非晶硅还是晶体硅?
高纯多晶硅的供应紧张,要归因于光伏太阳能产业的爆发式增长。2008年,预计电子级多晶硅市场增长将陷于停滞,而光伏级多晶硅的需求将猛增46%。
晶体硅(单晶硅和多晶硅)太阳能电池由于发展历史较早且技术比较成熟,装机容量一直占据领先地位。虽然技术进步和规模扩大使其成本不断下降,但由于材料和工艺的限制,晶体硅太阳能电池进一步降低成本的空间相当有限。这为非晶硅电池(薄膜太阳能电池)的开发和快速发展奠定了基础。虽然非晶硅电池目前转换效率及稳定性仍不及晶体硅电池,但其成本低廉、制程简单、易大面积量产、产品透光性佳等特点使它受到投资追捧。
近年来世界各国持之以恒地在非晶硅太阳能的利用领域投入研发力量,低成本、大面积的非晶硅电池研发颇见成效。其市场份额虽然只占整个光伏市场的不足15%,但随着非晶硅材料的衰减降低、铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(CdTe)制造技术获得突破,非晶硅太阳能电池将对晶体硅材料正变得更加具有替代性。
多晶硅生产商多半都认为太阳能发电舍我其谁,但技术革新的速度谁又能料得到呢?
清洁能源还是污染大户?
国内在建多晶硅生产项目大多使用改良西门子法生产多晶硅,生产1千瓦的太阳能电池约需10公斤的多晶硅,需要消耗电能3000-5000度,耗电量十分巨大。
比能耗更为严重的是污染问题,每提纯1吨多晶硅就会有8吨以上的四氯化硅产生,以及三氯氢硅、氯气等废液废气。未经处理回收的四氯化硅是一种有极强腐蚀性、难以保存的有毒液体,但如果能有效分离尾气中的四氯化硅、三氯氢硅、氯化氢和氢气,那么不仅可以返回系统循环使用,其中四氯化硅如果能达到99.99%以上的纯度,还是极有价值的光纤级原料副产品(目前光纤生产用四氯化硅全部由国外进口)。但国内近期一窝蜂上马的多晶硅项目,除新光硅业等少数几家外,都还没有完全掌握尾气回收技术。
已有的几个多晶硅提纯项目所回收的副产品四氯化硅纯度不高,约为95-99.9%,只能免费送给气相法生产白炭黑的厂家,甚至每吨要倒贴1500元左右。据《华盛顿邮报》3月9日报道,中国某多晶硅制造商在过去9个月以来,持续在工厂四周空地倾倒有毒废弃物四氯化硅,造成土地无法种植农作物。而在福建省龙岩市连城县,一个小规模的多晶硅提纯项目使得周边土地上树木枯死,稻田荒芜。我们现在是把清洁能源出口到了国外,但却把能耗和污染留给了自己。
而等到大批新建项目投产之日,大量产生的四氯化硅难以处理将成为制约产业发展的瓶颈。如果厂商短期内不能掌握成熟的回收技术,那么本已严峻的环保形势将面临新的冲击。更坏的可能是,在多晶硅产能过剩的同时,付出重大污染代价却无法获得相应收益,整个产业将面临严重损失。