- 硅晶電池難以取代
- 多晶硅污染
- 多晶硅產(chǎn)能過剩
- 單晶硅與多晶硅在光伏產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用率高達(dá)90%以上
“不十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f，在未來的50年里，還沒有什么其它材料能夠替代多晶硅而成為電子和光伏產(chǎn)業(yè)的主要原材料”，一名清華大學(xué)新能源領(lǐng)域研究員向《證券日報》記者強(qiáng)調(diào)這個說法并不科學(xué)，卻又是不得不承認(rèn)的現(xiàn)實。
資料顯示，多晶硅在高溫熔融狀態(tài)下，具有較大的化學(xué)活潑性，能與幾乎任何材料作用，具有半導(dǎo)體性質(zhì)，是極為重要的優(yōu)良半導(dǎo)體材料。電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機(jī)、錄音機(jī)、電冰箱、彩電、錄像機(jī)、是電子計算機(jī)等的基礎(chǔ)材料。此外，多晶硅是生產(chǎn)單晶硅的直接原料，是當(dāng)代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體器件的電子信息基礎(chǔ)材料。享有“微電子大廈基石”的美譽(yù)。
更為重要的是，太陽能發(fā)電(光伏)與風(fēng)電、核電等同為被世界公認(rèn)的未來新型能源趨向，在這一背景下，太陽能正逐漸被市場接受。而單晶硅和多晶硅正是生產(chǎn)太陽能電池不可或缺的主要原材料。有最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，單晶硅與多晶硅在光伏產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用率高達(dá)90%以上。
由此，可以推論，上文中那句在業(yè)內(nèi)看來還不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋?，向人?ldquo;不夠科學(xué)”地揭示了“多晶硅”在未來高精尖科技、電子信息甚至人們?nèi)粘Ｉ钪械牟豢商娲?br />
難以取代的硅晶電池
“太陽能發(fā)電是一種公平的、無污染的、絕佳的傳統(tǒng)能源替代品。只是局限于科技水平的現(xiàn)狀，特別是儲能(電池)技術(shù)的現(xiàn)狀，造成其發(fā)電成本過高(超過上網(wǎng)電價)，加之上游太陽能電池板主要原材料多晶硅的生產(chǎn)加工過程存在污染環(huán)境的問題，才使太陽能的發(fā)展受到一些阻力。站在科學(xué)的角度，我并不認(rèn)為這些能夠制約或應(yīng)該制約太陽能技術(shù)的發(fā)展，更不該因其中一個環(huán)節(jié)的污染問題難以解決，而徹底否定發(fā)展太陽能的意義。事實上，它們都將通過科技水平的不斷提升，被逐一攻克，關(guān)于新型原材料的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化都在飛速的發(fā)展中。”該研究員向記者表示。
據(jù)記者了解，從目前國際太陽電池的發(fā)展過程中看，其趨勢大致為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、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”(薄膜電池)正是業(yè)內(nèi)對以單晶硅和多晶硅為主原料的太陽能電池的更新?lián)Q代。一些薄膜電池中已經(jīng)徹底放棄了對多晶硅的應(yīng)用，從而解決了“環(huán)保技術(shù)不環(huán)保”，光伏上游多晶硅生產(chǎn)過程中存在的污染問題。
“太陽能產(chǎn)業(yè)化過程中最大的阻力就是難以提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)換效率，用市場語言描述就是難以降低其生產(chǎn)成本。雖然一部分薄膜電池技術(shù)的確改變了對多晶硅的依賴以及傳統(tǒng)硅晶電池存在的電池主體易破碎、攜帶不便、抗震能力差等缺點，但卻無法超越傳統(tǒng)硅晶電池的轉(zhuǎn)化率，反而有所降低。”一位不愿具名的科技部人士向《證券日報》記者表示。
多晶硅的污染問題
資料顯示，目前中國多晶硅生產(chǎn)的主流工藝是改良西門子法。據(jù)記者了解，這種西門子法其原理就是在1100℃左右的高純硅芯上用高純氫還原高純?nèi)葰涔?，生成多晶硅沉積在硅芯上；而改良西門子工藝是在傳統(tǒng)西門子工藝的基礎(chǔ)上，同時具備節(jié)能、降耗、回收利用生產(chǎn)過程中伴隨產(chǎn)生的大量副產(chǎn)物以及大量副產(chǎn)熱能的配套工藝。目前世界上絕大部分廠家均采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅。
但即便如此，這種改良后的生產(chǎn)工藝仍然會產(chǎn)生大量四氯氫硅，而四氯氫硅是一種具有腐蝕性的有毒有害液體。
對此，清華大學(xué)研究員表示，“改良后的生產(chǎn)工藝講究閉路循環(huán)，可有效降低還原爐消耗的電能，對還原尾氣進(jìn)行回收，最大限度的利用多晶硅生產(chǎn)中的各種物料，排出的廢料極少，相對傳統(tǒng)方法而言對環(huán)境污染起到極大的改善作用。雖然這種工藝有待進(jìn)一步提高，也的確沒能徹底杜絕污染現(xiàn)象。但我堅持認(rèn)為，更多污染環(huán)境的現(xiàn)象與企業(yè)的投機(jī)取巧、不負(fù)責(zé)任或管理不嚴(yán)、市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)過低有直接關(guān)系。”
多晶硅的產(chǎn)能過剩
2009年9月26日，國務(wù)院批轉(zhuǎn)發(fā)改委等部門《關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，文中明確指出多晶硅產(chǎn)能已明顯過剩。隨后，光伏不僅因產(chǎn)能過剩而被管理層連連“點名批評”，更成為諸多媒體報道中產(chǎn)能過剩的代表之一。近日，中國可再生能源學(xué)會副理事長孟憲淦更透過媒體表示，“商務(wù)部征求行業(yè)組織意見，打算將光伏行業(yè)同鋼鐵、有色、建材、化工等一并列入‘兩高’名單。”
對此，發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰透過媒體表示，“應(yīng)該考慮同樣的能耗在不同產(chǎn)品中創(chuàng)造的價值，比如，一公斤的多晶硅的價格可以賣到60到70美元，而一噸水泥才能賣這個價，但它卻要消耗兩百度電。我們在制定政策時候一定要考慮到整個大環(huán)境，如果急急忙忙的出臺政策，卻不考慮政策帶來的影響，這將產(chǎn)生很多消極的效果。”
另外，清華大學(xué)研究員還表示，商務(wù)部限制多晶硅出口實屬應(yīng)該，但現(xiàn)在多晶硅的生產(chǎn)污染是個敏感話題，有人說了多晶硅生產(chǎn)污染情況如何嚴(yán)重，社會輿論就馬上跟著炒作，使得這個問題被逐步放大。就我個人和身邊的一些人而言，多數(shù)科研人員對太陽能發(fā)展是持大力支持的態(tài)度。我認(rèn)為管理層的政策制定意在遏制多晶硅生產(chǎn)低水平的重復(fù)建設(shè)，以及加強(qiáng)各級政府對光伏上游污染問題的管理審查和重視態(tài)度，僅僅一個環(huán)節(jié)的問題不該牽扯整個光伏產(chǎn)業(yè)，而光伏本身的確需要一個包容、科學(xué)的看待和發(fā)展環(huán)境。
據(jù)記者了解，2009年中國多晶硅的產(chǎn)量約為2萬噸，而伴隨光伏產(chǎn)品的升級換代，市場占有率的不斷攀升，面對約4萬噸的龐大需求，我國光伏業(yè)所需的多晶硅一半以上依靠進(jìn)口。曾有專家預(yù)測，2010年，這一情況還將得到延續(xù)，或?qū)⑦_(dá)到3.5萬噸的多晶硅產(chǎn)量仍只能滿足需求的一半。就目前而言，正確理解政策導(dǎo)向、勇于承擔(dān)社會責(zé)任、通過科技水平改善生產(chǎn)工藝是選擇進(jìn)入多晶硅產(chǎn)業(yè)前的必修課。
