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多晶硅难以替代 环保问题为难光伏产业

(时间:2010-6-10 10:16:04 共有 人次浏览) [信息来源:电子生产设备网信息中心]

“不十分严谨的说,在未来的50年里,还没有什么其它材料能够替代多晶硅而成为电子和光伏产业的主要原材料”,一名清华大学新能源领域研究员向《证券日报》记者强调这个说法并不科学,却又是不得不承认的现实。

  资料显示,多晶硅在高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用,具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、是电子计算机等的基础材料。此外,多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。享有“微电子大厦基石”的美誉。

  更为重要的是,太阳能发电(光伏)与风电、核电等同为被世界公认的未来新型能源趋向,在这一背景下,太阳能正逐渐被市场接受。而单晶硅和多晶硅正是生产太阳能电池不可或缺的主要原材料。有最新统计数据显示,单晶硅与多晶硅在光伏产业中的应用率高达90%以上。

  由此,可以推论,上文中那句在业内看来还不够严谨的描述,向人们“不够科学”地揭示了“多晶硅”在未来高精尖科技、电子信息甚至人们日常生活中的不可替代。

  难以取代的硅晶电池

  “太阳能发电是一种公平的、无污染的、绝佳的传统能源替代品。只是局限于科技水平的现状,特别是储能(电池)技术的现状,造成其发电成本过高 (超过上网电价),加之上游太阳能电池板主要原材料多晶硅的生产加工过程存在污染环境的问题,才使太阳能的发展受到一些阻力。站在科学的角度,我并不认为这些能够制约或应该制约太阳能技术的发展,更不该因其中一个环节的污染问题难以解决,而彻底否定发展太阳能的意义。事实上,它们都将通过科技水平的不断提升,被逐一攻克,关于新型原材料的研发、产业化都在飞速的发展中。”该研究员向记者表示。

  据记者了解,从目前国际太阳电池的发展过程中看,其趋势大致为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜)。而最后的“薄膜材料”(薄膜电池)正是业内对以单晶硅和多晶硅为主原料的太阳能电池的更新换代。一些薄膜电池中已经彻底放弃了对多晶硅的应用,从而解决了“环保技术不环保”,光伏上游多晶硅生产过程中存在的污染问题。

  “太阳能产业化过程中最大的阻力就是难以提高太阳电池的光电转换效率,用市场语言描述就是难以降低其生产成本。虽然一部分薄膜电池技术的确改变了对多晶硅的依赖以及传统硅晶电池存在的电池主体易破碎、携带不便、抗震能力差等缺点,但却无法超越传统硅晶电池的转化率,反而有所降低。”一位不愿具名的科技部人士向《证券日报》记者表示。

  多晶硅的污染问题

  资料显示,目前中国多晶硅生产的主流工艺是改良西门子法。据记者了解,这种西门子法其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上;而改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上,同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶硅。

  但即便如此,这种改良后的生产工艺仍然会产生大量四氯氢硅,而四氯氢硅是一种具有腐蚀性的有毒有害液体。

  对此,清华大学研究员表示,“改良后的生产工艺讲究闭路循环,可有效降低还原炉消耗的电能,对还原尾气进行回收,最大限度的利用多晶硅生产中的各种物料,排出的废料极少,相对传统方法而言对环境污染起到极大的改善作用。虽然这种工艺有待进一步提高,也的确没能彻底杜绝污染现象。但我坚持认为,更多污染环境的现象与企业的投机取巧、不负责任或管理不严、市场准入标准过低有直接关系。”

  多晶硅的产能过剩

  2009年9月26日,国务院批转发改委等部门《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》,文中明确指出多晶硅产能已明显过剩。随后,光伏不仅因产能过剩而被管理层连连“点名批评”,更成为诸多媒体报道中产能过剩的代表之一。近日,中国可再生能源学会副理事长孟宪淦更透过媒体表示,“商务部征求行业组织意见,打算将光伏行业同钢铁、有色、建材、化工等一并列入‘两高’名单。”

对此,发改委能源研究所副所长李俊峰透过媒体表示,“应该考虑同样的能耗在不同产品中创造的价值,比如,一公斤的多晶硅的价格可以卖到60到 70美元,而一吨水泥才能卖这个价,但它却要消耗两百度电。我们在制定政策时候一定要考虑到整个大环境,如果急急忙忙的出台政策,却不考虑政策带来的影响,这将产生很多消极的效果。”

  另外,清华大学研究员还表示,商务部限制多晶硅出口实属应该,但现在多晶硅的生产污染是个敏感话题,有人说了多晶硅生产污染情况如何严重,社会舆论就马上跟着炒作,使得这个问题被逐步放大。就我个人和身边的一些人而言,多数科研人员对太阳能发展是持大力支持的态度。我认为管理层的政策制定意在遏制多晶硅生产低水平的重复建设,以及加强各级政府对光伏上游污染问题的管理审查和重视态度,仅仅一个环节的问题不该牵扯整个光伏产业,而光伏本身的确需要一个包容、科学的看待和发展环境


  据记者了解,2009年中国多晶硅的产量约为2万吨,而伴随光伏产品的升级换代,市场占有率的不断攀升,面对约4万吨的庞大需求,我国光伏业所需的多晶硅一半以上依靠进口。曾有专家预测,2010年,这一情况还将得到延续,或将达到3.5万吨的多晶硅产量仍只能满足需求的一半。就目前而言,正确理解政策导向、勇于承担社会责任、通过科技水平改善生产工艺是选择进入多晶硅产业前的必修课。


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