多晶硅的污染与能耗

合集下载

多晶硅能耗限额标准

多晶硅能耗限额标准

多晶硅能耗限额标准
根据国家相关政策规定,多晶硅能源消耗限额标准包含两个方面的要求:一是针对多晶硅的能源消耗总量限制,二是对单位多晶硅产量的能源消耗限额要求。

具体标准如下:
1. 多晶硅能源消耗总量限制:多晶硅生产企业应当按照国家相关政策和法规的要求,严格控制多晶硅生产过程中的总能耗。

能源消耗总量限制一般是以年度或者季度为周期进行限制,企业在该周期内需要确保能源消耗总量不超过规定的限额数值。

2. 单位多晶硅产量的能源消耗限额:针对单位多晶硅的生产情况,也有对能源消耗的限额要求。

一般以度电/吨(或吨标煤/吨)的形式来衡量,规定企业在生产1吨多晶硅时所消耗的能源不得超过规定的限额数值。

以上是一般的多晶硅能耗限额标准,具体的限额数值可能会因地区和政策的差异而有所变化。

多晶硅能耗限额标准

多晶硅能耗限额标准

多晶硅能耗限额标准是指对多晶硅生产过程中的能源消耗进行限制的标准。

这些标准通常由政府或相关行业组织制定,旨在促进节能减排、提高能源利用效率和保护环境。

多晶硅能耗限额标准的具体内容可能因国家和地区而异,但通常会涉及以下几个方面:
1. 能耗指标:设定多晶硅生产过程中的能源消耗上限,如单位产量的能耗、单位产品的能耗等。

2. 节能措施:鼓励企业采用先进的节能技术和设备,降低生产过程中的能源消耗。

3. 监测与管理:要求企业建立完善的能源监测和管理体系,定期报告能源消耗情况,确保能耗限额标准得到有效执行。

4. 法律责任:对于违反能耗限额标准的企业,可能会面临罚款、生产许可被撤销等法律责任。

多晶硅生产节能降耗技术研究与分析

多晶硅生产节能降耗技术研究与分析

多晶硅生产节能降耗技术研究与分析摘要:随着社会经济水平的不断提升,人们在发展的过程中逐渐意识到环保的重要性,工业生产逐渐朝着低碳化方向发展,多晶硅的生产亦是如此,多晶硅节能生产技术在提升经济效益的同时有效降低了环境污染。

基于此,研究多晶硅生产过程中的节能降耗技术具有强烈的现实意义,能够进一步预防污染、减少浪费、降低成本。

关键词:多晶硅;生产;节能;降耗引言作为电子信息化产业和太阳能光伏发电产业的重要原料,多晶硅的生产受到行业内外的关注。

伴随着技术水平的提升和工艺水平的成熟,多晶硅生产成本逐渐平价化,多晶硅生产企业的利润空间也在不断压缩,高成本落后的生产技术被逐渐淘汰。

原料和能耗是多晶硅生产的主要成本,原料成本短期内难以降低,而能耗成本则可以通过技术革新降低,因此不少企业在降低能耗方面下了功夫,以此节省成本投入,本文以此为出发点分析了当前我国多晶硅生产的现状,研究了节能降耗策略,希望能够丰富该领域的理论成果,从而为多晶硅企业的生产与发展提供借鉴。

1.多晶硅发展的现状我国许多能源都是不可再生资源,尽管国家不断倡行节约环保,但是能源消耗量仍在不断增加,国家出台的相关措施也未能有效遏制能源枯竭问题,因此可再生能源的研究得以被重视和发展起来,加之受到气候变化的不良影响,新能源研发迫在眉睫。

太阳能作为新能源是近年来是炙手可热的产业,多晶硅则是太阳能产业的重要基础原料,多晶硅的生产得到了快速发展。

“十三五”期间我国出台一系列鼓励光伏发展政策,我国多晶硅产量已居全球第一。

“十四五”期间我国光伏装机将持续扩大,需求增长,多晶硅企业竞争力增强。

在成本和质量的要求下,目前市场上万吨以下的落后小产能以及海外高成本旧产能基本被淘汰,龙头企业持续加码低成本产能扩产,市场份额不断向头部企业集中,2020年国内多晶硅行业CR5从2018年的59%提升至88.54%。

但从从国内整体产能来看,我国光伏产业仍存在“低端市场结构性过剩,高端市场产能严重不足”的问题,按现有市场形势发展,我国光伏行业急需向高端制造转型。

专业论文:多晶硅能耗解析

专业论文:多晶硅能耗解析

专业论文:多晶硅能耗解析光伏发电能量回收期和火电厂用煤发电不同,光伏发电利用半导体界面的光生伏特效应,将太阳能直接转变为电能。

虽然多晶硅在生产过程中需要耗能,但作为太阳能光伏发电的核心材料,却能产生更多能源,所以以能量回报率或能源再生比来看,多晶硅和一般工业品有很大差异。

光伏发电从硅石冶炼开始,经过工业硅、多晶硅、铸锭拉晶切片、电池片制造、光伏组件生产到光伏系统安装完毕,全产业链的总能耗为1.60千瓦时/瓦。

各环节具体用电量为:1“硅砂——冶金硅”的能耗:13千瓦时/千克;2“冶金硅——多晶硅”的能耗:120千瓦时/千克,蒸汽消耗50千克/千克—硅;每生产1千克高纯多晶硅消耗1.35千克冶金硅;3“多晶硅——多晶硅片”的能耗30千瓦时/千克;1千克硅锭/硅棒需要1.1千克高纯多晶硅,1千克硅棒或硅锭可以切46片156×156毫米硅片,每片平均制造4.2瓦太阳电池;4 “多晶硅片——多晶硅光伏电池”的能耗 0.2千瓦时/瓦,制造每瓦太阳电池需要的高纯多晶硅5.7克/瓦;5“光伏电池——光伏组件”的能耗0.15千瓦时/瓦,6“光伏组件——光伏系统”的能耗 0.25千瓦时/瓦。

以上系数计算,全部能量消耗结果为:1.55千瓦时/瓦,太阳电池组件产率=97%即封装成品率,全部能量消耗:1.55 /0.97 = 1.60千瓦时/瓦。

国家发改委2013年2月《关于完善光伏发电价格政策通知》征求意见稿的地区分类,计算有代表意义地区的发电量和能量回收期:二类地区:1瓦电池安装在西北部地区,年均有效发电小时数1400-2100小时,按年当量小时数1500小时计算,年均发电量1.5千瓦时;按照寿命25年计算,总发电量37.5千瓦时,能源再生比37.5/1.6=23.4,即耗1 度电可再生23.4度电;能量回收期为1.07年=耗电/年产电。

经计算,各类不同地区光伏发电的能量回收期不同,晶硅太阳能电池的能量回收期介于1.07—1.6年之间,平均能量回收期为1.3年。

“双碳”目标下,生产多晶硅能耗到底有多高?

“双碳”目标下,生产多晶硅能耗到底有多高?

“双碳”目标下,生产多晶硅能耗到底有多高?今天今年以来,在国家“3060双碳”大战略下,光伏产业成为宏观经济中最红火的产业之一。

作为光伏产业中最基础的底层原料——多晶硅,在人们日常生活中很多人对它并不陌生。

它是生产光伏发电所必须的太阳能电池板最主要的原料。

但是,一直以来外界对于多晶硅的生产都存在不少认识上的误区。

甚至不少人对多晶硅生产还停留在“高能耗、高污染”的印象中。

实际情况却是经过十多年来的发展,在国内多晶硅生产厂家,不断努力,不断推进自主技术研发,国内多晶硅早已实现了清洁生产。

多晶硅综合能耗降低超过90%,并有效解决了污染问题。

在当今世界面临愈来愈严峻的气温升高造成极端天气频发的挑战下,任何一项生产产业都面临能耗的考量。

服务于国家“3060双碳”大战略下最重要的产业——光伏产业也不能例外。

而在光伏产业中,能耗主要集中在多晶硅生产和加工环节。

这同时也是外界一直以来对多晶硅有所误解的环节。

多晶硅生产和加工环节到底能耗有多高?相比其他传统能源,多晶硅生产和加工是否具备节能优势?生产多晶硅背后:节约碳排放33倍让我们先来看一组数据,对比一下当下使用最多的传统能源——燃油所带来的能耗。

从目前国内的消费端看,目前交通运输用油约占我国每年原油消费总量的70%。

但从燃油汽车百公里所需的油费看,约为电动汽车百公里消耗的电费四到五倍。

因此以燃油汽车和电动汽车输出的等效能量计算,在目前的消费端,电动汽车使用成本只有燃油汽车的1/4到1/5。

近两年来,世界原油的平均价格约为50美元每桶。

以此推算,等效能量的电价成本相比原油成本,价格约为10美元左右。

经过最近十多年国内光伏发电技术的快速跃升,各项成本大幅下降,当前光伏发电已基本实现平价上网。

以平价上网电价推算,可以说光伏发电成本实际也降到了10美元左右每桶原油的价格,且光伏发电全过程零污染、零排放。

经过最近几年光伏产业快速发展,当前我国已形成了200GW左右的光伏发电产能。

多晶硅风险辨识与评价范文(二篇)

多晶硅风险辨识与评价范文(二篇)

多晶硅风险辨识与评价范文多晶硅 (Polysilicon) 是太阳能电池制造过程中的关键材料之一,其质量直接影响到太阳能电池的性能。

然而,多晶硅的生产过程中存在一定的风险。

本文将对多晶硅生产常见的风险进行辨识和评价,以期增加对这些风险的认识和掌握。

一、多晶硅生产的基本过程多晶硅的生产过程主要包括硅矿选矿、冶炼、制粒、精炼、晶体生长和切割等环节。

硅矿选矿阶段存在安全风险。

硅矿通常包含一定比例的有害元素,如铁、铝、锰、磷等,其操作过程中可能会释放有害气体或产生有害废物,对操作人员和环境造成威胁。

冶炼阶段可能产生高温、高压和有害气体。

冶炼过程中需要将硅矿进行高温还原,同时还会产生大量的硅热和煤烟,这些有害气体包括二氧化硅、氮氧化物和硫化物等,对操作人员的身体健康和环境造成潜在危害。

制粒阶段存在粉尘污染风险。

制粒过程中需要将冶炼产生的硅热研磨成颗粒状的多晶硅,这个过程中会产生大量的粉尘,对操作人员的呼吸系统和环境造成威胁。

精炼阶段存在化学危险。

精炼是提高多晶硅纯度的重要环节,其中常用的精炼方法包括氯化法和溴化法。

这些精炼方法中使用的化学物质如氯气、溴气等具有一定的毒性和腐蚀性,对操作人员的健康和环境造成危害。

晶体生长阶段存在高温和高压风险。

晶体生长过程需要将精炼的多晶硅放入硅炉中加热,使其逐渐转化为单晶硅,这个过程中需要高温、高压和高纯度的气氛,如果操作不当可能会引发炉内爆炸等安全事故。

切割阶段存在生产工艺风险。

切割是将生长好的单晶硅切割成薄片,用于制造太阳能电池。

由于切割过程中需要使用金刚石线锯和高温炉等设备,存在设备故障、操作失误等风险,对操作人员和设备造成潜在风险。

二、多晶硅生产风险的评价方法针对多晶硅生产过程中的风险,可以采用定性评价和定量评价两种方法。

1. 定性评价定性评价主要是通过对风险源、暴露方式和受体的分析,综合考虑生产过程中可能导致的事故和灾害,进行病害评价、安全评价和环境评价等。

具体的评价方法包括故障树分析、事件树分析、风险矩阵评估等。

多晶硅风险辨识与评价模版

多晶硅风险辨识与评价模版多晶硅是一种常用的太阳能电池材料,它具有高能量转换效率、良好的稳定性和较低的制造成本等优势。

然而,多晶硅的生产和应用过程中也存在一些潜在的风险。

为了辨识和评价这些风险,可以使用以下模版来进行分析和评估。

一、风险辨识1. 多晶硅原料采购风险:多晶硅制备的关键原料是硅石,其供应受到地质资源的限制。

如果硅石供应不稳定或价格波动大,将对多晶硅生产造成风险。

2. 能耗和环境污染风险:多晶硅的制备过程需要大量的电能,如果能源价格上涨或供应不稳定,将增加生产成本。

同时,多晶硅生产中也会排放大量的废水和废气,如果排放不当或未经处理,将对环境产生负面影响。

3. 生产工艺风险:多晶硅的制备过程中需要控制多个关键参数,包括温度、压力、时间等。

如果生产工艺参数不稳定或控制不当,将导致产品质量下降或生产效率降低。

4. 设备故障风险:多晶硅的制备需要使用一系列设备,包括石英制备设备、电炉、磨料设备等。

如果设备故障率高或维护保养不及时,将导致生产中断或设备损坏。

5. 市场需求风险:多晶硅主要应用于太阳能电池制造,其市场需求受到国内外政策支持和市场竞争的影响。

如果太阳能产业发展政策变化或市场竞争加剧,将对多晶硅的需求产生风险。

二、风险评价1. 风险概率评价:根据历史数据和专家意见,评估每个风险发生的概率。

例如,硅石供应不稳定的风险可能会受到地质资源的限制,因此其概率较低。

2. 风险影响评价:评估每个风险发生时对多晶硅生产的影响程度。

例如,能源价格上涨将增加生产成本,影响生产利润率。

同时,废水和废气排放不当将受到环境监管的处罚,并可能损害企业的声誉。

3. 风险等级评价:根据风险的概率和影响程度,对每个风险进行综合评估,并确定其风险等级。

例如,概率高且影响程度大的风险将被评为高风险,需要采取相应的控制措施。

三、风险应对措施1. 多晶硅原料采购风险的应对:建立稳定的供应链,与多个硅石供应商建立长期合作关系,以减轻单一供应商的风险。

改良西门子法制备多晶硅中的能耗和环境保护问题


★产品方案: 产品方案选择中最好要包含三种规格:
即:FZ单晶硅用料,约占总产量的1%; CZ单晶硅用料,约占总量的20%; 太阳能级多晶硅,占总量的79%。 这既是从建厂的水平考虑,也是从抗风险能力考虑。
© Canadian Solar Inc. – Proprietary and Confidential
本人想利用这个机会就“多晶硅的能耗和污染”谈几点意见。
© Canadian Solar Inc. – Proprietary and Confidential
3
二、多晶硅制备的特点
1、多晶硅的制备工艺过程是元素硅的提纯过程,它是将2个“9”的工业硅提纯到7~ 11个“9”的高纯硅工艺过程; 2、硅的提纯方法是将元素硅转化成易于制得、易于提纯、易于还原的化合物(如 SiHCl3、SiCl4、SiH4等),工艺中以提纯硅的化合物为提纯元素硅的主要手段; 3、多晶硅的制备基本上是一个化工过程,主要的化工工艺有:硅的化合物的合成、硅 的各类化合物的分离、硅化合物的提纯、氢还原硅化合物的汽固相沉积多晶硅等; 4、多晶硅制备是一个耗能较高的产业,平均每吨多晶硅的电耗在20万kwh以上; 5、多晶硅制备工艺是集化工、气体净化、电气控制、理化分析等工序复杂而有机集成 的过程,它需要各类专业人才密切合作才能取得成功; 6、多晶硅制备是资金密集、技术密集、人才密集的“三密”产业,平均而言,每吨多 晶硅的投资高达70~100万元RMB; 7、一个现代化的多晶硅厂的建设需要24~28个月,所使用的设备大多是非标准设备, 设计、加工、安装、调试等所需的时间较长; 8、多晶硅制备是将元素硅提纯到很高纯度的过程,这个生产系统的任何泄漏、微量沾 污、引入系统的原料、试剂、保护气氛等都会对产品质量产生重大影响。严格控制、 有效管理生产系统的各种设备、管道、阀门、接头等的清洗、干燥和安装是制得合格 的优质产品的关键之一。

多晶硅风险辨识与评价

多晶硅风险辨识与评价多晶硅是一种广泛应用于太阳能电池制造的材料,具有较高的光电转换效率和较低的成本。

然而,多晶硅的生产、加工和应用过程中,存在一定的风险。

本文将从多个方面对多晶硅风险进行辨识与评价。

首先,多晶硅的生产过程中存在的风险主要包括原料采购与储存、制造工艺、能耗与排放等方面的问题。

原料采购与储存方面,多晶硅的生产需要大量的硅石,而硅石资源有限且只能从有限的地区采购,因此供应链风险是相当大的。

制造工艺方面,多晶硅的生产需要有较高的温度和能量消耗,使得设备故障风险和能源的耗用风险增加。

此外,多晶硅的生产过程中会产生大量的废气和废水,如果不合理处理,会对环境产生污染,增加环境风险。

其次,多晶硅的加工与应用过程中也存在一定的风险。

多晶硅在光电转换过程中,容易受到温度、湿度和光照等环境因素的影响,从而降低功率输出和寿命,影响电池性能。

此外,多晶硅的加工过程可能会引入其他材料和化学物质,导致污染和杂质的产生,进一步影响电池性能和稳定性。

另外,多晶硅在应用过程中也面临一些特定的风险。

例如,多晶硅太阳能电池板在安装和使用过程中,需要进行固定和维护,如果固定不牢固或维护不当,可能会导致电池板的破损和损失。

此外,多晶硅电池的长时间使用还可能存在电池老化和性能衰减的问题,需要定期维护和更换,增加了维护成本和风险。

针对上述风险,可以采取一系列的风险控制措施来降低风险的发生和影响。

在原料采购与储存方面,可以建立稳定的供应链合作关系,多渠道获取原材料,降低供应链风险;在制造工艺方面,可以优化生产设备和工艺流程,减少能耗和废物产生,提高生产效率和减少环境影响;在加工与应用过程中,可以加强质量控制,确保电池性能和稳定性;在电池安装和使用过程中,可以加强固定和维护,定期检查电池状态,延长电池的使用寿命。

综上所述,多晶硅的生产、加工和应用过程中存在一定的风险,包括供应链风险、环境风险、电池性能和稳定性风险等。

但通过采取合适的措施和控制风险,可以降低风险的发生和影响,并保证多晶硅的生产和应用的可持续发展。

(完整版)多晶硅的危害

多晶硅的危害2010/9/1 9:09:38近年,尤其是2007年以来,我国多晶硅产业有着迅猛的发展。

1000 t以上级别多晶硅生产装置陆续建成。

多晶硅的危害主要在其生产过程中有氢气、液氯、三氯氢硅等有害物质生成,生产过程中又存在火灾、爆炸、中毒、窒息、触电伤害等诸多危险因素。

多晶硅生产过程中主要危险、有害物质中氯气、氢气、三氯氢硅、氯化氢等主要危险特性有:1)氢气:与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热或明火即会发生爆炸。

气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。

氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。

2)氧气:易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。

与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。

3)氯:有刺激性气味,能与许多化学品发生爆炸或生成爆炸性物质。

几乎对金属和非金属都起腐蚀作用。

属高毒类。

是一种强烈的刺激性气体。

4)氯化氢:无水氯化氢无腐蚀性,但遇水时有强腐蚀性。

能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气。

遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。

5)三氯氢硅:遇明火强烈燃烧。

受高热分解产生有毒的氯化物气体。

与氧化剂发生反应,有燃烧危险。

极易挥发,在空气中发烟,遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。

燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

6)四氯化硅:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

7)氢氟酸:腐蚀性极强。

遇H发泡剂立即燃烧。

能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物。

8)硝酸:具有强氧化性。

与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。

与碱金属能发生剧烈反应。

具有强腐蚀性。

9)氮气:若遇高热,容器内压增大。

有开裂和爆炸的危险。

10)氟化氢:腐蚀性极强。

若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

11)氢氧化钠:本品不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。

火灾、爆炸、中毒是多晶硅项目在生产中的主要危险、有害因素,另外,还存在触电、机械伤害、腐蚀、粉尘等危险、有害因素。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

多晶硅的污染与能耗
多晶硅生产:毒污染高耗能不容忽视(转载)
多晶硅是高污染的项目,中国多数多晶硅企业环保不完全达标。

生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。

用于倾倒或掩埋四氯化硅的土地将变成不毛之地,草和树都不会在这里生长。

它具有潜在的极大危险,不仅有毒,还污染环境,回收成本巨大。

多路诸侯争抢多晶硅“蛋糕”
多晶硅作为太阳能产业发展所需的重要工业原料,预计中国未来几年的总需求约为2万吨,其价格则一路飙升,从2002年的20美元/公斤,上涨到300美元/公斤,而现货价甚至达到400美元/公斤。

于是,去年以来全国各地多晶硅项目大量上马,至少有10个多晶硅大项目宣布动工或投产,多个项目都号称“全国最大”。

目前,我国已批准宁夏石嘴山、河南洛阳、四川乐山、辽宁凌海4个千吨级多晶硅项目。

但多晶硅生产过程中的毒污染和高耗能却并不为人所关注。

能源和环境问题日益成为世界关注的焦点,为了实现能源和环境的可持续发展,世界各国都将太阳能发电行业作为发展的重点。

在积极政策的引导下,国际太阳能电池市场得到迅速扩大,太阳能发电产业驶入快车道。

最近10年太阳能电池及组件生产的年平均增长率达到33%,最近5年的年平均增长率更是达到了43%。

2006年世界太阳能电池产量达到2500兆瓦,累计发货量达到8500兆瓦。

而太阳能电池上游原材料高纯多晶硅在中国已经成为投资热点。

从2007年开始,投资太阳能领域的上市公司,99%的将目光瞄向了多晶硅制造,截至2008年2月,共有8家上市公司投资多晶硅项目,累计投资金额达54.39亿元。

其中,南玻A5000吨、江苏大全集团6000吨、通威集团10000吨、天威英利5000吨、爱信硅科技10000吨、亚洲硅业6000吨、江苏阳光4500吨……这些规划的项目产能已经令人叹为观止。

2007年全球共需太阳能多晶硅3.375万吨,2008年则需4.55万吨。

即使考虑技术进步导致的硅料用料减少,近几年太阳能多晶硅仍是供不应求。

目前,全球太阳能电池主要分为晶体硅电池与薄膜电池,因为光电转化效率高以及制造门槛相对较低,晶体硅电池得到了长足的发展,占据了太阳能电池95%的市场份额。

而晶体硅电池,主要是通过高纯多晶硅——硅棒、硅锭——硅片——电池片等环节一步步得来,因此高纯多晶硅的供应直接影响下游太阳能电池的发展。

除了太阳能发电产业之外,多晶硅也是半导体产业的上游原材料,多晶硅拉制成单晶棒,再切片、打磨、抛光,最后刻度就形成了芯片。

半导体用多晶硅的纯度级别在99.99999999%以上,而太阳能级多晶硅纯度通常为99.9999%就可以。

由于半导体行业发展繁荣在前,所以最近几年刚刚蓬勃起来的太阳能发电产业多用的是针对半导体应用的高纯多晶硅。

污染成为产业瓶颈
据《华盛顿邮报》3月9日报道,中国多晶硅制造商洛阳中硅高科技有限公司过去9个月以来,持续在工厂四周空地倾倒有毒废弃物四氯化硅,造成土地无法种植农作物。

四氯化硅为制造多晶硅时产生的副产品,是一种高度有毒的物质,会对环境造成严重污染。

由于该种物质回收再利用的成本昂贵,多数中国太阳能厂房均未装设或完全安装相关的回收设备。

多晶硅是高污染项目,中国多数多晶硅企业环保不完全达标。

生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。

用于倾倒或掩埋四氯化硅的土地将变成不毛之地,草和树都不会在这里生长。

它具有潜在的极大危险,不仅有毒,还污染环境,回收成本巨大。

多晶硅是单质硅的一种形态。

熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。

生产多晶硅的过程是:硅砂先在电弧炉中与碳置换成98%的金属硅,跟着与氯气、氢气反应后生成三氯氢硅,再在氢气中还原沉积成多晶硅。

多晶硅项目投资庞大,一个千吨级项目规模等于一座中型石化厂,投资约12亿元,且氯气有毒,空气中超过0.001毫克/升人就有危险,技术不过关的话,多晶硅会随氯气跑出,严重污染环境。

我国大部分多晶硅企业技术未过关,事实上,目前中国尚无年产量超过1000吨的多晶硅生产工厂,大规模生产面临一定风险,尤其是如果副产品回收处理跟不上,将对安全生产和环境保护带来极大的隐患。

随着我国多晶硅总产量的逐年增加,多晶硅的副产物四氯化硅的安全环保问题日益突出。

四氯化硅是多晶硅生产中最大的副产物,未经处理回收的四氯化硅是一种具有强腐蚀性的有毒有害液体。

2010年我国多晶硅产能将扩大到30000吨/年左右,而生产1000吨多晶硅就产生8000吨四氯化硅。

照此计算,2010年的实际产量如果为设计产量的70%,即多晶硅产量达到20000吨,那么四氯化硅的产生量将超过16万吨,对四氯化硅的无害化处理将成为制约多晶硅发展的瓶颈。

这正是中国太阳能产业所不得不面临的现实。

多晶硅核心技术——三氯氢硅还原法垄断在美国、德国、日本等六七家企业手中,中国企业很难获得关键技术。

生产多晶硅是一个提纯过程,金属硅转化成三氯氢硅,再用氢气进行一次性还原,这个过程中约有25%的三氯氢硅转化为多晶硅,其余大量进入尾气,同时形成副产品——四氯化硅。

在这个过程中,如果回收工艺不成熟,三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、氯气等有害物质极有可能外溢,存在重大的安全和污染隐患。

四氯化硅一遇潮湿空气即分解成硅酸和剧毒气体氯化氢,对人体眼睛、皮肤、呼吸道有强刺激性,遇火星会爆炸;氯气的外溢则可使人出现咳嗽、头晕、胸闷等病状,并导致农作物大面积减产和绝收。

说到底,多晶硅对系统性要求非常高,不是单套,而是几百套上千套设备相互配合才能出产品,因为大量易燃易爆气体的存在,所以对生产过程的安全要求很高,副产品回收方面也需很高的工艺水平,技术风险、环境风险都非常大。

目前,国内在建多晶硅生产厂所用改良西门子生产法是向俄罗斯购买的技术,而该技术与美国、日本等国企业还有相当差距,没有经过大批工业化生产,其缺点是气体回收率低,污染大,产出率低,耗能高。

事实上,某些国内企业的多晶硅投资典型路径是,从国内外多晶硅企业
中挖一批人才,由他们根据经验设计改良西门子法的生产流程。

必须看到,这些人才带来的仅是经验,可靠性存在疑问。

一笔不划算的耗能账
多晶硅是典型的高耗能产业,项目选址必须兼顾硅、煤炭和氯碱资源。

年产1000吨多晶硅项目需要投资10亿元,年耗电10万千瓦时。

国内光伏业领军人物、尚德电力董事长施正荣曾公开表示,中国不是适合制造多晶硅的国家,因为电费太贵,生产多晶硅不符合科学发展观。

在他看来,投资多晶硅应该去加拿大、美国、澳大利亚等电费相对便宜的国家。

国外多晶硅巨头生产的产品成本在25美元/kg左右,而目前国内产品的成本则在70~80美元/kg。

中国科学院院士简水生曾指出,目前生产多晶硅的企业一般都采用改良西门子法。

使用该方法,1千瓦的太阳能电池约需10公斤的多晶硅,需要消耗电能5800~6000度,耗电量十分巨大。

即使电池能够稳定使用20年,太阳能电池的电能再生比也不到8,水平较低。

这导致多晶硅太阳能的发电成本大约是生物质发电的7~12倍,风能发电的6~10倍,更是传统煤电方式的11~18倍。

多晶硅一哄而起的根本原因在于,以GDP增长为政绩考核指标,使得地方政府官员对经济和社会发展的理解还停留在“惟增长论”上,对资源的过度开采和使用,以及对外来资本的重视则是这一思路指导下的顺理成章之举。

结果是,那些高耗能的企业可以生存了,另外能够实现固定资产投资增长的任何外来资本,都会成为地方政府的座上宾。

为了创造所谓的“良好投资环境”,某些地方政府官员甚至成为企业的利益代言人,听任一些项目在环保上违规违法。

总之,同国际先进水平相比,目前国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在:首先,多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中,严重制约了我国相关产业发展。

其次,生产规模小,现在公认的最小经济规模为1500吨/年,最佳经济规模在2500吨/年,而我国现阶段多晶硅生产企业离此规模仍有较大的距离。

第三,工艺设备落后,同类产品物料和电力消耗过大,与国际水平相比,国内多晶硅生产能耗高出1倍以上。

第四,千吨级工艺和设备技术的可靠性、先进性、成熟性以及各子系统的相互匹配性都有待生产运行验证,并需要进一步完善和改进。

第五,国内多晶硅生产企业技术创新能力不强,基础研究资金投入太少,尤其是非标设备的研发制造能力差。

第六,地方政府和企业投资多晶硅项目,存在低水平重复建设的隐忧。

相关文档
最新文档