中國粉體網(wǎng)訊 投資減少30%,，生產(chǎn)電耗降低65%，人員降低30%……
（2020年我國光伏新增裝機規(guī)模達48.2GW）
3月8日,，保利協(xié)鑫發(fā)布公告稱,，該公司硅烷流化床法（FBR）顆粒硅1萬噸項目投產(chǎn)后，經(jīng)過生產(chǎn)運營及下游客戶使用實證,，顆粒硅各項指標再獲新突破,。頭尾壽命、尾碳,、成晶率,、單產(chǎn)、轉(zhuǎn)換效率均領先行業(yè)水準,。
該公告發(fā)布后,，引起資本市場和光伏產(chǎn)業(yè)界高度關注,。
目前,，光伏發(fā)電的上游原材料主要是改良西門子法制備多晶硅，F(xiàn)BR法顆粒硅問世后,，有業(yè)內(nèi)專家判斷,，顆粒硅有望引來多晶硅制造的一場顛覆性的技術(shù)革命,。那么FBR法顆粒硅究竟是一個什么樣的工藝和產(chǎn)品？它與傳統(tǒng)多晶硅有什么不同,？它又為何能異軍突起,？
光伏產(chǎn)業(yè)鏈“擁硅為王”
眾所周知，光伏產(chǎn)業(yè)鏈有著一條明確而清晰的產(chǎn)業(yè)鏈,，分別是硅料,、硅片、電池片,、組件,、應用系統(tǒng)五大環(huán)節(jié)。其中,，硅料和硅片處于光伏產(chǎn)業(yè)鏈上游,。
硅料環(huán)節(jié)不僅制造及研發(fā)門檻高，而且資金投入極大,。同時,，硅料的價格和質(zhì)量對光伏發(fā)電的成本和效率也起著至關重要的作用。
近年來,，光伏行業(yè)發(fā)展勢頭越來越猛,，2020年我國光伏新增裝機規(guī)模48.2GW，同比增長60%,。在終端市場帶動和國家法規(guī)的倒逼下,，一方面上游的硅料供不應求，另一方面各家原料企業(yè)都在研發(fā)硅料新工藝,。在這一背景下,，顆粒硅逐漸走入人們視線。
硅料即多晶硅,，光伏產(chǎn)業(yè)需要的多晶硅純度達99．9999％以上,。目前，世界上絕大部分廠家生產(chǎn)的硅料,，均采用傳統(tǒng)的改良西門子法,，這是最為成熟、應用最廣泛的工藝技術(shù),。
“改良西門子法主要原理是,，把石英砂放在電爐中冶煉還原得到99%并制成工業(yè)硅粉，再與四氯化硅和氫氣反應得到三氯氫硅,，經(jīng)過精餾,、提純、高溫還原,、尾氣回收等一系列工藝流程,，最終產(chǎn)出棒狀多晶硅,。” 保利協(xié)鑫研究院副院長,、江蘇中能硅業(yè)副總裁蔣立民介紹說,。
FBR法顆粒硅也是多晶硅，但與西門子法多晶硅相比,，顆粒硅看起來僅有綠豆般大小,。自2010年開始，中能硅業(yè)便開始自主研發(fā)顆粒硅技術(shù),，并通過收購海外資產(chǎn)助力,，最終實現(xiàn)顆粒硅量產(chǎn)。
“保利協(xié)鑫顆粒硅采用獨創(chuàng)的硅烷流化床法制造,，將原料三氯氫硅歧化制得硅烷,，硅烷在流化床中進行分解反應制得顆粒狀多晶硅，單程轉(zhuǎn)化率可達99%,，減少了尾氣回收和精餾環(huán)節(jié),，反應溫度也只有西門子的60%，可以連續(xù)化生產(chǎn),，能耗和成本都大大降低,。”蔣立民告訴記者,。
據(jù)介紹,，下游硅片廠家拿到傳統(tǒng)多晶硅后，還需要破碎,、清洗然后用于拉單晶,，而顆粒硅不需要破碎和清洗，可以直接投料拉單晶,，而且流動性好,，相比于傳統(tǒng)多晶硅更適合新一代連續(xù)投料直拉工藝。
碳中和對光伏產(chǎn)業(yè)鏈提出更高要求
早在多年前,，光伏產(chǎn)業(yè)鏈登陸國內(nèi)之時,，就有聲音質(zhì)疑光伏產(chǎn)業(yè)鏈能耗高，造成的污染和溫室氣體排放高于發(fā)電收益,。
隨著完全的自主技術(shù)進步和實踐檢驗,，這種質(zhì)疑聲音已經(jīng)逐漸消失。但是,，硅料和硅片制造環(huán)節(jié)的能耗依然較高,，這不僅制約光伏發(fā)電成本降低，也對我國“碳達峰、碳中和”目標的實現(xiàn)帶來影響,。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，目前光伏產(chǎn)業(yè)鏈中能耗最高的是多晶硅環(huán)節(jié),，占比達45%,。2020年5月，國家工信部發(fā)布《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件（2020年本》（征求意見稿）,，該規(guī)范規(guī)定,，新/擴建多晶硅綜合電耗不大于70 千瓦時/千克。
“根據(jù)我們實測,，F(xiàn)BR法顆粒硅綜合電耗僅為18千瓦時/千克,，遠低于行業(yè)規(guī)范�,！笔Y立民說,。
我國已承諾，到2030年風電,、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上,，這將帶動大批光伏發(fā)電項目投建運營。根據(jù)工信部規(guī)范要求,，記者沿著FBR法顆粒硅和改良西門子法多晶硅的生產(chǎn)流程,，分別對二者生產(chǎn)的晶硅組件，在整個光伏產(chǎn)業(yè)鏈的路徑進行碳足跡溯源,，可以看出,，僅硅料環(huán)節(jié)1吉瓦FBR法顆粒硅可減排13萬噸CO2，較西門子法降低74%,，從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看,，1吉瓦組件至少可降低CO2排放量47.7%。
憑借著產(chǎn)能,、成本控制和技術(shù)等諸方面的優(yōu)勢,，世界光伏產(chǎn)業(yè)重心逐步向中國轉(zhuǎn)移。截至2019年,，中國在多晶硅,、硅片、電池片和組件環(huán)節(jié)產(chǎn)量占全球比例均已超過60%,，分別為67%,、97%、79%和71%,。
按照2020年國內(nèi)硅料產(chǎn)能約43萬噸測算,，由FBR法替代西門子法每年將減少碳排放1927萬噸。根據(jù)瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院研究推論,，一公頃樹冠面積每年可消耗205噸CO2,，則1927萬噸CO2需要9.4萬公頃樹冠面積,，相當于每年要多種約9400萬顆樹。
為淘汰限制落后光伏產(chǎn)能,，工信部規(guī)范已明確提出：光伏制造企業(yè)應采用工藝先進,、節(jié)能環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量好,、生產(chǎn)成本低的生產(chǎn)技術(shù)和設備,。
蔣立民向科技日報記者介紹，經(jīng)過10年研究改進,，F(xiàn)BR法顆粒硅已經(jīng)較好地解決產(chǎn)品質(zhì)量,、長周期連續(xù)運行、低成本等大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化問題,。2019年,，實現(xiàn)了關鍵設備國產(chǎn)化及關鍵材料替代,公司還領銜主編了顆粒硅國家標準。
目前,，保利協(xié)鑫是全球唯一具備顆粒硅技術(shù)研發(fā)與批量制造能力的廠家,。早在去年9月8日，江蘇中能規(guī)劃產(chǎn)能10萬噸,、首期5.4萬噸顆粒硅項目正式開工擴建,，目前年有效產(chǎn)能達到1萬噸。未來,，F(xiàn)BR法顆粒硅將對我國光伏產(chǎn)業(yè)鏈碳減排起到至關重要的作用,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)請告知刪除,！
