新華網(wǎng)北京5月4日電(索煒)地殼中第二豐富的元素——硅，短短十多年時間里，在中國太陽能領域迅速得以應用和發(fā)展。如今，中國太陽能多晶硅的總產(chǎn)量已經(jīng)占到世界總量的50%以上。
中國多晶硅的老牌生產(chǎn)企業(yè)——中國恩菲工程技術有限公司(下稱“中國恩菲”)子公司洛陽中硅高科技有限公司(以下簡稱“中硅高科”)是一家高新技術型多晶硅生產(chǎn)企業(yè)，其用“以技術帶動研發(fā)，研發(fā)帶動產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)形成技術提升的研發(fā)與生產(chǎn)雙螺旋上升”的方式，踐行“硅業(yè)報國”的理念。
多晶硅產(chǎn)業(yè)“華麗轉(zhuǎn)身”——降成本、降電耗、近“零”排放
中國的多晶硅產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期曾經(jīng)經(jīng)歷過一段“末端治理”成本高而效果不理想的“高能耗、高污染”階段。而今，不少中國企業(yè)已經(jīng)能夠做到近“零”排放。中國恩菲的生產(chǎn)過程中，不僅能夠使幾乎100%的四氯化硅和三氯氫硅循環(huán)利用，還能夠“廢物利用”，衍生價值。
據(jù)了解，中國恩菲目前采用多晶硅生產(chǎn)的主流工藝閉環(huán)三氯氫硅法生產(chǎn)，經(jīng)過多年的不斷優(yōu)化工藝路線，目前生產(chǎn)過程中每一個步驟都有其專利技術支撐，攻克了大量生產(chǎn)關鍵難題。
中國恩菲和中硅高科研發(fā)了大型還原尾氣干法回收系統(tǒng)技術，將三氯氫硅合成、分離提純、還原等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的尾氣有效收集，分離提純后分門別類進入生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)。十多年前，國內(nèi)首套大型還原尾氣干法回收裝置已經(jīng)成功應用于中硅高科生產(chǎn)線，從運行結果看，氯硅烷、氫氣、氯化氫氣體回收利用率分別達到98.5%、99%、99%以上，使多晶硅生產(chǎn)過程中純氫消耗從傳統(tǒng)西門子工藝的近35立方米/千克降至小于1立方米/千克以下，有效控制“三廢”排放，減少多晶硅原料消耗30%以上。多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的四氯化硅副產(chǎn)物通過冷氫化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為三氯氫硅原料，返回系統(tǒng)使用。
而少量不能轉(zhuǎn)化返回的低品質(zhì)四氯化硅也并沒有開路留到下游處理，中國恩菲將其提純后用于光纖生產(chǎn)的需要或生產(chǎn)氣相白炭黑。其多晶硅生產(chǎn)全過程形成閉環(huán)，綠色安全，將廢物利用產(chǎn)生效益。“我們把還原用的電變成熱，再把熱用到工廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以降低綜合能耗”中國恩菲副總工程師、多晶硅材料制備技術國家工程實驗室主任嚴大洲說。
中國恩菲在大型還原尾氣干法回收系統(tǒng)技術的發(fā)展方面同時進行了系統(tǒng)的專利布局，據(jù)了解，中國恩菲共申請專利數(shù)量1300多項，其中多晶硅專利占20%，共257項，166項獲得授權，87項是發(fā)明專利。
中國恩菲還發(fā)明大型高效、加壓、高溫三氯氫硅提純及耦合工藝，減少蒸汽消耗和塔頂循環(huán)水消耗，降低能耗45%以上，提純后三氯氫硅指標優(yōu)于國內(nèi)先進水平，且能滿足電子級多晶硅純度要求，電子級多晶硅的生產(chǎn)也是中國恩菲目前努力的方向。“我們高新技術企業(yè)就是這樣，不斷研發(fā)，別人都做的很好的領域，我們就退出，轉(zhuǎn)而研發(fā)國內(nèi)技術欠缺的領域”，洛陽中硅高科董事長李愛民說。
西部地區(qū)電價優(yōu)勢明顯 技術降本VS能源價格
對于多晶硅產(chǎn)業(yè)而言，用電成本占據(jù)了其總成本的約30%至50%，因而能源價格成為多晶硅生產(chǎn)企業(yè)考慮的重要因素之一。
瞄準新疆、內(nèi)蒙古等西部地區(qū)的低電價優(yōu)勢，國內(nèi)知名多晶硅生產(chǎn)企業(yè)，如大全集團、東方希望集團等紛紛將產(chǎn)能向西部轉(zhuǎn)移，保利協(xié)鑫更是在近期宣布將在新疆57億元建全球最大多晶硅基地。在眾多多晶硅生產(chǎn)企業(yè)中，中國恩菲就顯得有些特立獨行，其多晶硅生產(chǎn)基地地處洛陽，這里電價超過0.5元/千瓦時，遠高于新疆地區(qū)0.2元/千瓦時。與此同時，企業(yè)仍然能夠保證正常的盈利水平，堅持將技術研發(fā)和應用有機融合，降低能耗量。
高純多晶硅的生產(chǎn)過程是將高純?nèi)葰涔栌酶呒儦錃膺€原成高純多晶硅的過程，其能耗占總能耗超過50%，是實現(xiàn)多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)節(jié)能降耗的重點。中國恩菲多晶硅研發(fā)團隊首次創(chuàng)立節(jié)能還原爐系統(tǒng)，通過模擬優(yōu)化，率先成功研發(fā)24對棒、36對棒、48對棒、60對棒大型節(jié)能多晶硅還原設備及加壓還原工藝技術，持續(xù)大幅提高多晶硅節(jié)能還原爐單爐年產(chǎn)量，為萬噸級多晶硅生產(chǎn)線和節(jié)能技改提供技術支撐。同時將整個多晶硅工廠及周邊的各種能源要素通盤考慮，冷熱綜合利用，為多晶硅低成本、低能耗經(jīng)濟運行創(chuàng)造條件。
目前，中國恩菲生產(chǎn)電耗為75千瓦時/千克以下，業(yè)內(nèi)領先。“多晶硅這個產(chǎn)業(yè)太朝陽了，硅產(chǎn)業(yè)鏈的延伸還很廣，還要繼續(xù)研發(fā)。”李愛民表示，因而，多晶硅產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新研究就極為重要。中國恩菲擁有我國唯一的多晶硅制備技術國家工程實驗室，公司2016年投入研發(fā)的費用約占其銷售收入的4.7%。
能源局發(fā)布的《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》 提出，到2020年，光伏發(fā)電電價水平在2015年基礎上下降50%以上，在用電側實現(xiàn)平價上網(wǎng)目標。李愛民認為，多晶硅價格的下降有助于推進光伏平價上網(wǎng)的進程，而這對于多晶硅品質(zhì)的提升提出了更高的要求，而不僅僅是生產(chǎn)重復的過程。他希望技術創(chuàng)新型企業(yè)能夠得到更多的關注，并呼吁多晶硅生產(chǎn)企業(yè)在看到西部低電價機遇的同時能夠關注技術的創(chuàng)新和提升。“這樣，產(chǎn)業(yè)才能得到健康有序的發(fā)展”。李愛民說。
