體量更低。
在多晶矽供需持續緊張的情況下，無疑成本投入更低、耗電量更少的矽烷流化床法顯得更具優勢。因此市場中出現了顆粒矽將會全面顛覆多晶矽市場的說法，矽料行業似乎要變天了。
欲戴王冠，必承其重。顆粒矽想要取代改良西門子法傳統矽成為市場主宰，那麼就必須展現出碾壓式引數表現，並接受市場的全面考驗。
按理說，如果顆粒矽果真能耗成本比西門子法低60%以上，那麼其完全可以透過價格優勢對傳統矽棒進行全面壓制，但事實卻並非如此：從現實層面看，在耗電量顯著低於西門子法的情況下，顆粒矽的市場價格卻幾乎與傳統矽棒價格相當，只是象徵性的每噸便宜幾百元。
由此，顆粒矽對外宣稱的低成本與居高不下的市場價格之間，便形成了一個令人迷惑的悖論。
其實，只要透過系統化的覆盤，我們便不難發現在顆粒矽技術隱秘的角落，有些重要事實被忽略了。
二、顆粒矽的三重隱秘角落
制約顆粒矽價格下降的因素主要有三個方面，分別是蒸汽能耗、矽量消耗、矽粉消耗。之所以市場認為顆粒矽有很大的成本優勢，其核心原因在於將電量消耗與綜合能耗畫上了等號。實際上，雖然顆粒矽電量消耗很低，但流化床法實則會用到一定量的蒸汽，這部分理應也算作能量消耗，但卻被很多投資者所忽視。
以協鑫2021年財報中披露的資料為例：其徐州基地顆粒矽的綜合蒸汽消耗量在15.3kg/kg.Si，目前蒸汽的折標煤系數為0.1286，顆粒矽的蒸汽消耗摺合標煤為1.97kgce/kg.Si。這一資料甚至比其電能消耗摺合標煤1.82kgce/kg.Si更高。
圖：協鑫科技徐州基地顆粒矽能耗 來源：協鑫科技2021年報
綜合計算可得，顆粒矽電量和蒸汽的綜合摺合標煤為3.79kgce/kg.Si。這些資料系完全以產業龍頭資料為基準，顆粒矽行業中的平均引數很可能遠高於此。
反觀改良西門子法，現階段已經可以做到0蒸汽消耗，因此在蒸汽這一“隱藏”能耗上，顆粒矽是要遠高於傳統矽棒的。如果將改良西門子法48kWh/kg.Si換算成標煤消耗，則為5.90kgce/kg.Si。這意味著顆粒矽當前的綜合能耗約為改良西門子法的64%，遠比電量能耗差距要小得多。
除蒸汽的“隱藏”消耗外，顆粒矽還需要比改良西門子法更高的矽量消耗。在最初的時候，顆粒矽與傳統矽棒的矽耗比在1.2左右，雖然如今這個比例有所下降，但顆粒矽依然需要消耗更多的矽量。
更多矽量消耗有兩方面問題：其一矽料本身的價格問題，其二製造矽料也需要消耗一定的能耗。無論從矽料成本考量還是從能源消耗考量，顆粒矽的成本優勢與節能優勢都要打上一個折扣。
同時，在顆粒矽從生產到運輸的過程中，還會產生15-20%的矽粉損耗。雖然矽粉能夠以低價出售，而且矽粉的損耗比例也呈現下降趨勢，但這實則也會進一步影響顆粒矽的製備，讓成本和能耗再次提升。
綜合以上三方面因素，顆粒矽的綜合成本與能量消耗幾乎與傳統矽棒處於同一量級，即使存在成本優勢，其空間也很小，尚不足以產生顛覆性的降維衝擊。
三、無法被忽視的質量比較
目前行業中對於顆粒矽的判斷，實則是存在預期差的。如果顆粒矽並不能從本質上大幅降低成本和能耗，那麼它與傳統矽棒的競爭將重新回到產品質量層面。而這卻正是當前顆粒矽技術的短板。
製備顆粒矽的流化床法並非一門新技術，早在1952年，美國聯碳公司已經開始嘗試流化床技術，並在隨後被杜邦公司發揚光大。然而，在誕生60多年的時間中，這項技術卻始終不溫不火，究其原因就在於生產的矽片中雜質過多。
由於矽烷流化床法底部進料存在氣流，因此工業矽顆粒會在反應器內處於懸浮狀態，但底部蒸汽氣流持續進入，會導致工業矽顆粒不斷衝擊反應器內部，在長期持續運作下，顆粒矽勢必會在不斷碰撞中遭到金屬材料的汙染。
同時，顆粒矽是在反覆碰撞中製成的，長此以往會導致反應器內壁損壞，為了延長反應器的壽命，行業內普遍採用碳基材料的內襯作為耐磨結構。雖然這樣做延長了反應器壽命，但卻會造成顆粒矽中含碳量較高，從而影響顆粒矽的純度。除這些汙染物外，多晶矽還會存在施主雜質和受主雜質兩項純度指標。
在綜合行業內多方資料後，可以總結出傳統矽棒與顆粒矽雜質濃度情況：具體而言，施主雜質濃度和受主雜質濃度兩項指標中，顆粒矽分別是傳統矽棒的3.7倍和7倍；而在碳濃度、金屬雜質濃度資料上，兩者則存在數量級的差距。
圖：傳統矽棒與顆粒矽雜質資料 資料來源：公開資料
刨除雜質問題不談，顆粒矽實際製造過程當中，還受到“氫跳”問題困擾。顆粒矽的製備並非簡單的單次製備，而是一個連續的過程，在製造過程中，很容易因反應溫度不夠而出現內部氫鍵未斷裂的情況，會出現小泡。為了成功將氫氣排除，在拉晶環節必須增加反應時間，因此顆粒矽的能耗實際會比理想中更高。
正是因為這些因素影響，所以顆粒矽始終沒有大規模全面進入市場。儘管市場中存在著顆粒矽單爐投料100%的說法，但下游第三方廠商依然將傳統矽棒作為主流材料，顆粒矽的投料比例一般在15%-30%之間。
矽料供需如此緊張的情況下，下游廠家並沒有全方面佈局顆粒矽，這足以說明目前行業中對於顆粒矽的質量依然存在擔憂。
四、更遠的未來：既要樂觀，也要客觀
回溯光伏產業鏈發展史，不難發現，這是一個持續迭代的行業。無論是單晶太陽能電池對多晶太陽能電池的取代，還是電池片的連續升級，都體現了光伏企業不斷學習的能力。
聚焦當下，PERC電池逐漸逼近能效天花板，從P型電池向N型電池升級已經成為行業內的共識。雖然HJT電池和TOPCon電池誰能勝出尚無定論，但N型電池無疑都將是電池片企業下一個進化方向。
從P型電池向N型電池過渡的情況下，已然對上游多晶矽提出了更高的要求，而這些要求主要集中體現在矽的純度上。目前來看，顆粒矽距離全面達標還存在差距。
雜質含量更少的傳統矽棒無疑是能夠達到N型電池需求的，有顆粒矽企業雖然也對外表示開始佈局N型電池，但雜質依然是要高於N型電池用料的標準需求。
當然，根據技術進步曲線我們可以預期，顆粒矽一定存在純度進一步提升的空間。如果顆粒矽能夠達到跟傳統矽棒相仿的純度，那麼顆粒矽一定具備更大的發展潛力，不排除其在某天成為行業中流砥柱。但這終究需要一個過程，需要包括投資者與產業建設者們一道持有耐心。
從整個產業鏈安全與升級發展角度出發，任何人都希望行業中多一些革命性的技術迭代方向。但對於新的技術方向，我們不僅需要包容，更應該客觀。縱觀歷史發展，不乏傷仲永式“捧殺”案例。
一語以蔽之，顆粒矽這項技術值得長期關注，但在展望這項技術前景時，投資者也必須清楚判斷這其中存在的曲折。最起碼從當下的資料看，顆粒矽還是矽料行業的技術路線補充，尚未具備顛覆多晶矽行業格局的能力。在多重“隱秘角落”未被有效治理之前，其與傳統矽棒間的“輔主關係”，或仍是未來一個週期行業的主旋律。
本文來自微信公眾號：錦緞（ID：jinduan006），作者：林曉晨