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啟東江蘇省光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會南京210096weiqid on .c n摘要：光伏產(chǎn)業(yè)是一個新興產(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)的重點耗能企業(yè)，隨 著產(chǎn)業(yè)不斷壯大，節(jié)能降耗也應引起足夠的重視。本文根據(jù)企業(yè)統(tǒng)計調(diào)查、節(jié)能 評估報告和歷次會議的介紹，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。關鍵詞：高純硅、多晶硅鑄錠、單晶硅拉棒、太陽能電池、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)品是一個產(chǎn)能產(chǎn)品。但是，由于產(chǎn)品

5、的總量很大，對一些大型企業(yè)而言，能耗的總量就很大，這些企業(yè)往往就成為當?shù)氐闹攸c 耗能企業(yè)（在江蘇，年耗能總量超過5000噸標煤就被列入重點耗能企業(yè)），要受 到節(jié)能法的監(jiān)控和制約。由于光伏產(chǎn)業(yè)還是一個新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)中能 耗所占成本不是很高，因此，至今為止，雖然對產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)能耗有過一些 粗略的估算，但從推動產(chǎn)業(yè)進步來看，在統(tǒng)計分析的基礎上，進行進一步的分析 是有必要的。分析結(jié)果可以對已有企業(yè)的節(jié)能降耗和新建企業(yè)的建設提出一個參 考性的幫助，使綠色產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中也是綠色的，唯有如此，才能符合低碳減排的時代要求。太陽能光伏電池種類繁多，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)硅開始到組件環(huán)節(jié)，石英砂開采和系統(tǒng) 集成環(huán)節(jié)所涉及的能源消耗我們沒有統(tǒng)計和分析。1、各主要環(huán)節(jié)能源消耗統(tǒng)計各個環(huán)節(jié)的能源消耗見表1產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)產(chǎn)品名稱單位產(chǎn)品電耗數(shù)據(jù)來源工業(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個數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來源：協(xié)會統(tǒng) 計、調(diào)研報告、會議報告、電話調(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個數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來源：協(xié)會統(tǒng) 計、調(diào)研報告、會議報告、電話調(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個數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來源：協(xié)會統(tǒng) 計、調(diào)研報告、會議報告、電話調(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個數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來源：協(xié)會 統(tǒng)計、調(diào)研報告、會議報告、電話調(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個數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來源：協(xié)會 統(tǒng)計、調(diào)研報告、會議報告、電話調(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個數(shù)據(jù)匯總，數(shù)據(jù)來源：協(xié)會 統(tǒng)計、調(diào)研報告、會議報告、電話調(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)會測算數(shù)據(jù)最小值kwh/w1.1914協(xié)會測算數(shù)據(jù)最高值

9、kwh/w2.3654協(xié)會測算數(shù)據(jù)單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗平均值kwh/w2.2915協(xié)會測算數(shù)據(jù)最小值kwh/w1.5637協(xié)會測算數(shù)據(jù)最高值kwh/w3.0589協(xié)會測算數(shù)據(jù)注：以上計算中，產(chǎn)業(yè)鏈能耗的工業(yè)硅能耗均按照0.15kWh/w 計算?？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項目名稱單位最高值最小值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)會的調(diào)查統(tǒng)計數(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項目名稱單位數(shù)值數(shù)據(jù)來源1多晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗2平均值kwh/w1.8153協(xié)會測算數(shù)據(jù)3最小值kwh/w1.2134協(xié)會測算數(shù)據(jù)4最高值kwh/w2.3936協(xié)會測算數(shù)據(jù)5單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈能耗6平均值kwh/w2.2997協(xié)會測算數(shù)據(jù)7最小值kwh/w1.5857協(xié)會測算數(shù)據(jù)8最高值kwh/w3.0880協(xié)會測算數(shù)據(jù).對高純硅各個工段

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)會牽頭）進行分析，并制定相應的產(chǎn)業(yè)標準。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、硅耗電按國內(nèi)先進水平15kWh/kg測算；2、高純多晶硅耗電按國際先進水平165kWh/kg測算；（作者注，按此計算1MW耗高純硅10噸）3、其余自公司運行統(tǒng)計資料。比較表3和表4的數(shù)據(jù)可知，這兩年來，由于技術的進步，產(chǎn)業(yè)鏈的電耗已 有一個比較大幅度的降低，從 2.8kWh/w降低到2.1071kWh/w。按平均值計算，產(chǎn)業(yè)鏈各個環(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)鏈各個環(huán)節(jié)所占能耗的比例序號項目名稱單位數(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1.81531100表5-2單晶硅產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)所占能耗的比例序號項目名稱單位數(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)能降耗應當引起足夠的重視一般來說，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）計算）（約合 63kWh）。對于千噸級以上的大型企業(yè)，這樣的顯熱損失也是一個不少的數(shù)值。由于晶硅電池產(chǎn)業(yè)還是一個處于發(fā)展中的新興產(chǎn)業(yè)，許多工作還正在開始， 據(jù)了解，國家工信部正在委托中國電子材料行業(yè)協(xié)會針對高純硅生產(chǎn)中的各個環(huán) 節(jié)的能耗制定標準，已規(guī)范和降低高純硅的能源消耗。但是，對從高純硅以