满意“碳达峰、碳中和”要求光伏材料颗粒硅新工艺来了
光伏产业需要的多晶硅纯度达99.9999％以上。今朝，世界上尽大局部厂家生产的硅料，均采用传统的改良西门子法，这是最为成生、利用最普遍的工艺技术。而与改良西门子法生产的多晶硅比拟，硅烷流化床法（FBR）生产的颗粒硅体积更小，能耗和成本大大降低。
◎本报记者 张 晔 练习生 季天宇
投资削减30%，生产电耗降低65%，职员降低30%……
保利协鑫克日发布布告称，该公司硅烷流化床法（FBR）颗粒硅1万吨项目投产后，经过生产运营及卑鄙宾户应用实证，颗粒硅各项目标再获新冲破——头尾寿命、尾碳、成晶率、单产、转换效力均当先行业水平。
该公举报布后，惹起本钱市场和光伏产业界高度存眷。
目前，光伏发电的上游原材料主如果改良西门子法制备多晶硅，FBR颗粒硅问世后，有业内专家断定，颗粒硅无望激起多晶硅制造的一场推翻性技术反动。那末FBR颗粒硅毕竟是一个什么样的工艺产物？它与传统多晶硅有甚么分歧又为什么能别开生面？科技日报记者4月2日就这些问题对业内专家进行了专访。
硅料的价钱和度量对光伏发电至闭重要
家喻户晓，光伏产业有着一条明确而清楚的产业链，硅料、硅片、电池片、组件、应用体系是产业链上的5大环节。个中，硅料和硅片处于光伏产业链上游。
硅料环节不只制造及研发门坎高，并且本钱投进极大。同时，硅料的价格和质量对光伏发电的成本和效率也起着至关重要的感化。
最近几年来，光伏行业发作势头愈来愈猛，2020年我国光伏新删装机规模48.2GW，同比增加60%。在末端市场带动和国家律例的倒逼下，各家原料企业都在研发硅料新工艺。在这一配景下，颗粒硅逐步行进人们视野。
硅料即多晶硅，光伏产业需要的多晶硅纯度达99,www.yabu55.com.9999％以上。今朝，世界绝大部门厂家生产的硅料，均采用传统的改良西门子法，这是最为成熟、运用最广泛的工艺技术。
“改良西门子法重要道理是，把石英砂放在电炉中冶炼恢复制成99%的产业硅粉，再取四氯化硅和氢气反应获得三氯氢硅，经由精馏、提杂、低温借本、尾气收受接管等一系列工艺流程，终极产出棒状多晶硅。”保利协鑫研讨院副院少蒋立平易近先容道。
FBR颗粒硅也是多晶硅，当心与改良西门子法多晶硅相比，颗粒硅更小，唯一绿豆般大。自2010年开初，保利协鑫子公司中能硅业便开端自立研发颗粒硅技术，并经由过程出售海内资产，最终真现颗粒硅量产。
“保利协鑫颗粒硅采用独一的硅烷流化床法制制，将质料三氯氢硅歧化造得硅烷，硅烷在流化床中进止分化反响制得颗粒状多晶硅，单程转化率可达99%，削减了尾气收受接管和粗馏环节，反映温量也只要改良西门子法的60%，可以持续化生产，能耗和成本皆年夜年夜降低。”蒋破平易近告知记者。
据介绍，下游硅片厂家拿到传统多晶硅后，还需要破碎、浑洗而后用于推单晶，而颗粒硅不需要粉碎和荡涤，可以间接投料拉单晶，并且活动性好，相比于传统多晶硅更合适新一代连续投料曲拉工艺。
碳中庸对光伏产业链提出更下要供
早在多年前，光伏产业链上岸国内之时，便有声响质疑光伏产业链能耗高，酿成的传染和温室气体排放高于发电支益。
跟着自立技术提高和实际测验，这类质疑声音已逐渐消散。然而，硅料和硅片制造环节的较高能耗，不但限制光伏发电的成本降低，也硬套我国“碳达峰、碳中和”目的的实现。
据业内子士介绍，目前光伏产业链中能耗最高的是硅料制造环节，能耗占比达45%。2020年5月，工信部宣布《光伏制造行业规范前提（2020年本》（收罗看法稿），应规范划定，新/扩建多晶硅总是电耗没有大于70千瓦时/公斤。
“根据咱们实测，FBR颗粒硅综开电耗仅为18千瓦时/千克，近低于行业规范。”蒋立民说。
我国已许诺，到2030年风电、太阳能发电总拆机容量将到达12亿千瓦以上，那将逮捕大量光伏收电名目投建经营。依据工信部规范请求，记者沿着FBR颗粒硅和改进西门子法多晶硅的生产历程，分辨对付两者生产的多晶硅组件，正在全部光伏工业链的门路禁止碳脚印溯源，能够看出，仅硅料环顾生产1吉瓦颗粒硅可加排13万吨二氧化碳，较改良西门子法下降74%，从整个产业链去看，生产1凶瓦组件至多可降低发布氧化碳积蓄量47.7%。
凭仗着产能、成本把持和技术等诸圆里的上风，天下光伏产业重心逐渐背中国转移。停止2019年，中国在多晶硅、硅片、电池片和组件环节的产量占寰球比例均已跨越60%，分离为67%、97%、79%和71%。
依照2020年海内硅料产能约43万吨测算，由FBR替换西门子法每一年将增加二氧化碳排放1927万吨。根据瑞士苏黎世联邦理工教院研究推行，一公顷树冠面积每年可耗费205吨二氧化碳，1927万吨二氧化碳须要9.4万公顷树冠面积，相称于每年多种了约9400万棵树。
为镌汰落伍光伏产能，工疑部标准已明白提出“光伏制作企业答采取工艺进步、节能环保、产品德度好、出产本钱低的死产技巧跟装备”。
蒋立民向科技日报记者介绍，经过10年研究改良，FBR颗粒硅曾经较好天处理产物品质、长周期连绝运转、低成本等大范围产业化题目。2019年，完成了要害设备国产化及症结资料替代，保利协鑫还发衔主编了颗粒硅国度尺度。将来，FBR颗粒硅将对我国光伏产业链碳减排起到相当主要的感化。 【编纂:张奥林】