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我国多晶硅产业化技术不断提升。近几年来,我国多晶硅产业在产能产量规模年年翻番的基础上,企业通过自主研发、引进国外先进技术并消化吸收等方式,在生产实践中积累,已突破并掌握了改良西门子法规模化生产关键技术,多晶硅大规模产业化生产体系已经形成。
工业和信息化部《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》报告中指出,“十一五”期间,我国光伏产业节能减排取得显著成效,副产物综合利用水平稳步提高,资源利用率整体取得大幅提升。根据中国电子材料行业协会最新统计,国内多晶硅企业的平均综合电耗已由2006年的每生产1公斤多晶硅消耗300~350千瓦时,下降为2011年的80~150千瓦时,部分技术先进企业甚至已低于80千瓦时。而多晶硅直接生产成本,也由最初的70美元/公斤降至目前的25~40美元/公斤左右,少数多晶硅企业的生产成本已降至20美元/公斤,达到国际先进水平。而且大部分企业仍在优化工艺,以期进一步降低生产能耗和成本。规划中对于我国多晶硅产业在“十一五”期间的发展给予了充分的肯定,将高纯多晶硅列为“十二五”发展重点,并指出“支持骨干企业做优做强,到2015年多晶硅领先企业达到5万吨级,骨干企业达到万吨级水平”,“多晶硅生产实现产业规模、产品质量和环保水平的同步提高,到2015年平均综合电耗低于120千瓦时/公斤”。
污染问题得到有效解决
多晶硅的环保问题并不存在技术瓶颈,“污染源”单纯、易处理、易防控。
多晶硅生产本身单位电耗较高,但同时也具有高技术含量、高附加值、高产值的特点,而且其能源消费结构比较单一(主要为电力),其单位产值的综合能耗与其他行业相比并不太高。目前行业主流能耗达到80~150千瓦时/公斤多晶硅,多晶硅生产每单位工业增加值的耗能在0.6~1吨标准煤的水平,与全国单位工业增加值能耗平均水平(1.92吨标准煤/万元,2010年)相比并不高,是典型的高效节能产品。节能降耗技术得到国内企业一致关注,是降低生产成本的关键。目前相关技术仍在不断研发,有望能进一步降低能耗电耗。而整个光伏产业链的万元工业产值能耗则更低。
另外,从“能源再生比”的概念测算,从生产工业硅到做成太阳能组件,以目前的工艺水平,每公斤硅共耗电小于250千瓦时(含多晶硅生产、单晶拉制/铸锭、切片、电池片制造、组件封装等环节),而每千瓦太阳能电池需多晶硅原材料7公斤。根据我国太阳能资源分布情况保守计算,以每瓦太阳能电池每年可发电1.5千瓦时左右,太阳能电池的使用年限20年,可以计算出硅太阳能电池的能源再生比为:1.5×20×1000/(250×7)≈17。也就是说,在制造硅太阳能电池(从工业硅至电池组)的全过程中消耗的全部电能,在它使用2年左右的时间内可被收回。因此,多晶硅产业不是高能耗产业。
多晶硅生产的环保问题也是国内多晶硅企业和社会各界所重点关注的问题。改良西门子法多晶硅生产在工艺过程中(如氯硅烷合成、还原、氢化等),将伴随产生大量氢气、氯化氢、三氯氢硅和四氯化硅等,其中主要的副产物是四氯化硅、氯化氢、氢气以及高低沸点物。应该说,从技术上来看,多晶硅的环保问题并不存在技术瓶颈,相对于其他化工企业,多晶硅的“污染源”单纯、易处理、易防控。目前从我国多晶硅产业状况来看,多晶硅生产副产物利用已成为多晶硅规模化生产的一个重要环节。副产物四氯化硅处理方式有多种,其出路或综合利用的效果直接关系到多晶硅生产的经济效益、能耗物耗及环保,甚至关系到多晶硅生产线的正常运行。
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