颗粒硅工艺迭代 推进光伏发电迈向零碳时代

  近日，宁夏发布2021年认定的第二批高新技术企业备案公示名单，因首次实现颗粒硅在大尺寸热场中试验成功，同时掌握了在业内最先进炉型中使用颗粒硅的技术，宁夏协鑫晶体科技发展有限公司（以下简称宁夏协鑫）上榜。

  统计显示，宁夏作为我国富煤省区之一，2019年经济总量不到全国0.4%，能耗和碳排放占比却达1.6%，碳排放强度全国最大、人均碳排放量全国第二。

  “我们不断强化技术创新，推进工艺迭代，最终形成产业核心竞争力，拿到了这一官方权威认证，这将对宁夏如期实现碳达峰、碳中和目标产生积极促进作用。”宁夏协鑫生产总监王思锋说。

  光伏新材料创造二氧化碳当量最低纪录

  “煤炭是宁夏能源消费和碳排放的主要来源。而‘十四五’期间要创建减碳零碳体系，首先离不开光伏、风能等可再生能源领域新材料的发展。”宁夏清洁发展机制环保服务中心总工程师、副研究员柳杨说。

  位于黄河之滨中卫市的宁夏协鑫，就是一家专业致力于光伏新材料研发和生产的上游企业。

  直径只有2毫米左右、一袋10公斤装的颗粒硅，看起来更像真空包装的小绿豆。别看它们个头小，与传统的西门子法生产的棒状硅相比，具有多个技术优势。

  西门子法生产的棒状硅在使用时，需要将其人工破碎后再向炉内装填，不仅有引入杂质的风险，且人工破碎会出现不规则的情况，填装过程中也容易卡料，导致生产被迫中止。“颗粒硅完全不存在这个问题。它的流动性非常好，而且纯度高、体积密度大、使用成本低，能使自动化生产变得可控。”王思锋说。

  最重要的是，颗粒硅可有效助力“双碳”目标的实现。据计算，相较西门子法生产的棒状硅，在生产过程中使用同体量的颗粒硅，二氧化碳排放量可降低74%左右，整体能耗可降低65%—70%。

  “继2021年5月领到国内颗粒硅方面首张碳足迹证书后，2021年10月底，我们又取得了由法国国家能源署颁发的协鑫FBR颗粒硅产品碳足迹认证证书。”王思锋说，证书显示，每生产1000克颗粒硅的碳足迹数值仅为37.000千克二氧化碳当量，大大刷新了德国瓦克公司此前创下的每千克碳化硅57.559千克二氧化碳当量的全球最低纪录。

  可解决光伏行业能耗和绿色发展难题

  “宁夏协鑫下大力气研发推广颗粒硅，为的就是解决光伏行业能耗和绿色发展难题，加快推进光伏发电从平价时代迈向低价时代和零碳时代。”王思锋指出。

  为让下游客户尽快批量应用颗粒硅，宁夏协鑫控股公司——江苏中能硅业科技发展有限公司（以下简称江苏中能）大胆将具有自主知识产权的颗粒硅产品交予宁夏协鑫先行先试。

  试用过程中，宁夏协鑫研发团队与江苏中能保持零时空沟通，生成了大量实用数据，助力颗粒硅品质不断改进提升。团队采用相应的二次加料器及加料工艺进行不同颗粒硅投料比例验证，针对4种不同炉型，逐步摸索出一整套行之有效的生产工艺。

  通过使用颗粒硅，宁夏协鑫生产经营中各项关键性指标持续向好。与去年同期相比，生产成本下降7.7%，营业收入增加81%。

  小小颗粒硅生动诠释了一个道理：要想实现“双碳”目标，科技创新与工艺迭代是不二法宝。

  据介绍，宁夏计划到2035年实现主要污染物排放强度达到全国平均水平，碳排放达峰后稳中有降，目前2030年前碳排放达峰行动方案的编制工作已经启动。

  然而不争的现实是，作为欠发达地区，宁夏尚处于工业化和城镇化快速发展阶段，产业发展依然依赖高碳产业结构。此情此景下，实现“双碳”目标，任务艰巨。

  “必须依靠科技创新，做好战略谋划，确定重点领域，才能兼顾经济社会可持续发展。”宁夏科技厅副厅长陈放指出，希望颗粒硅新工艺能够有力推动宁夏重点行业和区域相关碳减排政策举措研究，推动宁夏经济、能源、产业结构低碳转型升级。（记者 王迎霞 通讯员 张静 何媛媛）