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永祥多晶硅的制胜法宝:循环经济产业链

2018年一、二期(合刊)

文/中欧国际工商学院金融与会计学教授芮萌、案例研究员谢淳

 

新世纪以来,人们对于身边环境气候恶劣变化的感知愈发明显。从世界范围看,全球变暖迹象日益显著、极端天气频发,而在中国,人们更是对雾霾之害避之不及。而这一切,和化石能源为主的全球能源结构密不可分。为了改善这一现状,寻求新能源的帮助成为了世界各国政府的共识。

其中,太阳能作为新能源的代表,兼备了清洁和可再生的属性,潜力巨大。而太阳能发电是太阳能利用最为普遍的路径之一。根据太阳能发电原理的不同,主要分为光伏发电和光热发电两种,其中光伏发电占中国太阳能发电行业装机量99%以上,全球太阳能发电行业装机量90%以上,是最广泛的利用方式。

但不规范的行业快速发展背后,是大量的废渣、污水的随意排放,是追逐短期利润的盲目扩张。本是有益环保的发展措施,却导致了相反的结果。盲目扩张的背后,也带来产能过剩的隐患,整个行业的利润不断下降。

面对利润的巨大诱惑,永祥多晶硅却从一开始就强调可循环利用、绿色发展。时至今日,技术改革、节能降耗,不仅仅是多晶硅生产企业需要承担的社会责任,更是一条生存下去的必由之路。光伏行业的七年寒冬,让永祥多晶硅经受了挫折,也成就了它对社会责任的担当。

变废为宝

四川永祥股份有限公司的前身是成立于2002年11月的由四川巨星集团投资的乐山永祥树脂有限公司,并从2004年开始,在生产多晶硅方面与通威集团合作,先后成立了乐山永祥硅业有限公司和四川永祥多晶硅有限公司。2007年11月15日,通威集团、巨星集团与中国成达工程公司签约年产9000吨多晶硅项目设计合同,由永祥股份实施,自此永祥多晶硅走上自己的发展道路。

在这条发展道路上,通威对于永祥的战略投资、永祥与通威的紧密合作是永祥多晶硅取得成功的重要因素;而通威集团董事长刘汉元也通过永祥,实现了通威集团在农业和饲料主业之外多元化业务的完美延伸——自己最感兴趣的绿色能源产业。回顾永祥多晶硅的发展过程,每一步都是其绿色能源战略布局的重要组成部分。

在刘汉元看来,企业除了为社会创造经济价值,更应该从环保的角度考虑长期可持续发展的模式,去承担企业社会责任,与其破坏之后再去考虑如何修复和改善,不如从一开始就在产业和经济发展的同时兼顾环境保护。而进入多晶硅生产领域,开发新能源,并加强技术改革,实现可循环生产,就是对这个理念的贯彻。

2005年12月,永祥的二期PVC工程建成投产,产能达到10万吨/年。电石法PVC产能迅速扩张的同时,固体废渣——电石渣也大量堆积起来。过去,很多企业对于电石渣的处理方法基本是:海边的企业拿去填海,而临近山区的企业则拿去放在山谷里面。现在,根据国家危险废弃物管理规定,电石渣不可直接填埋。因此,固体废弃物处理一直是困扰公司的一大难题。

刘汉元相信,废物的出现往往是由于人们没有充分地认识和利用其价值,电石渣之所以成为令人头疼的废渣,一定有其未被充分利用的特性。于是,刘汉元要求永祥股份董事长冯德志组织研发人员成立专门的课题小组,研究电石渣的利用价值。按照循环经济产业链的构思,永祥的技术人员取得了堪称国内首创的突破性进展:通过干法乙炔的工艺流程,在生产出PVC的同时,所产生的废料电石渣进行适当烘干后,便能用于水泥生产。

而当时永祥所采用的湿法乙炔所产生的电石渣含水量为35-40%,必须将水分含量控制在10-13%,才能够把电石渣送进水泥厂去生产,得到水泥成品。2007年12月至2009年5月,永祥投资6900万元淘汰原有的电石湿法水解工艺,采用干法乙炔生产技术,这样产生的电石渣就可以直接用于水泥生产。

至此,永祥循环经济的布局完成了其第一个主循环——“氯碱-PVC-电石渣水泥”的产业链:氯碱产生的氯气、氢气是PVC的原料,PVC产生的电石渣、炉渣等是水泥的原料。

在以干法乙炔代替电石湿法水解工艺的同时,2008年10月18日,永祥投资3亿多元的电石渣综合利用水泥项目也建成投产,年生产能力达到100万吨水泥,彻底解决了制约公司发展的瓶颈问题。

技术改革,度过行业寒冬

电石渣综合利用水泥项目的成功并没有使冯德志及其团队松懈下来。在他们看来,当前的循环经济产业链还不够完善。更让他们倍感压力的是,永祥多晶硅首期项目投产不久,一场席卷整个行业的“严寒”便隐隐显现:多晶硅价格上升趋缓,并且随后开始了漫漫下降之路。七年时间里,多晶硅价格由每吨350万元,跌到每吨180万元、70万元、30万元,最低只有十几万元!整个多晶硅行业举步维艰。当时,全国有80多家多晶硅生产企业,它们大多是从浪尖跌到谷底,永祥多晶硅项目却从出生之日就遭遇“超强风暴”,可谓命运多舛。

在激烈的竞争环境下,多晶硅行业整体利润呈下降趋势。同时,中国国内也逐渐形成了寡头格局:保利协鑫龙头地位稳固,大全新能源、特变电工、四川瑞能等紧随其后;洛阳中硅、赛维LDK、永祥股份等先后完成技改并复产。虽然2015年多晶硅价格有所回升,使得相关企业盈利好转,但大部分订单仍集中在几个大型企业手中,“强者恒强”的局面进一步凸显。

面对这样的艰难形势,永祥人并没有被压垮,从一开始便坚持的可循环发展,此时却成了一条可以逆流而上的希望之路。必须要承认,技术创新需要巨大的资金和人力投入,对于一家年产10000多吨多晶硅的生产企业而言,为此付出的决心非常大。“特别是从2013年底开始,我们在前三次技术改造的基础上,毅然投资逾6亿元用‘永祥法’结合冷氢化技术改造,实现废物循环综合利用,生产成本由原来的每吨16万元降为每吨8万元以下,降幅超50%;一年可节约用电25000万千瓦时,折合标煤约3.07万吨。”冯德志自豪地说。

四次技改,实现循环经济

历数永祥多晶硅的四次技术改革,一条完整的循环经济产业链在我们的眼前实现。电石渣综合利用水泥项目的完成,让电石渣废物利用,除了可以降低整体的生产成本,其所生产出的水泥建材正好可以在永祥的工厂建设等方面大量运用。

同时,电石渣水泥厂还可以消耗永祥的化工循环经济产业链中的化工反应微量物质所产生出来的一部分酸性水,酸性水需要碱性物质去中和,而电石渣正好是碱性的,中和完成以后,氯的那部分可以被滤掉,剩下的渣子部分又可以进入水泥厂。为了在行业寒冬中生存下来,冯德志不断给永祥的研发技术人员提出新挑战,使得循环经济越做越完善。

生产多晶硅的基础化工资源——可以产生氢气、氯气的卤水矿是永祥所特有的天然资源,而其通过电解槽分解所产生的氢气和氯气,则各有特点:氢气可以排掉或者提纯之后再利用,但是氯气是剧毒气体,不能随便排放。经过研究,永祥人决定把氯气变成氯化氢,然后让无色透明的液体氯化氢与硅粉发生反应,就形成了生产多晶硅的原材料——三氯氢硅,然后,通过还原的方式再把氯置换出来,最后只剩硅。而要得到高纯度的硅,还必须经过反复精馏、提纯和还原,最后才能得到纯度达99.9999999%的多晶硅产品。

这样就形成了永祥循环经济的第二个主循环——“氯碱-三氯氢硅-多晶硅”产业链。一方面,有利于降低公司原材料的采购成本、运输成本和产品销售成本,提高了公司的整体效益;另一方面,形成了物料的闭路循环,减少了排放,保护了环境。

永祥多晶硅在短短八年时间里实现了三轮技术改造和提升。这使得永祥在行业寒潮中逐渐站稳脚跟,生存了下来。然而,已有的成绩不仅没有使永祥停下继续寻求节能降耗的脚步,在2013年底,在前三次技术改造的基础上,永祥又毅然投资6亿多元,用“永祥法”结合冷氢化技术改造,实现废物循环综合利用,完成了第四次技改。

绿色的春天已到眼前

在2014年的北京APEC会议上,中美双方发表气候变化联合声明。中方提出,在2030年前后,二氧化碳排放量达到峰值,并计划在同年实现非化石能源占一次能源消费比重的20%左右。这预示着清洁化、可再生化已成为能源未来发展的趋势,而太阳能恰恰兼备清洁和可再生的属性。然而,从全球的视角来看,2013和2014年,在全球能源结构中石油、煤炭和天然气仍然位列一次能源前三甲。

而中国非化石能源消费占一次能源消费比重仅为9.8%,因此,要实现中方提出的目标,未来中国必须大力发展太阳能、风电等可再生能源。就太阳能的利用而言,中国国土广袤,太阳能资源储量全球第二,但是目前,中国太阳能发电仅开发了不到0.03%,未来发展空间巨大。

今天的永祥多晶硅,已形成多晶硅1.5万吨、PVC12万吨、烧碱10万吨、三氯氢硅4万吨、电石渣综合利用水泥100万吨的产业规模。同时,永祥多晶硅在资源循环利用、物料封闭运行、副产物回收利用等方面进行了大量的自主创新和技术改造,形成了“盐卤-氯化氢-烧碱-PVC-三氯氢硅-多晶硅-电石渣水泥”的完整循环经济产业链,成功晋升为全国前三、西南地区最大的多晶硅生产企业。但永祥人的脚步并不会在此停下。坚信今日的成就来自于技术创新、来自于兼顾经济效益和社会效益的永祥人,日后想必会为这个世界增添更多的绿色。正如第四次技改成功后,冯德志面带笑意的感慨,“现在我们总算是闻到了春天的气息。”

 

本文根据中欧案例《永祥多晶硅的致胜法宝——循环经济产业链》改编,案例编号CI-715-066。