簡要內容:說多晶硅高污染、高耗能,這些人掌握的數據都是五十年代的數據,都是第一代改良西門子法時期的問題,每公斤耗能達500到600度電,而且四氯化硅和還原尾氣都沒有回收。
崔容強:中國可再生能源學會、光伏分會副主任、上海交通大學太陽能研究所所長。
隨著技術進步,生產過程能耗下降和付昂福電池效率的提高,晶體硅光伏發電系統的能量回收時間還會縮短。
四氯化硅處理已不是問題
說多晶硅高污染、高耗能,這些人掌握的數據都是五十年代的數據,都是第一代改良西門子法時期的問題,每公斤耗能達500到600度電,而且四氯化硅和還原尾氣都沒有回收。在討論到底有沒有污染的問題以前,理清污染的源頭是有必要的。在整個光伏產業鏈中,除了硅料生產環節,其他的中下游環節基本不存在污染。
對于副產物,現在國際上領先的硅料廠家德國瓦克化學(Wacker)的處理方式是:四氯化硅一部分加氫形成TCS繼續循環反應,一部分被用作有機硅等其他產品的生產。這基本上也是其他大廠的技術路線。不過目前,通過氫化進入循環反應的副產物只有小部分,大部分還是要進行處理,而最具可行性和經濟性的方式就是利用四氯化硅生產其他產品。
2006年以前,從多晶硅的副產品四氯化硅到無機工業納米材料氣相二氧化硅的轉換技術都由國外壟斷。國內有家名叫廣東吉必盛的公司進行了多年的研發,開發出回收利用四氯化硅的自主知識產權技術,實現了以四氯化硅為原料生產氣相法白炭黑的規模化生產技術。目前,吉必盛已經成為國內四氯化硅消化大戶,2007年該公司兩大基地消化了超過5000噸的四氯化硅。目前,新光硅業、洛陽中硅等國內多家已投產和在建的多晶硅廠家都是吉必盛的客戶。因為國內新建的項目,在做環境評估的時候都需要向環保部門說明副產物解決方案。目前,多晶硅副產品處理項目已經進入國家“863”計劃,由吉必盛和洛陽中硅共同承擔。
能耗回收時間正在縮短
在能耗方面,如果光伏發電產業真是如此得不償失,那么生產多晶硅和發展光伏產業還有什么意義呢?當前生產多晶硅最多,光伏發電安裝量最大的德國和日本是不是太愚蠢了?
隨著中國高純多晶硅生產技術的飛速進步,國際的技術封鎖也正在打開缺口。目前一些小公司為了生存,也在競爭中不斷改進技術,降低能耗,加強四氯化硅尾料的重復利用。2008年,我國多晶硅產量由2007年的1100噸猛增到4700噸,但是因為2008年生產了2500兆瓦光伏電池,因此還是進口了2萬噸多晶硅。
四年前,我們就研究過光伏發電的能量回收時間,計算了以硅礦石開采―提煉成冶金硅―高純多晶硅―長晶切片―光伏電池及組件+所有輔助材料能耗及包裝運輸能耗到安裝光伏發電體系統的總能耗(以千瓦時/瓦計算),除以這種光伏系統在陽光下每年的發電量。也就是說,計算出光伏發電系統的凈發電量,看幾年可以回收制造這個光伏系統消耗的能量。
為了核對香港《南華早報》的數據,我們最近又一次復核了光伏發電系統的總能耗為2.62千瓦時/瓦,即制造每千瓦光伏發電系統(不光是光伏版)要消耗2620度電。按照2008年上海燃煤發電水平,每0.315千克煤發電計算,則制造每千瓦光伏發電系統要消耗0.85噸煤。1千瓦光伏發電系統在香港每年可發1100度電,假設一臺冰箱每年消耗365度電,那么1千瓦光伏發電系統在香港可以滿足3臺冰箱的用電量。特別要指出的是,隨著技術的進步以及生產過程能耗的下降和付昂福電池效率的提高,晶體硅光伏發電系統的能量回收時間還會縮短。
由于前兩年多晶硅的效益非常好,創辦了很多多晶硅生產企業。這些企業大部分是不污染環境的,但也有少數企業確實存在污染環境、耗能高的現象。這些企業應該受到應有的限制,應該由國家制定相應的準入條件,要求他們做好科學發展、節能降耗、節能減排和文明生產、保護環境的工作。對此,不能一概而論,而應該把中國的底盤實實在在地摸清楚。同時,要鼓勵發展高水平的、優質的、低耗的、低成本的多晶硅,滿足太陽能電池大發展的需要。