江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)鏈各主要環(huán)節(jié)能耗分析初探

1、江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)鏈各主要環(huán)節(jié)能耗分析初探熊源泉魏?jiǎn)|江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)南京210096weiqid on .c n摘要：光伏產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的產(chǎn)品單耗并不大，但是由于產(chǎn)品 總量大，因此，大型企業(yè)的產(chǎn)品總能耗較大，大多數(shù)是地區(qū)的重點(diǎn)耗能企業(yè)，隨 著產(chǎn)業(yè)不斷壯大，節(jié)能降耗也應(yīng)引起足夠的重視。本文根據(jù)企業(yè)統(tǒng)計(jì)調(diào)查、節(jié)能 評(píng)估報(bào)告和歷次會(huì)議的介紹，分析總結(jié)了江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)鏈（晶硅電池）各主要 環(huán)節(jié)的能源消耗的狀況，并提出了降低能耗的一些措施，供參考。關(guān)鍵詞：高純硅、多晶硅鑄錠、單晶硅拉棒、太陽(yáng)能電池、能耗。Analysis research of en ergy con s

2、umpti on in every main cha in on Jia ngsu PV in dustyAbstract: PV industry in Jiangsu province is a newly risen one. The energy consumption of each PV production is no more than others for every chain. But because of the product ion sum is very large, so that the total en ergy con sumpti on is a ver

3、y huge for some large en terprises, therefor these en terprises bel ong to importa nt enterprises for energy consumption in local. As following grow in strength of PV in dustry, it must be thought much of save en ergy. Con diti ons of en ergy con sumpti on in every chain of PV industry in Jiangsu pr

4、ovince as statistics and survey for many en terprises and papers for save en ergy assessme nt and in troduct ion on every meet ing have bee n an alysised and sumed up. Some measures for save en ergy have bee n put out in this paper.0、前言光伏產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的能耗就產(chǎn)品單耗而言，與其他工業(yè)產(chǎn)品相比，不能 算成高耗能的產(chǎn)品，何況其終端產(chǎn)品是一個(gè)產(chǎn)能產(chǎn)品。但是，由于產(chǎn)品

5、的總量很大，對(duì)一些大型企業(yè)而言，能耗的總量就很大，這些企業(yè)往往就成為當(dāng)?shù)氐闹攸c(diǎn) 耗能企業(yè)（在江蘇，年耗能總量超過(guò)5000噸標(biāo)煤就被列入重點(diǎn)耗能企業(yè)），要受 到節(jié)能法的監(jiān)控和制約。由于光伏產(chǎn)業(yè)還是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)中能 耗所占成本不是很高，因此，至今為止，雖然對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)能耗有過(guò)一些 粗略的估算，但從推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步來(lái)看，在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行進(jìn)一步的分析 是有必要的。分析結(jié)果可以對(duì)已有企業(yè)的節(jié)能降耗和新建企業(yè)的建設(shè)提出一個(gè)參 考性的幫助，使綠色產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中也是綠色的，唯有如此，才能符合低碳減排的時(shí)代要求。太陽(yáng)能光伏電池種類(lèi)繁多，但目前晶硅電池占據(jù)主流，世界產(chǎn)量占80%以上，故

6、我們分析統(tǒng)計(jì)以晶硅電池為主。我們下面的能耗分析僅涉及到從工業(yè)硅開(kāi)始到組件環(huán)節(jié)，石英砂開(kāi)采和系統(tǒng) 集成環(huán)節(jié)所涉及的能源消耗我們沒(méi)有統(tǒng)計(jì)和分析。1、各主要環(huán)節(jié)能源消耗統(tǒng)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的能源消耗見(jiàn)表1產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)產(chǎn)品名稱(chēng)單位產(chǎn)品電耗數(shù)據(jù)來(lái)源工業(yè)硅10.8（ kWh/kg）網(wǎng)上數(shù)據(jù)工業(yè)硅13.0（ kWh/kg）崔容強(qiáng)提供工業(yè)硅單耗0.15kwh/w常州天合提供高純硅1.65kwh/w常州天合提供數(shù)據(jù)平均值170kwh/kg0.9315 kwh/w從取得的7個(gè)數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來(lái)源：協(xié)會(huì)統(tǒng) 計(jì)、調(diào)研報(bào)告、會(huì)議報(bào)告、電話(huà)調(diào)查。最小值125 kwh/kg0.6849 kwh/w最高值200 kwh/kg1.0959

7、 kwh/w多晶硅錠多晶硅錠kwh/w0.2常州天合提供數(shù)據(jù)平均值kwh/w0.1977從取得的6個(gè)數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來(lái)源：協(xié)會(huì)統(tǒng) 計(jì)、調(diào)研報(bào)告、會(huì)議報(bào)告、電話(huà)調(diào)查。最小值kwh/w0.1489最高值kwh/w0.2535單晶硅棒kwh/w0.62常州天合提供數(shù)據(jù)平均值kwh/w0.6821從取得的5個(gè)數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來(lái)源：協(xié)會(huì)統(tǒng) 計(jì)、調(diào)研報(bào)告、會(huì)議報(bào)告、電話(huà)調(diào)查。最小值kwh/w0.5212最高值kwh/w0.9470切片切片kwh/w0.28常州天合提供數(shù)據(jù)平均值kwh/w0.2578從取得的14個(gè)數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來(lái)源：協(xié)會(huì) 統(tǒng)計(jì)、調(diào)研報(bào)告、會(huì)議報(bào)告、電話(huà)調(diào)查。最小值kwh/w0.1113最高值k

8、wh/w0.44晶硅電池片kwh/w0.25常州天合提供數(shù)據(jù)平均值kwh/w0.2172從取得的12個(gè)數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來(lái)源：協(xié)會(huì) 統(tǒng)計(jì)、調(diào)研報(bào)告、會(huì)議報(bào)告、電話(huà)調(diào)查。最小值kwh/w0.0837最高值kwh/w0.3552晶硅電池組 件kwh/w0.06常州天合提供數(shù)據(jù)平均值kwh/w0.03554從取得的12個(gè)數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來(lái)源：協(xié)會(huì) 統(tǒng)計(jì)、調(diào)研報(bào)告、會(huì)議報(bào)告、電話(huà)調(diào)查。最小值kwh/w0.0126最高值kwh/w0.0708多晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗常州天合kwh/w2.8常州天合提供數(shù)據(jù)（多晶硅和單晶硅各占一 半）平均值kwh/w1.8715協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)最小值kwh/w1.1914協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)最高值

9、kwh/w2.3654協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗平均值kwh/w2.2915協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)最小值kwh/w1.5637協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)最高值kwh/w3.0589協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)注：以上計(jì)算中，產(chǎn)業(yè)鏈能耗的工業(yè)硅能耗均按照0.15kWh/w 計(jì)算?？紤]到組件生產(chǎn)中消耗的鋁材和白玻璃也消耗定的能源，見(jiàn)表2。表2組件生產(chǎn)中鋁材和白玻璃的消耗量及能耗匯總序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)單位最高值最小值1白玻璃耗量kg/w0.05750.0572白玻璃電耗（1）*0.092kwh/w0.005290.0052443鋁材耗量kg/w0.0170.0124電解鋁電耗kwh/kg0.2720.1925鋁材電耗（4）*1.4kwh/kg

10、0.02380.0168表中0.092和1.4分別為白玻璃和鋁材的單位重量的電耗（kWh/kg），白玻璃和鋁材的注耗量為江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。綜合表1和表2的數(shù)據(jù)，可以折算出產(chǎn)業(yè)鏈最終的單位產(chǎn)品的耗電如表3所示。表3考慮白玻璃和鋁材后產(chǎn)業(yè)鏈綜合耗電匯總表序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)單位數(shù)值數(shù)據(jù)來(lái)源1多晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗2平均值kwh/w1.8153協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)3最小值kwh/w1.2134協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)4最高值kwh/w2.3936協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)5單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗6平均值kwh/w2.2997協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)7最小值kwh/w1.5857協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù)8最高值kwh/w3.0880協(xié)會(huì)測(cè)算數(shù)據(jù).對(duì)高純硅各個(gè)工段

11、的能耗，工信部正在委托多晶硅產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（電子材料工 業(yè)協(xié)會(huì)牽頭）進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2、產(chǎn)業(yè)鏈能耗分析早在2008年，常州天合就提供了產(chǎn)業(yè)鏈各產(chǎn)品能耗分布如表4所示表4常州天合提供產(chǎn)業(yè)鏈各產(chǎn)品能耗分布能耗指標(biāo)產(chǎn)品（除注明外，均為 1MW）金屬硅高純多晶硅單晶（0.5MW）鑄錠多晶（0.5MW）硅片電池片組件合計(jì)耗電（kW.h）1500001650000310000100000280000250000600002800000占比（%）5.3658.9311.073.5710.008.932.14100單耗kwh/w0.151.650.620.20.280.250.062.8注：1、金屬

12、硅耗電按國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平15kWh/kg測(cè)算；2、高純多晶硅耗電按國(guó)際先進(jìn)水平165kWh/kg測(cè)算；（作者注，按此計(jì)算1MW耗高純硅10噸）3、其余自公司運(yùn)行統(tǒng)計(jì)資料。比較表3和表4的數(shù)據(jù)可知，這兩年來(lái)，由于技術(shù)的進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)鏈的電耗已 有一個(gè)比較大幅度的降低，從 2.8kWh/w降低到2.1071kWh/w。按平均值計(jì)算，產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)所占能耗的比例如表5所示表5-1多晶硅產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)所占能耗的比例序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)單位數(shù)值占比%1工業(yè)硅耗電kWh/w0.158.2632高純硅耗電（綜合耗電）kWh/w0.931551.3143多晶硅鑄錠耗電kWh/w0.197710.8914切片耗電kWh/w0.

13、257814.2015多晶硅電池片耗電kWh/w0.217211.9656組件耗電kWh/w0.035541.9587白玻璃耗電kWh/w0.005270.2908鋁材耗電kWh/w0.02031.118合計(jì)1.81531100表5-2單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)所占能耗的比例序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)單位數(shù)值占比1工業(yè)硅耗電kWh/w0.156.5232高純硅耗電（綜合耗電）kWh/w0.931540.5053單晶硅拉棒耗電kWh/w0.682129.6604切片耗電kWh/w0.257811.2105單晶硅電池片耗電kWh/w0.21729.4456組件耗電kWh/w0.035541.5457白玻璃耗電kWh/

14、w0.005270.2298鋁材耗電kWh/w0.02030.882合計(jì)kWh/w2.2997100由表5-1和表5-2可以看出，產(chǎn)業(yè)鏈電耗除工業(yè)硅外，越是上端耗電越大因此，降低高純硅、鑄錠（拉棒）以及切片的電耗是降低產(chǎn)業(yè)鏈總體電耗的主要 部分，也是降低產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品成本的主要環(huán)節(jié)。3、節(jié)能降耗應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視一般來(lái)說(shuō)，多晶硅錠的出爐溫度為 400C，單晶硅棒的出爐溫度為 350C, 按照平均室溫25T計(jì)算，每噸多晶硅帶出的顯熱為：262500kj （約合73kWh）， 每噸單晶硅棒帶出的顯熱為：227500kj （按硅的比熱700 J/（kg K）計(jì)算）（約合 63kWh）。對(duì)于千噸級(jí)以上的大型企業(yè)，這樣的顯熱損失也是一個(gè)不少的數(shù)值。由于晶硅電池產(chǎn)業(yè)還是一個(gè)處于發(fā)展中的新興產(chǎn)業(yè)，許多工作還正在開(kāi)始， 據(jù)了解，國(guó)家工信部正在委托中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)針對(duì)高純硅生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán) 節(jié)的能耗制定標(biāo)準(zhǔn)，已規(guī)范和降低高純硅的能源消耗。但是，對(duì)從高純硅以