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顆粒矽工藝迭代 推進光伏發電邁向零碳時代

2022-01-19   來源:科技日報

       

 

        近日,寧夏發佈2021年認定的第二批高新技術企業備案公示名單,因首次實現顆粒矽在大尺寸熱場中試驗成功,同時掌握了在業內最先進爐型中使用顆粒矽的技術,寧夏協鑫晶體科技發展有限公司(以下簡稱寧夏協鑫)上榜。

 

  統計顯示,寧夏作為我國富煤省區之一,2019年經濟總量不到全國0.4%,能耗和碳排放占比卻達1.6%,碳排放強度全國最大、人均碳排放量全國第二。

 

  “我們不斷強化技術創新,推進工藝迭代,最終形成產業核心競爭力,拿到了這一官方權威認證,這將對寧夏如期實現碳達峰、碳中和目標產生積極促進作用。”寧夏協鑫生產總監王思鋒說。

 

  光伏新材料創造二氧化碳當量最低紀錄

  “煤炭是寧夏能源消費和碳排放的主要來源。而‘十四五’期間要創建減碳零碳體系,首先離不開光伏、風能等可再生能源領域新材料的發展。”寧夏清潔發展機制環保服務中心總工程師、副研究員柳楊說。

 

  位於黃河之濱中衛市的寧夏協鑫,就是一家專業致力於光伏新材料研發和生產的上游企業。

 

  直徑只有2毫米左右、一袋10公斤裝的顆粒矽,看起來更像真空包裝的小綠豆。別看它們個頭小,與傳統的西門子法生產的棒狀矽相比,具有多個技術優勢。

 

  西門子法生產的棒狀矽在使用時,需要將其人工破碎後再向爐內裝填,不僅有引入雜質的風險,且人工破碎會出現不規則的情況,填裝過程中也容易卡料,導致生產被迫中止。“顆粒矽完全不存在這個問題。它的流動性非常好,而且純度高、體積密度大、使用成本低,能使自動化生產變得可控。”王思鋒說。

 

  最重要的是,顆粒矽可有效助力“雙碳”目標的實現。據計算,相較西門子法生產的棒狀矽,在生產過程中使用同體量的顆粒矽,二氧化碳排放量可降低74%左右,整體能耗可降低65%—70%。

 

  “繼2021年5月領到國內顆粒矽方面首張碳足跡證書後,2021年10月底,我們又取得了由法國國家能源署頒發的協鑫FBR顆粒矽產品碳足跡認證證書。”王思鋒說,證書顯示,每生產1000克顆粒矽的碳足跡數值僅為37.000千克二氧化碳當量,大大刷新了德國瓦克公司此前創下的每千克碳化矽57.559千克二氧化碳當量的全球最低紀錄。

 

  可解決光伏行業能耗和綠色發展難題

  “寧夏協鑫下大力氣研發推廣顆粒矽,為的就是解決光伏行業能耗和綠色發展難題,加快推進光伏發電從平價時代邁向低價時代和零碳時代。”王思鋒指出。

 

  為讓下游客戶儘快批量應用顆粒矽,寧夏協鑫控股公司——江蘇中能矽業科技發展有限公司(以下簡稱江蘇中能)大膽將具有自主知識產權的顆粒矽產品交予寧夏協鑫先行先試。

 

  試用過程中,寧夏協鑫研發團隊與江蘇中能保持零時空溝通,生成了大量實用數據,助力顆粒矽品質不斷改進提升。團隊採用相應的二次加料器及加料工藝進行不同顆粒矽投料比例驗證,針對4種不同爐型,逐步摸索出一整套行之有效的生產工藝。

 

  通過使用顆粒矽,寧夏協鑫生產經營中各項關鍵性指標持續向好。與去年同期相比,生產成本下降7.7%,營業收入增加81%。

 

  小小顆粒矽生動詮釋了一個道理:要想實現“雙碳”目標,科技創新與工藝迭代是不二法寶。

 

  據介紹,寧夏計畫到2035年實現主要污染物排放強度達到全國平均水準,碳排放達峰後穩中有降,目前2030年前碳排放達峰行動方案的編制工作已經啟動。

 

  然而不爭的現實是,作為欠發達地區,寧夏尚處於工業化和城鎮化快速發展階段,產業發展依然依賴高碳產業結構。此情此景下,實現“雙碳”目標,任務艱巨。

 

  “必須依靠科技創新,做好戰略謀劃,確定重點領域,才能兼顧經濟社會可持續發展。”寧夏科技廳副廳長陳放指出,希望顆粒矽新工藝能夠有力推動寧夏重點行業和區域相關碳減排政策舉措研究,推動寧夏經濟、能源、產業結構低碳轉型升級。