2013中國氣體

孫福楠，岳文巖

(中昊光明化工研究設(shè)計院有限公司，遼寧大連 116031)

1 2013年中國各類氣體市場狀況

對于中國乃至全球的氣體同行而言，2013都經(jīng)歷極其困難的一年，受全球經(jīng)濟低迷的影響，作為基礎(chǔ)原材料的氣體市場繼2012年繼續(xù)呈現(xiàn)出狼藉一片的局面，產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的狀況極為嚴(yán)重，尚存的有限市場也是競爭十分激烈，這種狀況仍在持續(xù)發(fā)酵?？梢灶A(yù)見:只要世界經(jīng)濟不發(fā)生根本性的重大逆轉(zhuǎn)，氣體市場不可能在短時期內(nèi)柳暗花明。

2013年中國同歐盟關(guān)于光伏太陽能反傾銷案令全球關(guān)注，據(jù)說這是迄今為止全球最大的一樁反傾銷訴訟案，經(jīng)過漫長的應(yīng)訴等待，在下至政府相關(guān)部門上至總理的外交斡旋下，最終中國光伏太陽能產(chǎn)品對歐盟出口:限量、限價。這一相互讓步的結(jié)果，雖避免彼此的拼殺，但沒有根本解決中國光伏產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，市場幾乎完全在外的窘局。

有資料證明，2011年全球光伏裝機量預(yù)計為21 GW，而眼下國內(nèi)的產(chǎn)能估計已經(jīng)達(dá)到30～40 GW，也就是說，即使全球都用中國的光伏電池，中國還是有1/3～1/2的產(chǎn)能要放空，工廠要關(guān)門。長期以來我國光伏行業(yè)“門檻低”、“政府包養(yǎng)”、“暴利”等惡果，企業(yè)只能自咽苦果。業(yè)內(nèi)人士自嘲地說，轟動幾年的各地政府“太陽能造城運動”，2013年一瀉千里，寄生在歐盟光伏太陽能市場的中國企業(yè)，又回到他自己應(yīng)有的原位。

受光伏太陽能衰敗影響的國內(nèi)氣體公司，也難逃厄運，氣體欠款難追已成家常便飯，有的甚至連包裝容器如LN2罐、液氨T瓶也難收回。更有甚者，有的光伏公司吹毛求疵，想方設(shè)法找理由反訴其供應(yīng)商，目的就是將貨款一筆抹掉。所以，2013年為國內(nèi)太陽能企業(yè)供氣的氣體公司，即使是顯赫的外資公司也是業(yè)績平平。仍在頑強堅持為光伏廠家供氣的氣體公司，其產(chǎn)品的價格也不如以往，由于國內(nèi)生產(chǎn)資料價格攀升，?；飞a(chǎn)、經(jīng)營、運輸諸多環(huán)節(jié)的政府管理成本不斷加大，當(dāng)下即便是高檔的中國氣體產(chǎn)品也已進入薄利階段甚至微利階段。通常中國氣體市場的規(guī)律是落下的價格，一般不會再漲。

2013年中國工業(yè)氣體受下游大用戶的影響，市場表現(xiàn)很差，如沿海地區(qū)因造船業(yè)萎靡，其它行業(yè)需求有限，工業(yè)氣體車水馬龍的繁忙景象不復(fù)存在，工業(yè)氣體產(chǎn)能過剩極為嚴(yán)重，市場價格之戰(zhàn)愈演愈烈，在北方也出現(xiàn)一瓶氮氣的價格快要降低到一位數(shù)的程度。筆者去年曾經(jīng)說過液氬的價格是工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，經(jīng)過2013年的驗證，我仍堅持此觀點。國內(nèi)經(jīng)營工業(yè)液體分裝的小微氣體企業(yè)，普遍面臨是否能支撐下去的難題。我們不希望看到2013年成為國內(nèi)氣體公司關(guān)門歇業(yè)的起始年。

由于國內(nèi)環(huán)境問題日益突出，霧霾天氣已呈常態(tài)化、大范圍擴展的趨勢，政府對環(huán)境控制和保護的壓力劇增，先后出臺各種措施，力求治理惡化的環(huán)境，這一舉措對國內(nèi)開展標(biāo)準(zhǔn)氣體生產(chǎn)的單位無疑利好，2013年關(guān)于硫化物、氮氧化物等與環(huán)保相關(guān)的標(biāo)氣需求劇增，上百瓶批量采購此氣的需求不斷，雖然標(biāo)氣價格不高，但在目前的大背景下，還是不錯的買賣，其它用途的標(biāo)準(zhǔn)氣，如石化、煤化等領(lǐng)域用的標(biāo)準(zhǔn)氣在數(shù)量上也有不小的增長，尤其是煤化工領(lǐng)域。LED、光伏太陽能等領(lǐng)域需要的超純、超凈電子混合氣如 H2-SiH4(PH3、GeH4、Si2H6、BF3、B2H6)，在國內(nèi)同行的努力下，國產(chǎn)化率大幅度提高，價格也從上萬元一瓶，降到幾千元一瓶。

許多工業(yè)氣體廠家看到標(biāo)準(zhǔn)氣體的利潤，也對標(biāo)準(zhǔn)氣體產(chǎn)生興趣，并按工業(yè)氣體的思路，規(guī)劃和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)氣體，這是一個十分值得注意的現(xiàn)象，這樣做國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)氣體會一片混亂，在某些地區(qū)實際已經(jīng)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)氣體價格、質(zhì)量、服務(wù)下滑等諸多問題!標(biāo)準(zhǔn)氣體的制備看似簡單，實際上配氣工藝會因標(biāo)氣種類不同復(fù)雜變化，技術(shù)含量頗高，要求員工專業(yè)面廣，工裝設(shè)備十分齊全，要把標(biāo)準(zhǔn)氣體做精、做好，確保出廠產(chǎn)品質(zhì)量放心，絕非易事。至今，我們?nèi)杂性S多的化學(xué)性質(zhì)活潑，稱為“活性氣體”類的標(biāo)準(zhǔn)氣體如 HC、HF、Cl2、HCN、甲醛、NH3類標(biāo)準(zhǔn)氣還存在穩(wěn)定性的問題需要克服以及有效的控制方法;以往認(rèn)為準(zhǔn)確的進口老字號稱量工具實際仍存在不少問題，如可稱量大氣瓶的電子天平稱量數(shù)據(jù)不平行，誤差很大，尤其是近幾年的產(chǎn)品，業(yè)內(nèi)許多同行感覺質(zhì)量令人堪憂!

為了提高配氣稱量準(zhǔn)度，2013年我院改為采購梅特勒生產(chǎn)的新產(chǎn)品4臺(尚未到貨)，我們寄希望梅特勒產(chǎn)的高精密比較器(型號:MS32002L 32/10 mg XP155KS 150 kg/50 mg)能有效解決此類問題，給國內(nèi)氣體同行帶來曙光。不同稱量范圍的天平、各種類型的分析檢測儀器、數(shù)臺實用的配氣裝置是配氣公司開工的基礎(chǔ)和前提。否則，以僥幸的心態(tài)匆忙開展配氣，無論如何廉價，都難走長遠(yuǎn)。

我國配氣的做法應(yīng)向國外同行學(xué)習(xí)，尤其是在設(shè)備方面，過去我們無論配什么氣體基本都采用一套裝置，隨著標(biāo)準(zhǔn)氣體組分含量向“10－9”發(fā)展，裝置的污染問題十分突出，同時管道對組分氣體的“吸附”不可小視。因此，一個正規(guī)的標(biāo)氣公司至少擁有10臺(套)獨立的配氣設(shè)施，裝置管道應(yīng)采用316L的EP管，精密壓力表也應(yīng)是316L材質(zhì)的。傳統(tǒng)的箱柜式配氣裝置無論如何裝飾，其占地、費料，好看不中用的缺陷應(yīng)徹底改變，這一點國外公司簡捷的掛墻式結(jié)構(gòu)，很值得借鑒。我們通過采用這樣的“裝置”配氣，明顯感覺房屋利用率大大提高，管路、閥門直接明了，操作省力、順手。

2 2013年中國電子氣體狀況

2.1 高純硅烷

作為電子氣體中十分重要的硅烷氣體，2013年全世界市場產(chǎn)能過剩、價格下滑的現(xiàn)象十分突出。我國自產(chǎn)硅烷在平衡國內(nèi)硅烷價格方面起到了巨大的根本性作用，中寧硅業(yè)通過幾年的艱辛努力已形成穩(wěn)定的量產(chǎn)。國內(nèi)市場尤其是光伏太陽能的市場占有率不斷提高，按此下去，國產(chǎn)硅烷將會大部分取代進口產(chǎn)品，韓國某著名硅烷廠接連發(fā)生的安全事故，也加速了硅烷國產(chǎn)化的進程。國內(nèi)曾經(jīng)運行的幾條以硅化鎂法生產(chǎn)硅烷的生產(chǎn)線最終完成其歷史使命退出江湖，我們有足夠的理由相信，中寧硅業(yè)的國產(chǎn)硅烷會逐漸進入國內(nèi)TFT、IC、LED等領(lǐng)域。由于目前市場對硅烷的需求不旺，中寧硅業(yè)是否會進行戰(zhàn)略上的“價格放水”，加強國產(chǎn)硅烷的國內(nèi)定價權(quán)、話語權(quán)，我們拭目以待。

2.2 高純氨

2013年在電子氣體方面，我國的高純氨市場和去年特氣年會預(yù)測的一致，市場供過于求，國內(nèi)還有的單位根據(jù)自己的條件，仍在拼命上馬。2013在華外資計劃開工的氨工廠沒按期投產(chǎn)，估計是與不景氣的下游市場有關(guān)。目前國內(nèi)高純氨氣價格急劇下滑，上馬的高純氨生產(chǎn)商只有靠量才能獲取利潤，因為人力物力一旦投入，企業(yè)再也沒有退路，雖說氨氣價格較低甚至將來還會更低，但同原料液氨價格、同工業(yè)氣體價格相比，高純氨還算是“暴利”。在LED領(lǐng)域，我們同德國公司的氨在綜合品質(zhì)方面，還是存有一定的差別，迄今為止國內(nèi)許多LED廠商仍首選甚至指定國外特定品牌的高純氨。2013年現(xiàn)場供氣(氨)的技術(shù)，或許因市場的原因、或許因氨氣價格下滑，暫無突破性的進展。低成本、高純度是未來氨氣生產(chǎn)必須發(fā)展的方向，否則，隨著我國危化品生產(chǎn)、運輸成本的不斷提高，呆壞賬頻現(xiàn)，氨產(chǎn)品的利潤也越來越低，企業(yè)難以維系!隱約的感覺未來高純氨真要重蹈工業(yè)氣之復(fù)轍。

表1 美國某公司高純氨指標(biāo)Table1 A American company high purity ammonia product index

2.3 高純 N2O

2013中國的高純N2O出現(xiàn)過市場供應(yīng)不足的現(xiàn)象，韓國等國外產(chǎn)的N2O大量進口國內(nèi)，這主要是因為我國境內(nèi)僅有一家公司批量生產(chǎn)N2O，該公司產(chǎn)量小，加之設(shè)備維護維修，所以，出現(xiàn)產(chǎn)品“斷檔”理所當(dāng)然，需求必然刺激生產(chǎn)，2013年以后我國N2O一貨難求的局面將徹底改寫，國內(nèi)已經(jīng)有至少2家外資氣體公司引進國外高純N2O生產(chǎn)線，估計明年可實現(xiàn)量產(chǎn)，同時我國的氣體同行，通過潛心研究打破技術(shù)瓶頸，研制出國產(chǎn)的以NH4NO3干法分解制取N2O的熱分解、吸收、吸附、壓縮、冷卻、充裝工藝，已經(jīng)可以生產(chǎn)大量的N2O，并且第二條生產(chǎn)線也處于調(diào)試狀態(tài)，所用的設(shè)備全為國產(chǎn)化，無疑競爭優(yōu)勢明顯!進口與國產(chǎn)設(shè)備將同臺唱響我國N2O市場。

2.4 高純Cl2

TFT-LCD、光導(dǎo)纖維、LED、IC等領(lǐng)域都需要純度很高的高純氯氣，由于氯氣除技術(shù)性問題外，它屬于劇毒品，因此，生產(chǎn)、運輸、使用等都需要嚴(yán)格的政府審批，這些復(fù)雜的壁壘在某些方面限制了高純氯氣國產(chǎn)化步伐。光明院20多年前就開展了噸級高純氯氣產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)系列環(huán)節(jié)的研究，但上百噸乃至上千噸的生產(chǎn)線，一直進展緩慢。2013年國內(nèi)張吉瑞老師已攻克難關(guān)，在成功開發(fā)高純氯化氫的基礎(chǔ)上，建立了國產(chǎn)高純氯氣生產(chǎn)線，目前正做產(chǎn)品的使用工作，由于氯氣和氯化氫具有相類似的物化性質(zhì)，彼此有許多可借鑒的經(jīng)驗，國產(chǎn)氯氣必定像氯化氫一樣會獲得成功;這是繼高純氨、高純氯化氫、高純硅烷、高純四氟化碳、高純N2O國產(chǎn)化后又一新的品種，也必將有廣闊的市場。

2.5 高純CO2

高純CO2是2013年被炒得火熱的一種氣體，全國許多氣體公司，尤其是有工業(yè)氣體背景的氣體公司對此產(chǎn)生極其濃厚的興趣。競相上馬高純CO2的單位很多，8月份后這種甚囂塵上的新聞似乎告一段落。

表2 國外某氣體公司高純CO2技術(shù)指標(biāo)Table2 A foreign company high purity carbon dioxide product index

高純CO2是IC許多制程環(huán)節(jié)必需的氣體，不同的環(huán)節(jié)需要的CO2純度不盡一致。外資生產(chǎn)的食品級CO2各項指標(biāo)比較好，但即便如此，食品級CO2仍有許多指標(biāo)滿足不了IC對高純CO2的質(zhì)量需求，目前國內(nèi)高純CO2也僅僅滿足GB/T 23938的要求，但對某些IC廠而言，要求CO2中的水要≤1.0×10－6，采用一般的吸附—精餾等常規(guī)手段不易完成。我們實驗室曾抽測遼寧某廠瓶裝食品級CO2，其含水量為2.67×10－6，也就是說不作處理，水含量就達(dá)到國標(biāo)要求。如何能很經(jīng)濟地把CO2中的水降到≤1.0×10－6甚至更低，是 CO2凈化的關(guān)鍵和難點，提高國產(chǎn)高純CO2的技術(shù)層次，滿足IC行業(yè)對高純CO2的需求，修改高純CO2國標(biāo)也是十分必要的;否則不經(jīng)凈化簡單放空處理，都號稱是“高純CO2”是極不合適的。通過表2可以看出，CO2氣體中的顆粒物已經(jīng)不是供需雙方商定的指標(biāo)，在許多先進的IC工廠，顆粒物是必須測定的指標(biāo)。

2.6 高純H2Se

高純硒化氫是ZnSe及含Se化合物半導(dǎo)體重要的“源”性氣體，光明院依賴其雄厚的氣體專業(yè)技術(shù)，采用Se+H2→H2Se干法合成技術(shù)，克服了合成過程中Se固體堵塞系統(tǒng)、H2Se劇毒等難題，完成了噸級合成－凈化－充裝生產(chǎn)線，已大批量生產(chǎn)瓶裝高純H2Se供用戶使用，結(jié)束了我國高純H2Se進口的歷史。該技術(shù)申報了國家專利，并獲中國化工集團公司科技進步二等獎。同濕法工藝相比，此技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，工藝水平同國外公司相當(dāng)，無疑具有較強的市場競爭力，此工藝是在我院原有S+H2→H2S工藝技術(shù)上的完善和創(chuàng)造。

2.7 高純CO

高純一氧化碳是半導(dǎo)體制造過程及羅芬混合氣配制重要的原料氣體，其純度要求大于99.999%，目前國內(nèi)原料級別的CO主要來源于:甲酸濃硫酸(磷酸)加熱脫水、甲醇制氫副產(chǎn)氣、煤造氣經(jīng)PSA分離。甲醇制氫副產(chǎn)氣、煤造氣經(jīng)PSA分離生產(chǎn)的CO量大，純度不高，而甲酸(草酸)濃硫酸(磷酸)加熱脫水制備的CO純度高，但產(chǎn)量小，價格貴。2013年江蘇丹化CO停產(chǎn)，全國的CO出現(xiàn)過緊張狀況;現(xiàn)在雖然有所緩解，但由于CO的化學(xué)毒性，所以，CO在有些地區(qū)仍不方便獲取。對于純度大于99.999%的高純CO，應(yīng)采取更為有效的凈化技術(shù)或手段降低凈化成本，目前采取的低溫精餾方式，因N2和CO的沸點相差太小，雖然分離有效但LN2消耗太大，目前，國內(nèi)新的高純CO凈化方法已在去年就批量生產(chǎn)出合格品，該技術(shù)可以延伸到其它沸點較低的氣體凈化。

3 其它

3.1 高純氙氣

高純氙氣是2013年最為搶眼的氣體，幾年前Xe曾經(jīng)出現(xiàn)過供不應(yīng)求，價格猛漲的現(xiàn)象，沒想到眼下的經(jīng)濟大背景，也能重復(fù)以往，其原因是歐盟修改電光源氣體的組成，使得Xe不足，Kr氣過剩。我國Xe目前的產(chǎn)能滿足不了需求，同時國內(nèi)污染嚴(yán)重的現(xiàn)實，使得國內(nèi)空分提煉Xe的難度加大，其表現(xiàn)是氟碳化合物不斷地增多，原有的經(jīng)典Xe提純工藝遇到一定的困難。據(jù)了解俄羅斯深冷公司的提純Xe技術(shù)，通過增加分離塔有效地解決空氣日益污染導(dǎo)致稀有氣體中氟碳化合物上升的問題，該工藝十分適合我國空分的現(xiàn)狀，一定會在我國大面積推廣，現(xiàn)已在國內(nèi)的濟南鮑德氣體、邯鋼氣體獲得成功，提純的Xe、Kr產(chǎn)品經(jīng)過檢驗質(zhì)量很好。

針對我國Xe緊張的現(xiàn)實，及我國的Xe多來自鋼廠的空分車間，其產(chǎn)能受制于下游的煉鋼產(chǎn)能，目前許多大型企業(yè)包括上海寶鋼氣體、杭氧股份公司等正著手開展Xe的提取工作，通過此次Xe市場價格的急劇升高，將會強烈刺激和拉動國內(nèi)提Xe技術(shù)、提Xe設(shè)備的技術(shù)進步。估計Xe產(chǎn)能也必將在2014年會有很大的提高，這將大大緩解我國Xe供應(yīng)不足的被動局面，屆時國內(nèi)Xe的價格又會回到理性的價位。從圖1國際稀有氣體價格走勢圖可以看到，2010年Xe曾價格飆升過，但由于那時是因為經(jīng)濟過熱導(dǎo)致，強烈的價格提升沒有拉動Xe的技術(shù)突飛及生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，預(yù)計2013年的價格變化不會就此了事，而后Xe會產(chǎn)生一系列影響未來的變化。

圖1 稀有氣體價格浮動率Fig.1 Rare gas price volatility

3.2 超純氣體的超凈技術(shù)

用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的超純氣體的顯著特點是:超純、超凈、超前?！俺瑑簟奔夹g(shù)當(dāng)今尤顯重要，目前國家標(biāo)準(zhǔn)對氣體中顆粒物的要求基本是按供需“協(xié)商”解決，而10 in以上級別的IC廠，對氣體中的顆粒物要求很明了(見表2)，并且對氣體顆粒物的檢測、儀器等已臻成熟。重視氣體中顆粒物將對我國氣體綜合品質(zhì)的提升意義重大，迄今我國對氣體過濾技術(shù)進行研究的單位幾乎沒有，實際上顆粒物的檢測技術(shù)、過濾器的評價(過濾效果、阻力等因素)、過濾組合方式其技術(shù)難度不亞于工藝凈化、檢測、包裝等氣體制造環(huán)節(jié)，片面的認(rèn)為買個過濾器就OK的想法是缺乏科學(xué)的，因為過濾器在過濾過程中效果會不斷下降，何時終止更換是需要有效監(jiān)控和測量的，此外，不同目數(shù)過濾器的有效組和更換需要在凈化設(shè)計時科學(xué)考慮和確定。

4 中國氣體未來展望

2013年盡管氣體市場表現(xiàn)平平，但中國整體氣體技術(shù)“質(zhì)變”明顯，許多難以解決的氣體產(chǎn)品通過努力已經(jīng)得以徹底解決。氣體品種一個一個被“攻破”，未來我們再做什么或許成為大家普遍關(guān)注的問題。盡管中國氣體尤其技術(shù)含量高的高純電子氣體進步很快，但我們同國外知名的氣體公司相比仍存在很大的差別，我們只是解決了“有”、“無”問題，在氣體品位上、尤其是在氣體生產(chǎn)(經(jīng)營)理念上我們應(yīng)該繼續(xù)努力，否則，我們就做不出來氣體的“精品”甚至“奢侈品”。筆者預(yù)測未來我們中國氣體的發(fā)展趨勢如下。

4.1 塑造中國的知名氣體品牌公司

鑒于國內(nèi)氣體從工業(yè)氣體到電子氣體存在嚴(yán)重的飽和狀態(tài)，加之下游企業(yè)復(fù)蘇無望，未來市場競爭會更為激烈殘酷，國內(nèi)沿用的“價格戰(zhàn)”會愈演愈烈。國外氣體公司尤其是韓資氣體公司會瘋狂地登陸中國在國內(nèi)投資建廠，如韓國的OCI 2013年已經(jīng)在南京投產(chǎn)NF3，如此一來國內(nèi)許多的氣體公司將會面臨巨大的壓力，若不及時科學(xué)的應(yīng)對，將會關(guān)門歇業(yè)!

4.2 整合

區(qū)域整合、行業(yè)整合、資本與市場的整合已經(jīng)迫在眉睫。我國擁有世界上數(shù)量眾多的氣體公司，但我們沒有世界級的“知名”氣體公司，只有通過合理、合法的整合才有可能孕育出未來的著名公司。實際上整合在國際上司空見慣，如林德收購BOC。整合是為了做大、做強。目前國內(nèi)?；返馁Y質(zhì)發(fā)放、管理十分苛刻，國內(nèi)眾多的中小型氣體公司都擁有很有價值的?；飞a(chǎn)、經(jīng)營、運輸、儲存的相關(guān)資質(zhì)和熟悉此類知識的專業(yè)人才，這一難得的資質(zhì)就是合資的資本，廣大中小企業(yè)也不必過于擔(dān)心，或許整合就是機遇或機會。

4.3 走出國門

中國國內(nèi)氣體公司可以有計劃地走出國門，到亞洲欠發(fā)達(dá)的國家投資辦廠，由于歐盟對我國光伏太陽能的出口限制，國內(nèi)許多光伏公司在其它亞洲國家建廠，這就為國內(nèi)氣體公司提供了難得的機遇，我們完全可以在外興辦氣體公司，利用資金、技術(shù)優(yōu)勢滿足這些國家市場的需求，實際國內(nèi)有的公司已經(jīng)開始默默地行動起來，但這種做法也許只在有限的幾年有效。

總之，中國氣體將會持續(xù)的保持高速發(fā)展是歷史的必然，經(jīng)過近十年的努力，我國氣體更多的是在數(shù)量上的增加，為下游用戶提供了供氣的便利，氣體公司也積累了相當(dāng)?shù)馁Y本和經(jīng)驗，隨著全球化競爭加劇，我國氣體將在“質(zhì)”的層次上發(fā)生飛躍!這是我國氣體水平躋身世界之林的鋪墊階段，我國氣體公司通過國際化視野，不斷采取收購整合的大手筆，實現(xiàn)我國氣體公司國際化，前途光明，道路曲折。或許我們會感謝因2013年的危機給中國氣體帶來的生機。