多晶硅研究系列1.docx

1、多晶硅研究系列1多晶硅研究系列1：三大生产工艺的比较1.多晶硅的生产工艺：从西门子法到改良西门子法从西门子法到改良西门子法的演进是一个从开环到闭环的过程。1955年，德国西门子开发出以氢气（H2）还原高纯度三氯氢硅（SiHCl3），在加热到1100左右的硅芯（也称“硅棒”）上沉积多晶硅的生产工艺；1957年，这种多晶硅生产工艺开始应用于工业化生产，被外界称为“西门子法”。由于西门子法生产多晶硅存在转化率低，副产品排放污染严重（例如四氯化硅SiCl4）的主要问题，升级版的改良西门子法被有针对性地推出。改良西门子法即在西门子法的基础上增加了尾气回收和四氯化硅氢化工艺，实现了生产过程的闭路循环，既可

2、以避免剧毒副产品直接排放污染环境，又实现了原料的循环利用、大大降低了生产成本（针对单次转化率低）。因此，改良西门子法又被称为“闭环西门子法”。改良西门子法一直是多晶硅生产最主要的工艺方法，目前全世界有超过85%的多晶硅是采用改良西门子法生产的。过去很长一段时间改良西门子法主要用来生产半导体行业电子级多晶硅（纯度在99.9999999%99.999999999%，即9N11N的多晶硅）；光伏市场兴起之后，太阳能级多晶硅（对纯度的要求低于电子级）的产量迅速上升并大大超过了电子级多晶硅，改良西门法也成为太阳能级多晶硅最主要的生产方法。2.改良西门子法生产多晶硅的工艺流程查看原图（改良西门子法工艺流程

3、示意图）改良西门子法是一种化学方法，首先利用冶金硅（纯度要求在99.5%以上）与氯化氢（HCl）合成产生便于提纯的三氯氢硅气体（SiHCl3，下文简称TCS），然后将TCS精馏提纯，最后通过还原反应和化学气相沉积（CVD）将高纯度的TCS转化为高纯度的多晶硅。在TCS还原为多晶硅的过程中，会有大量的剧毒副产品四氯化硅（SiCl4，下文简称STC）生成。改良西门子法通过尾气回收系统将还原反应的尾气回收、分离后，把回收的STC送到氢化反应环节将其转化为TCS，并与尾气中分离出来的TCS一起送入精馏提纯系统循环利用，尾气中分离出来的氢气被送回还原炉，氯化氢被送回TCS合成装置，均实现了闭路循环利用。

4、这是改良西门子法和传统西门子法最大的区别。CVD还原反应（将高纯度TCS还原为高纯度多晶硅）是改良西门子法多晶硅生产工艺中能耗最高和最关键的一个环节，CVD工艺的改良是多晶硅生产成本下降的一项重要驱动力。3.与主要生产工艺的比较改良西门子法在多晶硅生产领域已经应用了几十年，至今它的主导地位仍然牢不可破。通过CVD技术的改良、中间气体生产技术的进步和规模化效益的凸显，二次创新的改良西门子法已经成为目前技术最成熟、配套最完善、综合成本最低的多晶硅生产工艺。从2008年开始大举进入多晶硅生产领域、目前产能分列全球前两位的中国$保利协鑫能源(03800)$和韩国OCI是改良西门子法的典型代表。利用成熟

5、的技术、完善的配套和自身产能规模的迅速扩张，保利协鑫和OCI在控制多晶硅生产成本方面很快做到了世界领先水平，也给原有的世界多晶硅生产大厂（所谓的多晶硅七巨头）带来很大压力。最近公布的2011年第四季度财报显示，截至2011年底，保利协鑫的多晶硅生产成本已经降至18.6美元/公斤（包括设备折旧成本，大约占14%），综合电耗可低至65度/公斤。（1）硅烷法要聊硅烷法，就不得不聊到挪威的REC公司（RenewableEnergyCorporation）。REC是全球最重要的高纯硅烷供应商，一度占据全球电子级硅烷市场80%的份额，对采用硅烷法生产多晶硅有很强的动力。和保利协鑫专注于多晶硅生产、产业链条

6、相对单一不同，传统多晶硅大厂多为电子材料综合供应商，如德国Wacker的产品涉及多晶硅、有机硅、聚醋酸乙烯、白炭黑等，而挪威REC、美国MEMC（$休斯电子材料(WFR)$）则是全球电子级硅烷的重要供应商。硅烷法制造多晶硅也是一种化学方法，核心工艺是利用高纯度硅烷在反应器中热分解为高纯度硅。硅烷法可以分为两类，较早出现的是硅烷西门子法（SilaneSiemens），即用硅烷（SiH4）而非TCS作为CVD还原炉的原料，通过硅烷（包括副产品SiH2Cl2，下文简称DCS）的热分解和气相沉积来生产高纯度多晶硅棒料，REC旗下的RECSilicon公司（位于美国，包括原Asimi和SGS）采用过此方

7、法生产电子级多晶硅；不过，REC近期的多晶硅扩建项目采用了另一种硅烷法硅烷流化床法（SilaneFBR），将硅烷(UCC法制成的硅烷可以包含副产品DCS）通入加有小颗粒硅粉的流化床（FBR）反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅。和REC采用的硅烷流化床法类似的是由美国MEMC最早推出的流化床法，以STC、H2、冶金硅和HCl为原料在流化床（FBR）高温（500以上，不算很高）高压（20bar以上）下氢化生成TCS，TCS通过一系列歧化反应后制得硅烷气，硅烷气再通入有小颗粒硅粉的流化床反应炉内连续热解为粒状多晶硅。这种方法制得的多晶硅纯度相对较低，但基本能满足太阳能级多晶硅的要求。查看原图

8、（流化床法的工艺简图）硅烷法的优点在于热解时温度要求较低（800左右），流化床法还有参与反应的硅料表面积大、生产效率高的优点，所以还原电耗低于改良西门子法；另外，硅烷流化床法是一个连续生产的过程，除定期清床之外设备可连续运行，也不需要换装硅芯、配置碳电极等，这些优点均反映为硅烷法生产多晶硅的现金成本很低。以REC为例，2011年Q4硅烷流化床法生产多晶硅的现金成本已降至14美元/公斤。查看原图（REC硅烷流化床法多晶硅的生产成本）不过，硅烷流化床法相对改良西门子法还不是很成熟、单位建设成本也比较高，2011年Q4REC的单位研发成本是4美元/公斤，单位折旧是8美元/公斤，多晶硅生产的综合成本为

9、26美元。另一方面，改良西门子法在二次创新（提高CVD产能、优化CVD单位功耗、改进STC氢化工艺等）后，无论是还原电耗还是综合电耗都有显著降低，考虑到目前改良西门子法的单位建设成本已经很低（保利协鑫约30美元/公斤），其生产多晶硅的综合成本仍然优于硅烷流化床法。以保利协鑫2011年Q4的情况为例，多晶硅综合成本为19.3美元/公斤，不仅优于REC硅烷流化床法的同期成本，也优于REC制定的2012年Q4目标23美元/公斤。而且，硅烷法对安全性要求很高（硅烷易爆炸，被RECSilicon收购的日本小松Komatsu在应用硅烷法时就曾发生过严重的爆炸事故而不愿扩大生产；RECSilicon的650

10、0吨新生产线SiliconIII在投产后不久也出现过气体泄漏的安全问题而被迫紧急抢修）；硅烷分解时容易在气相成核从而生产相当比例（10%以上）的硅粉，变相拉高成本；流化床法制成的多晶硅纯度也相对较差。至于$英利绿色能源(YGE)$当初为什么会选择硅烷法，个人认为是自身急于“弯道超车”+外部专家“忽悠”的结果。资料显示，英利的六九硅业选择用四氟化硅法生产硅烷，一期工程采用硅烷西门子法，利用CVD炉热解硅烷生产高纯度多晶硅，设计年产能3000吨；计划中的二期工程则准备采用硅烷流化床法，通过流化床反应装置将硅烷热解为粒状多晶硅。暂且不论受专利严格保护的硅烷流化床法（六九硅业一期工程还没有应用此方法）

11、，单是生产高纯度硅烷的四氟化硅法，六九硅业要自主掌握也有很大的难度。四氟化硅法又称休斯法，是美国MEMC的专利技术，虽然适合大规模生产高纯度硅烷，但工艺难度高、设备庞杂（特别是提纯）、投资巨大，而且不像改良西门子法在关键设备及工艺方案上有成熟供应商。因此，六九硅业的“自主研发”进展得很不顺利，不仅硅烷法自产的多晶硅成本远高于外购，而且实际产量也一直远低于设计产能；2011年Q4，英利对六九硅业进行了高达人民币23亿元（合3.615亿美元）的固定资产减值处理。（2）冶金法有别于改良西门子法和硅烷法的化学方法，冶金法是利用物理方法生产太阳能级多晶硅，其典型工艺是将纯度好的冶金硅进行水平区熔单向凝固

12、成硅锭，去除硅锭的外表部分和金属杂质聚集的部分后，将硅锭粗粉碎并清洗，并在等离子体熔解炉中去除硼杂质，然后二次区熔单向凝固成硅锭，再次除去外表部分和金属杂质聚集的部分然后粗粉碎和清洗，最后在电子束熔解炉中除去磷和碳杂质直接生成太阳能级多晶硅。查看原图（冶金法的典型工艺流程，摘自中国有色金属学报太阳能级多晶硅生产技术发展现状及展望）从理论上讲，冶金法的工艺要比改良西门子法简单很多，综合电耗也低许多（大约22度/公斤，改良西门子法最优也在65度/公斤），所以投资少、建设周期短、生产成本低。但是，如果有人跟你讲冶金法现在有多么厉害，可以取代改良西门子法，那他一定是在“忽悠”。原因很简单，纯度问题成为

13、冶金法多晶硅的致命伤，综合考虑后目前并无成本优势。最早采用冶金法生产多晶硅的是日本钢铁企业JFE，早在2001年它就投入了一条冶金法中试线，不过这位先驱很快发现冶金法实际成本太高且看不到可以明显降低的前景，最终停止了中试线的运行。之前，让大家开始对冶金法多晶硅充满期待的真正原因是太阳能级多晶硅高企的价格，而非冶金法多晶硅本身。由于化学法制造多晶硅投资巨大、建设周期和达产周期长，使得太阳能级多晶硅的供应刚度很大，而德国、西班牙等欧洲光伏市场的连续启动让需求从2007年下半年开始出现非常明显的增长，使得太阳能级多晶硅的价格出现急剧攀升并维持420美元/公斤的高价到2008年上半年。正是这种背景下，

14、冶金法多晶硅有了真正意义上的亮相，阿特斯太阳能利用这种多晶硅生产的光伏组件（转化率13.3%-14%）获得了订单，而后赛维LDK签订了用冶金法多晶硅（由加拿大TIM和挪威Elkem供应）为德国电池Q-Cell代工硅片的协议。国内采用冶金法生产多晶硅的企业主要有上海普罗和$银星能源(SZ000862)$，挪威Elkem（除了生产太阳能级多晶硅，Elkem还是全球最大的冶金硅供应商）于2011年被中国蓝星集团收购。而现在的情况呢？优质太阳能级多晶硅的现货价格已跌至25美元/公斤附近；化学法多晶硅的供应量十分充足（前四大供应商的产能已经可以满足30GW以上光伏组件对多晶硅的需求）；更为关键的是低转化

15、率的光伏产品已经没有市场，而纯度低，制成的光伏产品转化率低、易衰减正是冶金法多晶硅的硬伤。挪威Elkem的情况显示，冶金法多晶硅必须与电子级多晶硅掺杂后才能满足太阳能级多晶硅的基本条件，制成转化率15%-16.5%的光伏电池。短期内，多晶硅纯度低、产出的电池效率易衰减成为冶金法难以突破的瓶颈，使其不仅不可能取代化学法，而且也难以充当“有益的补充”这一角色。4.改良西门子法仍将是最主要的生产工艺综上所述，改良西门子法依然“综合素质”最优的多晶硅生产工艺，短时间内被其他工艺替代的可能很小。其实，从产业应用的角度来看也是如此。目前的四大多晶硅供应商（保利协鑫、德国Wacker、美国Hemlock、韩

16、国OCI），除Wacker在Poly5生产线有650吨的流化床法产能之外，其余产能（截至2011年末约为18.1万吨）全部采用改良西门子法。查看原图因此，本系列的后续文章都将把改良西门子法作为研究对象，第二篇文章将探讨改良西门子法的成本控制与新工艺。多晶硅研究系列2：多晶硅生产成本的构成与控制在第一篇文章中，通过对多晶硅主要生产工艺（TCS改良西门子法、硅烷流化床法和冶金法）的比较我们发现：1.基于TCS的改良西门子法仍是多晶硅生产最主要的方法改良西门子法目前为全世界提供了85%以上的太阳能级多晶硅；截至2011年底，全球TOP4多晶硅供应商（保利协鑫、德国Wacker、美国Hemlock、韩

17、国OCI）的18.165万吨产能中有18.1万吨是TCS改良西门子法，占比超过99.6%。2.TCS改良西门子法仍是综合成本最低的多晶硅生产方法由挪威REC(REC.OL)主导的硅烷流化床法尽管能耗更低，但在考虑折旧后的综合成本上并无优势（4Q11，REC硅烷流化床法多晶硅的综合成本是$26/kg，同期，保利协鑫的综合成本是$19.3/kg），而且这个局面似乎在未来一段时间仍将保持（REC预计今年Q4将降至$23/kg，这个数值仍高于保利协鑫去年底实现的$18.6/kg）。接下来，我们以改良西门子法为对象，研究太阳能级多晶硅生产成本的构成和控制。一、多晶硅生产成本的构成以成本领先的$保利协鑫能

18、源(03800)$为例，我们考察一下太阳能级多晶硅综合成本的构成情况。查看原图（3Q11保利协鑫多晶硅综合成本的构成情况，来源：国泰君安国际评级报告）如上图所示，电力成本、TCS（三氯氢硅）成本和折旧是多晶硅生产中最大的三项独立成本，分别占到总成本的32%、21%、16%；排在其后的是蒸汽成本和人力成本，占比降低到7%和6%；其他成本主要包括气体成本（如氢气、氯气）、用水成本、设备维护和保养成本等，占比达到18%。不难看出，在产业层面上，降低多晶硅综合成本的关键是控制电力成本、TCS成本和折旧成本。二、多晶硅生产的成本控制和新工艺1.电力成本的控制多晶硅生产最主要的成本是电力成本。要降低电力成

19、本，办法无外乎两个：减少综合电耗和寻找便宜的电。(1)寻找便宜的电所以，我们看到许多企业把多晶硅产能建在了电力成本相对低廉的地区水电丰富的西南地区和电力富余、电价很低的新疆地区，如下游产能位于浙江嘉善的$昱辉阳光(SOL)$选择了在四川眉山建设多晶硅产能，一期工程位于重庆万州（利用当地水电资源）的$大全新能源(DQ)$把二期工程放在了电力成本更低的新疆石河子（用电成本约为0.3元/度，而产能位于江苏徐州的保利协鑫电价成本在0.65元/度之上）；而A股$特变电工(SH600089)$旗下的新疆硅业和$航天机电(SH600151)$旗下的神舟硅业则分别选址新疆乌鲁木齐和内蒙古呼和浩特。另外，也有一

20、些产能位于中部地区的多晶硅企业是通过寻求当地政府支持的办法，来获得优惠电价以降低电力成本。(2)减少综合电耗关键是要减少还原电耗，因为将高纯TCS在CVD炉中还原为太阳能级多晶硅是整个生产过程中电耗最高的环节，还原电耗一般会占到总电耗的50%-60%。保利协鑫在4Q11财报会议上表示，“最新还原炉电耗可低至每公斤40千瓦时，综合电耗可低至每公斤65千瓦时”，还原电耗占总电耗的62%；国内另一家多晶硅主要供应商目前的综合电耗为100度，还原电耗占到55%-58%。查看原图（CVD还原炉示意图，来源：瓦克化学FIFTYYEARSOFWACKERPOLYSILICON）如上图所示，高纯TCS气体被氢

21、气还原成高纯多晶硅的反应是发生在电加热至10001100的预制硅棒表面（气相沉积），为防止还原炉内表面发生气相沉积，也为维持炉体的机械强度，整个炉体的内表面需要用冷却液进行冷却。而电加热高温硅棒与炉体内表面之间的巨大温差使得大量的热能通过冷却表面损失掉，还原过程中需要对硅棒进行持续加热，这正是还原电耗很高的主要原因。CVD还原炉生产是一个非连续过程，要降低多晶硅的单位电耗就要提高还原炉的单炉产能和缩短单炉生产周期。现实情况中，提高单炉产能比缩短生产周期更为可行，目前的收效也更为明显。全球CVD还原炉主要供应商$GTAdvanced(GTAT)$（原GTSolar）的研究表明，增加预制硅棒数量和

22、提高还原炉运行压力是提高单炉产能的有效办法。如下图所示，单台还原炉的产能随着硅棒数量的增加而增加；相同条件下，常压还原炉（1bar，1个大气压）的产能只有加压还原炉（6bar）的三分之一。查看原图（CVD还原炉单炉产能与硅棒数量、反应压力的关系，来源：GTAT研究报告）正是如此，我们看到CVD还原炉的硅棒数量在持续增加，从之前的10对棒、12对棒、18对棒、24对棒发展到目前的36对棒、48对棒，PolyPlantProject公司(PPP)去年还推出了54对棒的还原炉。当然，需要明确的是，也不是硅棒数量越多越牛B。当硅棒数量（包括还原炉尺寸）大到一定程度后，继续增加带来的节能效益变得微乎其微

23、（如下图所示）。查看原图（单位还原电耗与硅棒数量、反应压力的关系，来源：GTAT研究报告）由上图可以发现，其他条件相同的情况下，加压还原炉（6bar）的单位电耗不到常压还原炉的一半。典型例子是，大约10年前，常压还原炉为主的时代，日本三菱通过48对棒的常压还原炉才实现了还原电耗83度/公斤，单炉产量5吨，而现在36对棒的加压还原炉就能实现还原电耗低于50度/公斤，且单炉产量超过5吨。目前，6bar的加压还原炉已经普及。近年来，通过工艺优化CVD还原炉的单炉年产能和单位电耗都取得明显的进步。GTAT提供产品参数显示，从2006年4月推出的第一代产品SDR100型还原炉到2010年9月推出的第四代

24、SDR400型还原炉，单炉年产能从150吨提高到400吨以上，单位电耗从90度/公斤降至45度/公斤。GTAT2011财年年报披露，将要推出产能更大、能耗更优的第五代产品SDR600型还原炉，按计划2011年夏天会在客户现场进行样机测试。查看原图（近年来CVD还原炉产量和能耗的进步，来源：GTAT产品宣传册）值得投资者注意的是，在实际生产过程中，我们和厂商都不应该只追求某一两项指标的超越，无论这个指标是“硅棒对数”还是我们的目标“单位电耗”。基于既有条件，在高单炉产能、低单位电耗和恰当的投资成本、运维成本之间寻求平衡才是生存之道。2.折旧成本的控制影响多晶硅生产单位折旧成本的因素主要是产能的单

25、位建设成本、开工率和折旧年限的选择。(1)产能的单位建设成本关于产能的单位建设成本有一个经验法则是，年产量1万吨工厂的单位建设成本是年产量1500吨工厂的一半。这跟传统化工厂的CAPEX情况类似，因为多晶硅厂的蒸汽、冷却水、氢气等的供给及循环利用装置、精馏提纯装置、尾气回收装置、热能回收装置、凝水回收装置、控制系统的建设成本，乃至整个工厂的设计成本、工艺成本都有很强的“规模效益”。与之类似的情形是，多晶硅厂在原有产能基础上进行扩张时也会受益于过程装置的共享，从而使单位建设成本较前期有显著下降。典型案例是韩国OCI(036490.KQ)和保利协鑫。周旭辉1007先生撰写的深度研究报告OCI与保利

26、协鑫成本下降之路显示，韩国OCIP3期多晶硅产能的初始规模是1万吨，对应的单位建设成本是88美元/公斤（2010年12月建成）；之后在原有产能基础上进行扩建，首次新增的8000吨产能，单位建设成本陡降至40美元/公斤（2011年10月建成）；再次扩建的7000吨产能，单位建设成本进一步降至35美元/公斤（原计划2011年12月建成，后延至今年Q2）。保利协鑫IR负责人汪满健先生在雪球i访谈中表示保利协鑫2011年新增产能的单位建设成本低于30美元/公斤。当然，除新旧产能间装置共享产生的“协同效益”之外，单位建设成本的大幅下降也得益于近期设备价格的明显降低。查看原图（新旧产能的协同效益使OCI的

27、单位建设成本大幅降低，来源：长江证券OCI与保利协鑫成本下降之路）除了规模效益和协同效益之外，提高设备国产化率也是国内厂商降低单位建设成本的途径。保利协鑫（江苏中能）一期产能完全采用进口设备，到四期、五期产能时设备的国产化率已经超过了80%，还自主设计了关键设备还原炉和单体10万吨、目前世界上最大的冷氢化装置。类似的情况还有昱辉阳光，其二期产能（今年Q3投产）采用的CVD还原炉和冷氢化装置就是自行提供设计方案、托国内厂商生产的。最后，选择合适的工艺方案和恰当的生产设备也可以降低单位建设成本。GTAT提供的资料显示，一个年产6000吨的多晶硅项目，配备20台300吨（MTA）还原炉将比配备30台

28、200吨（MTA）还原炉节省数千万美元的资本支出（CAPEX），因为每台还原炉都需要配备气体供给、冷却水供给、尾气回收、冷却水回收、电源系统、控制系统，30台还原炉还需要更大的厂房面积（当然，后续运营时需要更多的操作人员，运营、维护成本也更高）。氢化工艺及装置（将STC氢化为TCS）的选择也是如此，保利协鑫2011年9月投入运行的单体冷氢化装置已经达到10万吨（MTA），而目前市场上最大的热氢化转化炉产能也不会超过500吨（MTA），这使得冷氢化装置的单位建设成本更低。下图是2009年GTAT测算的不同工艺方案和产能规模对氢化装置单位建设成本的影响，尽管有点过时（冷氢化工艺现在的优势应该更为明

29、显），但仍具有指导意义。查看原图（工艺方案和产能规模对单位建设成本的影响，来源：GTAT研究报告）(2)开工率高的开工率能有效地摊薄单位产量的折旧成本。国内新建的多晶硅项目从正式投产到实现设计产能至少需要一年的时间（通常是18个月，甚至更久），在此期间，单位生产成本随着产能利用率的上升持续下降。查看原图（昱辉阳光的产能利用率和多晶硅生产成本，来源：据公司财报整理）注：按扩产后3500吨的年产能计算，昱辉阳光4Q11的产能利用率是124%（扩产前产能为3000吨/年），不过考虑到昱辉阳光在4Q10财报会议中指出，扩产过程并无资本性支出（CAPEX），计算产能利用率对单位折旧成本影响时，4Q11的

30、产能利用率可以算作145%（上图中红色数字）。(3)c折旧年限折旧年限对单位折旧成本的影响更像是个“财务技巧”。通常情况下，多晶硅企业生产设施的折旧年限是10年。少数企业，如保利协鑫，把生产设施折旧年限定在了15年，有业内资深人士认为这个差别使其“虚减多晶硅生产成本$2/kg”。3.TCS成本的控制（1）冷氢化工艺降低TCS成本，目前最直接、最有效的方式是实施冷氢化改造，因为较之“古老”的热氢化工艺，冷氢化不仅可以降低TCS的生产成本，还能提高TCS的自产率。之前，受制于专利保护和技术门槛，国内多晶硅企业全部采用的是热氢化工艺。近年，随着专利失效，国内工艺及设备配套的逐步完善，保利协鑫（江苏中

31、能）、洛阳中硅（前身是我国多晶硅“老四厂”之一的洛阳硅业）、$南玻A(SZ000012)$（宜昌南玻）、昱辉阳光（四川瑞能）、大全新能源、$赛维LDK(LDK)$、特变电工、乐电天威、天威硅业、航天机电（神舟硅业）、四川永祥（上市公司$通威股份(SH600438)$于2010年2月将持有的四川永祥股份全部回售给母公司通威集团，退出多晶硅生产）、东汽峨半（前身是我国多晶硅“老四厂”之一的峨嵋半导体）等国内主要多晶硅厂商都相继推出了冷氢化技改计划或在新建产能中采用冷氢化工艺。其中，保利协鑫（江苏中能）是实施最早，也最成功的一家，使多晶硅生产成本显著降低（从公开数据来看，保利协鑫太阳能级多晶硅的生产成本目前已经是全球领先）。a.降低TCS生产成本冷氢化工艺需要的反应温度在550左右，远低于热氢化需要的反应温度10001250，而且硅粉被氯化氢气体氯化的次要反应是放热反应，可以被主反应（氢化反应）吸收利用，所以冷氢化工艺的单位电耗在0.7-1.2度/公斤，热氢化工艺则要达到2.5-4.0度/公斤；热氢化工艺需要使用碳加热元件加热，这不仅会引入碳污染，而且碳加热元件属于“耗材”（一般寿命在3000小时左右），增加了运行成本；冷氢化工艺