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“硅业报国”不离技术突破 多晶硅“降本”低电价更要低电耗
2017-05-04 09:51:45 来源: 新华网
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  新华网北京5月4日电(索炜)地壳中第二丰富的元素——硅,短短十多年时间里,在中国太阳能领域迅速得以应用和发展。如今,中国太阳能多晶硅的总产量已经占到世界总量的50%以上。

  中国多晶硅的老牌生产企业——中国恩菲工程技术有限公司(下称“中国恩菲”)子公司洛阳中硅高科技有限公司(以下简称“中硅高科”)是一家高新技术型多晶硅生产企业,其用“以技术带动研发,研发带动产业,产业形成技术提升的研发与生产双螺旋上升”的方式,践行“硅业报国”的理念。

  多晶硅产业“华丽转身”——降成本、降电耗、近“零”排放

  中国的多晶硅产业在发展初期曾经经历过一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”阶段。而今,不少中国企业已经能够做到近“零”排放。中国恩菲的生产过程中,不仅能够使几乎100%的四氯化硅和三氯氢硅循环利用,还能够“废物利用”,衍生价值。

  据了解,中国恩菲目前采用多晶硅生产的主流工艺闭环三氯氢硅法生产,经过多年的不断优化工艺路线,目前生产过程中每一个步骤都有其专利技术支撑,攻克了大量生产关键难题。

  中国恩菲和中硅高科研发了大型还原尾气干法回收系统技术,将三氯氢硅合成、分离提纯、还原等环节产生的尾气有效收集,分离提纯后分门别类进入生产各个环节。十多年前,国内首套大型还原尾气干法回收装置已经成功应用于中硅高科生产线,从运行结果看,氯硅烷、氢气、氯化氢气体回收利用率分别达到98.5%、99%、99%以上,使多晶硅生产过程中纯氢消耗从传统西门子工艺的近35立方米/千克降至小于1立方米/千克以下,有效控制“三废”排放,减少多晶硅原料消耗30%以上。多晶硅生产过程中产生的四氯化硅副产物通过冷氢化系统转化为三氯氢硅原料,返回系统使用。

  而少量不能转化返回的低品质四氯化硅也并没有开路留到下游处理,中国恩菲将其提纯后用于光纤生产的需要或生产气相白炭黑。其多晶硅生产全过程形成闭环,绿色安全,将废物利用产生效益。“我们把还原用的电变成热,再把热用到工厂各生产环节,以降低综合能耗”中国恩菲副总工程师、多晶硅材料制备技术国家工程实验室主任严大洲说。

  中国恩菲在大型还原尾气干法回收系统技术的发展方面同时进行了系统的专利布局,据了解,中国恩菲共申请专利数量1300多项,其中多晶硅专利占20%,共257项,166项获得授权,87项是发明专利。

  中国恩菲还发明大型高效、加压、高温三氯氢硅提纯及耦合工艺,减少蒸汽消耗和塔顶循环水消耗,降低能耗45%以上,提纯后三氯氢硅指标优于国内先进水平,且能满足电子级多晶硅纯度要求,电子级多晶硅的生产也是中国恩菲目前努力的方向。“我们高新技术企业就是这样,不断研发,别人都做的很好的领域,我们就退出,转而研发国内技术欠缺的领域”,洛阳中硅高科董事长李爱民说。

  西部地区电价优势明显 技术降本VS能源价格

  对于多晶硅产业而言,用电成本占据了其总成本的约30%至50%,因而能源价格成为多晶硅生产企业考虑的重要因素之一。

  瞄准新疆、内蒙古等西部地区的低电价优势,国内知名多晶硅生产企业,如大全集团、东方希望集团等纷纷将产能向西部转移,保利协鑫更是在近期宣布将在新疆57亿元建全球最大多晶硅基地。在众多多晶硅生产企业中,中国恩菲就显得有些特立独行,其多晶硅生产基地地处洛阳,这里电价超过0.5元/千瓦时,远高于新疆地区0.2元/千瓦时。与此同时,企业仍然能够保证正常的盈利水平,坚持将技术研发和应用有机融合,降低能耗量。

  高纯多晶硅的生产过程是将高纯三氯氢硅用高纯氢气还原成高纯多晶硅的过程,其能耗占总能耗超过50%,是实现多晶硅生产环节节能降耗的重点。中国恩菲多晶硅研发团队首次创立节能还原炉系统,通过模拟优化,率先成功研发24对棒、36对棒、48对棒、60对棒大型节能多晶硅还原设备及加压还原工艺技术,持续大幅提高多晶硅节能还原炉单炉年产量,为万吨级多晶硅生产线和节能技改提供技术支撑。同时将整个多晶硅工厂及周边的各种能源要素通盘考虑,冷热综合利用,为多晶硅低成本、低能耗经济运行创造条件。

  目前,中国恩菲生产电耗为75千瓦时/千克以下,业内领先。“多晶硅这个产业太朝阳了,硅产业链的延伸还很广,还要继续研发。”李爱民表示,因而,多晶硅产业的创新研究就极为重要。中国恩菲拥有我国唯一的多晶硅制备技术国家工程实验室,公司2016年投入研发的费用约占其销售收入的4.7%。

  能源局发布的《太阳能发展“十三五”规划》 提出,到2020年,光伏发电电价水平在2015年基础上下降50%以上,在用电侧实现平价上网目标。李爱民认为,多晶硅价格的下降有助于推进光伏平价上网的进程,而这对于多晶硅品质的提升提出了更高的要求,而不仅仅是生产重复的过程。他希望技术创新型企业能够得到更多的关注,并呼吁多晶硅生产企业在看到西部低电价机遇的同时能够关注技术的创新和提升。“这样,产业才能得到健康有序的发展”。李爱民说。

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【纠错】 责任编辑: 刘佳
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