2013中国气体

孙福楠，岳文岩

(中昊光明化工研究设计院有限公司，辽宁大连 116031)

1 2013年中国各类气体市场状况

对于中国乃至全球的气体同行而言，2013都经历极其困难的一年，受全球经济低迷的影响，作为基础原材料的气体市场继2012年继续呈现出狼藉一片的局面，产能严重过剩的状况极为严重，尚存的有限市场也是竞争十分激烈，这种状况仍在持续发酵。可以预见:只要世界经济不发生根本性的重大逆转，气体市场不可能在短时期内柳暗花明。

2013年中国同欧盟关于光伏太阳能反倾销案令全球关注，据说这是迄今为止全球最大的一桩反倾销诉讼案，经过漫长的应诉等待，在下至政府相关部门上至总理的外交斡旋下，最终中国光伏太阳能产品对欧盟出口:限量、限价。这一相互让步的结果，虽避免彼此的拼杀，但没有根本解决中国光伏产能严重过剩，市场几乎完全在外的窘局。

有资料证明，2011年全球光伏装机量预计为21 GW，而眼下国内的产能估计已经达到30～40 GW，也就是说，即使全球都用中国的光伏电池，中国还是有1/3～1/2的产能要放空，工厂要关门。长期以来我国光伏行业“门槛低”、“政府包养”、“暴利”等恶果，企业只能自咽苦果。业内人士自嘲地说，轰动几年的各地政府“太阳能造城运动”，2013年一泻千里，寄生在欧盟光伏太阳能市场的中国企业，又回到他自己应有的原位。

受光伏太阳能衰败影响的国内气体公司，也难逃厄运，气体欠款难追已成家常便饭，有的甚至连包装容器如LN2罐、液氨T瓶也难收回。更有甚者，有的光伏公司吹毛求疵，想方设法找理由反诉其供应商，目的就是将货款一笔抹掉。所以，2013年为国内太阳能企业供气的气体公司，即使是显赫的外资公司也是业绩平平。仍在顽强坚持为光伏厂家供气的气体公司，其产品的价格也不如以往，由于国内生产资料价格攀升，危化品生产、经营、运输诸多环节的政府管理成本不断加大，当下即便是高档的中国气体产品也已进入薄利阶段甚至微利阶段。通常中国气体市场的规律是落下的价格，一般不会再涨。

2013年中国工业气体受下游大用户的影响，市场表现很差，如沿海地区因造船业萎靡，其它行业需求有限，工业气体车水马龙的繁忙景象不复存在，工业气体产能过剩极为严重，市场价格之战愈演愈烈，在北方也出现一瓶氮气的价格快要降低到一位数的程度。笔者去年曾经说过液氩的价格是工业经济发展的风向标，经过2013年的验证，我仍坚持此观点。国内经营工业液体分装的小微气体企业，普遍面临是否能支撑下去的难题。我们不希望看到2013年成为国内气体公司关门歇业的起始年。

由于国内环境问题日益突出，雾霾天气已呈常态化、大范围扩展的趋势，政府对环境控制和保护的压力剧增，先后出台各种措施，力求治理恶化的环境，这一举措对国内开展标准气体生产的单位无疑利好，2013年关于硫化物、氮氧化物等与环保相关的标气需求剧增，上百瓶批量采购此气的需求不断，虽然标气价格不高，但在目前的大背景下，还是不错的买卖，其它用途的标准气，如石化、煤化等领域用的标准气在数量上也有不小的增长，尤其是煤化工领域。LED、光伏太阳能等领域需要的超纯、超净电子混合气如 H2-SiH4(PH3、GeH4、Si2H6、BF3、B2H6)，在国内同行的努力下，国产化率大幅度提高，价格也从上万元一瓶，降到几千元一瓶。

许多工业气体厂家看到标准气体的利润，也对标准气体产生兴趣，并按工业气体的思路，规划和发展标准气体，这是一个十分值得注意的现象，这样做国内标准气体会一片混乱，在某些地区实际已经出现标准气体价格、质量、服务下滑等诸多问题!标准气体的制备看似简单，实际上配气工艺会因标气种类不同复杂变化，技术含量颇高，要求员工专业面广，工装设备十分齐全，要把标准气体做精、做好，确保出厂产品质量放心，绝非易事。至今，我们仍有许多的化学性质活泼，称为“活性气体”类的标准气体如 HC、HF、Cl2、HCN、甲醛、NH3类标准气还存在稳定性的问题需要克服以及有效的控制方法;以往认为准确的进口老字号称量工具实际仍存在不少问题，如可称量大气瓶的电子天平称量数据不平行，误差很大，尤其是近几年的产品，业内许多同行感觉质量令人堪忧!

为了提高配气称量准度，2013年我院改为采购梅特勒生产的新产品4台(尚未到货)，我们寄希望梅特勒产的高精密比较器(型号:MS32002L 32/10 mg XP155KS 150 kg/50 mg)能有效解决此类问题，给国内气体同行带来曙光。不同称量范围的天平、各种类型的分析检测仪器、数台实用的配气装置是配气公司开工的基础和前提。否则，以侥幸的心态匆忙开展配气，无论如何廉价，都难走长远。

我国配气的做法应向国外同行学习，尤其是在设备方面，过去我们无论配什么气体基本都采用一套装置，随着标准气体组分含量向“10－9”发展，装置的污染问题十分突出，同时管道对组分气体的“吸附”不可小视。因此，一个正规的标气公司至少拥有10台(套)独立的配气设施，装置管道应采用316L的EP管，精密压力表也应是316L材质的。传统的箱柜式配气装置无论如何装饰，其占地、费料，好看不中用的缺陷应彻底改变，这一点国外公司简捷的挂墙式结构，很值得借鉴。我们通过采用这样的“装置”配气，明显感觉房屋利用率大大提高，管路、阀门直接明了，操作省力、顺手。

2 2013年中国电子气体状况

2.1 高纯硅烷

作为电子气体中十分重要的硅烷气体，2013年全世界市场产能过剩、价格下滑的现象十分突出。我国自产硅烷在平衡国内硅烷价格方面起到了巨大的根本性作用，中宁硅业通过几年的艰辛努力已形成稳定的量产。国内市场尤其是光伏太阳能的市场占有率不断提高，按此下去，国产硅烷将会大部分取代进口产品，韩国某著名硅烷厂接连发生的安全事故，也加速了硅烷国产化的进程。国内曾经运行的几条以硅化镁法生产硅烷的生产线最终完成其历史使命退出江湖，我们有足够的理由相信，中宁硅业的国产硅烷会逐渐进入国内TFT、IC、LED等领域。由于目前市场对硅烷的需求不旺，中宁硅业是否会进行战略上的“价格放水”，加强国产硅烷的国内定价权、话语权，我们拭目以待。

2.2 高纯氨

2013年在电子气体方面，我国的高纯氨市场和去年特气年会预测的一致，市场供过于求，国内还有的单位根据自己的条件，仍在拼命上马。2013在华外资计划开工的氨工厂没按期投产，估计是与不景气的下游市场有关。目前国内高纯氨气价格急剧下滑，上马的高纯氨生产商只有靠量才能获取利润，因为人力物力一旦投入，企业再也没有退路，虽说氨气价格较低甚至将来还会更低，但同原料液氨价格、同工业气体价格相比，高纯氨还算是“暴利”。在LED领域，我们同德国公司的氨在综合品质方面，还是存有一定的差别，迄今为止国内许多LED厂商仍首选甚至指定国外特定品牌的高纯氨。2013年现场供气(氨)的技术，或许因市场的原因、或许因氨气价格下滑，暂无突破性的进展。低成本、高纯度是未来氨气生产必须发展的方向，否则，随着我国危化品生产、运输成本的不断提高，呆坏账频现，氨产品的利润也越来越低，企业难以维系!隐约的感觉未来高纯氨真要重蹈工业气之复辙。

表1 美国某公司高纯氨指标Table1 A American company high purity ammonia product index

2.3 高纯 N2O

2013中国的高纯N2O出现过市场供应不足的现象，韩国等国外产的N2O大量进口国内，这主要是因为我国境内仅有一家公司批量生产N2O，该公司产量小，加之设备维护维修，所以，出现产品“断档”理所当然，需求必然刺激生产，2013年以后我国N2O一货难求的局面将彻底改写，国内已经有至少2家外资气体公司引进国外高纯N2O生产线，估计明年可实现量产，同时我国的气体同行，通过潜心研究打破技术瓶颈，研制出国产的以NH4NO3干法分解制取N2O的热分解、吸收、吸附、压缩、冷却、充装工艺，已经可以生产大量的N2O，并且第二条生产线也处于调试状态，所用的设备全为国产化，无疑竞争优势明显!进口与国产设备将同台唱响我国N2O市场。

2.4 高纯Cl2

TFT-LCD、光导纤维、LED、IC等领域都需要纯度很高的高纯氯气，由于氯气除技术性问题外，它属于剧毒品，因此，生产、运输、使用等都需要严格的政府审批，这些复杂的壁垒在某些方面限制了高纯氯气国产化步伐。光明院20多年前就开展了吨级高纯氯气产业化生产系列环节的研究，但上百吨乃至上千吨的生产线，一直进展缓慢。2013年国内张吉瑞老师已攻克难关，在成功开发高纯氯化氢的基础上，建立了国产高纯氯气生产线，目前正做产品的使用工作，由于氯气和氯化氢具有相类似的物化性质，彼此有许多可借鉴的经验，国产氯气必定像氯化氢一样会获得成功;这是继高纯氨、高纯氯化氢、高纯硅烷、高纯四氟化碳、高纯N2O国产化后又一新的品种，也必将有广阔的市场。

2.5 高纯CO2

高纯CO2是2013年被炒得火热的一种气体，全国许多气体公司，尤其是有工业气体背景的气体公司对此产生极其浓厚的兴趣。竞相上马高纯CO2的单位很多，8月份后这种甚嚣尘上的新闻似乎告一段落。

表2 国外某气体公司高纯CO2技术指标Table2 A foreign company high purity carbon dioxide product index

高纯CO2是IC许多制程环节必需的气体，不同的环节需要的CO2纯度不尽一致。外资生产的食品级CO2各项指标比较好，但即便如此，食品级CO2仍有许多指标满足不了IC对高纯CO2的质量需求，目前国内高纯CO2也仅仅满足GB/T 23938的要求，但对某些IC厂而言，要求CO2中的水要≤1.0×10－6，采用一般的吸附—精馏等常规手段不易完成。我们实验室曾抽测辽宁某厂瓶装食品级CO2，其含水量为2.67×10－6，也就是说不作处理，水含量就达到国标要求。如何能很经济地把CO2中的水降到≤1.0×10－6甚至更低，是 CO2净化的关键和难点，提高国产高纯CO2的技术层次，满足IC行业对高纯CO2的需求，修改高纯CO2国标也是十分必要的;否则不经净化简单放空处理，都号称是“高纯CO2”是极不合适的。通过表2可以看出，CO2气体中的颗粒物已经不是供需双方商定的指标，在许多先进的IC工厂，颗粒物是必须测定的指标。

2.6 高纯H2Se

高纯硒化氢是ZnSe及含Se化合物半导体重要的“源”性气体，光明院依赖其雄厚的气体专业技术，采用Se+H2→H2Se干法合成技术，克服了合成过程中Se固体堵塞系统、H2Se剧毒等难题，完成了吨级合成－净化－充装生产线，已大批量生产瓶装高纯H2Se供用户使用，结束了我国高纯H2Se进口的历史。该技术申报了国家专利，并获中国化工集团公司科技进步二等奖。同湿法工艺相比，此技术具有显著的优势，工艺水平同国外公司相当，无疑具有较强的市场竞争力，此工艺是在我院原有S+H2→H2S工艺技术上的完善和创造。

2.7 高纯CO

高纯一氧化碳是半导体制造过程及罗芬混合气配制重要的原料气体，其纯度要求大于99.999%，目前国内原料级别的CO主要来源于:甲酸浓硫酸(磷酸)加热脱水、甲醇制氢副产气、煤造气经PSA分离。甲醇制氢副产气、煤造气经PSA分离生产的CO量大，纯度不高，而甲酸(草酸)浓硫酸(磷酸)加热脱水制备的CO纯度高，但产量小，价格贵。2013年江苏丹化CO停产，全国的CO出现过紧张状况;现在虽然有所缓解，但由于CO的化学毒性，所以，CO在有些地区仍不方便获取。对于纯度大于99.999%的高纯CO，应采取更为有效的净化技术或手段降低净化成本，目前采取的低温精馏方式，因N2和CO的沸点相差太小，虽然分离有效但LN2消耗太大，目前，国内新的高纯CO净化方法已在去年就批量生产出合格品，该技术可以延伸到其它沸点较低的气体净化。

3 其它

3.1 高纯氙气

高纯氙气是2013年最为抢眼的气体，几年前Xe曾经出现过供不应求，价格猛涨的现象，没想到眼下的经济大背景，也能重复以往，其原因是欧盟修改电光源气体的组成，使得Xe不足，Kr气过剩。我国Xe目前的产能满足不了需求，同时国内污染严重的现实，使得国内空分提炼Xe的难度加大，其表现是氟碳化合物不断地增多，原有的经典Xe提纯工艺遇到一定的困难。据了解俄罗斯深冷公司的提纯Xe技术，通过增加分离塔有效地解决空气日益污染导致稀有气体中氟碳化合物上升的问题，该工艺十分适合我国空分的现状，一定会在我国大面积推广，现已在国内的济南鲍德气体、邯钢气体获得成功，提纯的Xe、Kr产品经过检验质量很好。

针对我国Xe紧张的现实，及我国的Xe多来自钢厂的空分车间，其产能受制于下游的炼钢产能，目前许多大型企业包括上海宝钢气体、杭氧股份公司等正着手开展Xe的提取工作，通过此次Xe市场价格的急剧升高，将会强烈刺激和拉动国内提Xe技术、提Xe设备的技术进步。估计Xe产能也必将在2014年会有很大的提高，这将大大缓解我国Xe供应不足的被动局面，届时国内Xe的价格又会回到理性的价位。从图1国际稀有气体价格走势图可以看到，2010年Xe曾价格飙升过，但由于那时是因为经济过热导致，强烈的价格提升没有拉动Xe的技术突飞及生产方式的转变，预计2013年的价格变化不会就此了事，而后Xe会产生一系列影响未来的变化。

图1 稀有气体价格浮动率Fig.1 Rare gas price volatility

3.2 超纯气体的超净技术

用于半导体领域的超纯气体的显著特点是:超纯、超净、超前。“超净”技术当今尤显重要，目前国家标准对气体中颗粒物的要求基本是按供需“协商”解决，而10 in以上级别的IC厂，对气体中的颗粒物要求很明了(见表2)，并且对气体颗粒物的检测、仪器等已臻成熟。重视气体中颗粒物将对我国气体综合品质的提升意义重大，迄今我国对气体过滤技术进行研究的单位几乎没有，实际上颗粒物的检测技术、过滤器的评价(过滤效果、阻力等因素)、过滤组合方式其技术难度不亚于工艺净化、检测、包装等气体制造环节，片面的认为买个过滤器就OK的想法是缺乏科学的，因为过滤器在过滤过程中效果会不断下降，何时终止更换是需要有效监控和测量的，此外，不同目数过滤器的有效组和更换需要在净化设计时科学考虑和确定。

4 中国气体未来展望

2013年尽管气体市场表现平平，但中国整体气体技术“质变”明显，许多难以解决的气体产品通过努力已经得以彻底解决。气体品种一个一个被“攻破”，未来我们再做什么或许成为大家普遍关注的问题。尽管中国气体尤其技术含量高的高纯电子气体进步很快，但我们同国外知名的气体公司相比仍存在很大的差别，我们只是解决了“有”、“无”问题，在气体品位上、尤其是在气体生产(经营)理念上我们应该继续努力，否则，我们就做不出来气体的“精品”甚至“奢侈品”。笔者预测未来我们中国气体的发展趋势如下。

4.1 塑造中国的知名气体品牌公司

鉴于国内气体从工业气体到电子气体存在严重的饱和状态，加之下游企业复苏无望，未来市场竞争会更为激烈残酷，国内沿用的“价格战”会愈演愈烈。国外气体公司尤其是韩资气体公司会疯狂地登陆中国在国内投资建厂，如韩国的OCI 2013年已经在南京投产NF3，如此一来国内许多的气体公司将会面临巨大的压力，若不及时科学的应对，将会关门歇业!

4.2 整合

区域整合、行业整合、资本与市场的整合已经迫在眉睫。我国拥有世界上数量众多的气体公司，但我们没有世界级的“知名”气体公司，只有通过合理、合法的整合才有可能孕育出未来的著名公司。实际上整合在国际上司空见惯，如林德收购BOC。整合是为了做大、做强。目前国内危化品的资质发放、管理十分苛刻，国内众多的中小型气体公司都拥有很有价值的危化品生产、经营、运输、储存的相关资质和熟悉此类知识的专业人才，这一难得的资质就是合资的资本，广大中小企业也不必过于担心，或许整合就是机遇或机会。

4.3 走出国门

中国国内气体公司可以有计划地走出国门，到亚洲欠发达的国家投资办厂，由于欧盟对我国光伏太阳能的出口限制，国内许多光伏公司在其它亚洲国家建厂，这就为国内气体公司提供了难得的机遇，我们完全可以在外兴办气体公司，利用资金、技术优势满足这些国家市场的需求，实际国内有的公司已经开始默默地行动起来，但这种做法也许只在有限的几年有效。

总之，中国气体将会持续的保持高速发展是历史的必然，经过近十年的努力，我国气体更多的是在数量上的增加，为下游用户提供了供气的便利，气体公司也积累了相当的资本和经验，随着全球化竞争加剧，我国气体将在“质”的层次上发生飞跃!这是我国气体水平跻身世界之林的铺垫阶段，我国气体公司通过国际化视野，不断采取收购整合的大手笔，实现我国气体公司国际化，前途光明，道路曲折。或许我们会感谢因2013年的危机给中国气体带来的生机。