年产15000吨高纯石英砂项目可行性研究报告_项目案例

第一章 总论

1.1 项目基本情况

项目名称：年产15000吨高纯石英砂项目

项目地址：江苏省徐州市睢宁县桃园镇东二环路东侧小杨庄地块

占地面积：27541.19m²

项目总投资：******万元

高纯石英砂独特的晶体结构和晶格变化规律，使其具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀等特点，是半导体、光伏、光纤、高端电光源、薄膜材料、国防科技等领域，是高端制造行业不可替代的原辅材料，生产的产品具有高附加值；各国政府一直将其列入高技术领域，制备技术和出口也受到严格保护和限制,高纯石英提纯技术难且存量有限，各国逐步加强对其管控。目前我国低、中端产品已实现国产化，而高端产品则主要从海外进口。2030年我国预计风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上，未来光伏新增装机有望快速增长，而光伏产业的发展必将带动产业链上游的高纯石英砂产业发展。

第二章 项目背景、必要性及可行性

2.1 项目背景

石英是最常见的矿物之一，此前广泛应用于玻璃、建筑、装饰等传统行业。高纯石英砂独特的晶体结构和晶格变化规律，使其具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀等特点，是半导体、光伏、光纤、高端电光源、薄膜材料、国防科技等领域，是高端制造行业不可替代的原辅材料。高纯石英不是一种矿产，而是由水晶、脉石英、石英岩、花岗伟晶岩等矿石作为原料经提纯后，SiO₂含量>99.95%，Fe₂O₃含量＜10ppm，Al₂O₃含量＜25ppm的石英产品。可以将高纯石英砂分为低端（3N）、中端（4N）、高端（4N8）的产品，光伏级高纯石英砂通常指SiO₂纯度含量达到4N8级别的高端石英砂。目前我国低、中端产品已实现国产化，而高端产品则主要从海外进口。

2.1.1 高纯石英领域关系到国家新兴产业的长远发展

2.1.2 脱碳支撑光伏终端需求，石英坩埚用高纯砂需求空间广阔

2020年9月22日，习近平总书记在第75届联合国大会上指出我国将于2030年实现碳达峰，即二氧化碳排放量在2030年达到峰值，之后逐步回落；努力争取2060年之前实现碳中和。在2020年1月12日，总书记在气候雄心峰会上进一步指出，2030年我国非化石能源占一次能源消费比重将达到5%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上。预计未来光伏新增装机有望快速增长。而光伏产业的发展必将带动产业链上游的高纯石英砂产业发展。

高纯石英砂在光伏领域的应用为制造石英坩埚：石英坩埚是光伏领域高纯石英砂的主要制品，主要应用于支持高温条件下连续拉晶，是用来装放多晶硅原料的石英器件。石英坩埚具有洁净、同质、耐高温等性能，其高纯和高耐温耐久性为单晶拉制以及单晶品质提供保障，是单晶拉制系统的关键辅料之一。同时基于单晶硅片纯度的要求，石英坩埚无法一直使用，加热拉晶完成后即报废，需要购置新的石英坩埚用于下次拉晶，因而在单晶硅产业链中具备较强的消耗品属性特征。

2.2 项目必要性

2.2.1 政策推动，促进高纯石英砂行业发展

工业应用的石英矿物资源主要有天然水晶、石英砂岩、石英岩、脉石英、粉石英、天然石英砂和花岗岩石英等7种矿床工业类型。美国和澳大利亚的资源量最大，矿床类型包括白岗岩型、伟晶岩型、热液脉石英型等。

高纯石英砂矿源以花岗岩石英、脉石英为主。天然水晶纯度较高、包裹体少，曾是高纯石英原料，现在主要用作水晶工艺原料；天然水晶储量少且分布不均匀，我国高品位水晶较少。目前花岗岩石英和脉石英为生产高纯石英砂主要原料，其中花岗岩石英矿床规模大，石英纯度高，但石英含量较低，伟晶岩含有大约40%的更长石、25%石英、20%微斜长石（一般为条纹长石）和15%的白云母；脉石英矿床分布广泛，但规模相对较小。

3.1.2 高纯石英砂原料产量小

目前规模开采的仅有美国北卡高纯石英矿，除北卡石英矿之外，目前在开采的石英矿规模相对较小；部分矿床不确定是否适合于光伏，部分尚处于勘探阶段，相较千万吨级别的资源储量，高纯石英砂全球产量少。

2019-2021，我国自挪威、美国、俄罗斯、澳大利亚、加拿大五国进口高纯石英砂分别为2.23万吨，1.94万吨、2.78万吨，2022年1-11月进口4.72万吨；进口以美国、挪威为主。

3.1.3 暂无替代品

3.2 需求端市场

3.2.1 光伏需求较快增长

3.2.2 硅片快速扩产&N型硅片渗透加速

在单晶硅片生产流程中，石英坩埚是光伏单晶炉的关键部件，是拉制大直径单晶硅的消耗性器皿，主要用于盛装熔融硅并制成后续工序所需晶棒。基于单晶硅片纯度的要求，石英坩埚无法一直使用，加热拉晶完成后即报废，需要购置新的石英坩埚用于下次拉晶，因而在单晶硅产业链中具备较强的消耗品属性特征。随着单晶硅片产能的不断增加，单晶石英坩埚的替换、更新需求量将不断释放，需求空间广阔。

与P型电池相比，N型电池具有转换效率高、双面率高、温度系数低、无光衰、弱光效应好、载流子寿命更长等优点。目前，P型PERC电池逐渐迫近效率天花板，而N型电池效率天花板较高，未来转换效率提升空间较大。随着N型电池工艺和效率的不断优化，N型电池中技术相对成熟的HJT和TOPCon渗透率将进一步提升。根据CPIA数据，HJT和TOPCon的市场份额将由2020年的4%提升至2030年的36%。在光伏硅片中，P型硅片单晶纯度＜200ppm、N型单晶硅片纯度＜100ppm。为满足N型硅片对纯度的更高要求，拉制N型硅棒的石英坩埚需要增加更换的频率以减少杂质的累积，因此N型单晶石英坩埚的更换频率高于P型单晶坩埚，更换次数提升有望驱动石英坩埚用高纯砂需求提升。

3.2.3 半导体市场空间快速增长

3.2.4 5G推动光纤用高纯石英砂需求平稳增长

第四章 项目选址及建设条件