能耗计算公式(共4页).docx
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1、精选优质文档-倾情为你奉上能耗计算公式:光伏发电前景毋庸置疑 能耗计算边界条件。以原料硅砂为起点,到制成晶体硅光伏发电系统,全部能量消耗EP表达式: 如果仅从单一的多晶硅生产来看,耗能确实不低。但在我国,几乎所有的大型企业都不只生产多晶硅,而将产业链一直延伸到太阳能电池组件。2009年 光伏发电前景毋庸置疑 能耗计算边界条件。以原料硅砂为起点,到制成晶体硅光伏发电系统,全部能量消耗EP表达式: 如果仅从单一的多晶硅生产来看,耗能确实不低。但在我国,几乎所有的大型企业都不只生产多晶硅,而将产业链一直延伸到太阳能电池组件。2009年,全世界光伏发电组件产量为10.5GW,其中晶体硅太阳能电池产量为
2、8.5GW,薄膜太阳能电池1.6GW,晶体硅太阳能电池占总产量的84.16%;2010年全球光伏电池产量达到21GW,与2009年的10.5GW相比,翻了一番。晶体硅太阳电池仍然是当今市场主流。 多晶硅和石油、煤炭等产品的属性一样,是关系到未来一个大国竞争力的核心产业。值得注意的是,目前国外多晶硅产品在中国多晶硅发展的幼稚期间,低价进口到中国,与中国本土多晶硅企业争抢客户,竞争已异常激烈。 我国已经向国际社会承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右。这其中,继风电、核电大发展之后,太阳能光伏发电是最具潜力的。 多晶
3、硅耗能不应单纯比较 多晶硅生产消耗工业硅原料:1.5kg,即每生产1kg高纯多晶硅需要1.5kg冶金硅; 其中:EP1为“硅砂-冶金硅”的能耗:13kwh/kg; 全产品链的多晶硅能耗不高 拉制硅棒或浇铸硅锭消耗高纯多晶硅:1.2kg,即1kg硅锭/硅棒需要1.2kg高纯多晶硅; EP1=13kWh/kg12.5g/Wp/1000=0.1625kWh/Wp 关于多晶硅污染高的说法,严大洲表示,这与其生产技术和工艺密切相关,改良的技术完全可以实现达标排放,甚至做到零排放。多晶硅可以实现充分的循环利用,其生产以金属硅为原料,与氯化氢反应合成三氯氢硅,三氯氢硅经过精馏提纯后,用高纯氢气还原得到多晶硅
4、产品。还原过程中,产生大量尾气,采用干法回收系统将尾气中的成份分离,其中:SiCl4、SiHCl3混合液送精馏提纯,得到高纯SiHCl3还原生产多晶硅,SiCl4送氢化系统转化为三氯氢硅,提纯后再返回还原系统使用;HCl气体送三氯氢硅合成工序;氢气返回还原工序生产多晶硅。整个多晶硅生产系统是一个理想的物料循环、能量回收利用的闭路循环系统。 目前,国内生产的太阳能组件的使用寿命25年,以此推算,生产出的太阳能组件在实现生产能耗回收后,几乎不用再消耗电量,即可发电约22年,并且没有任何污染物排放。事实上,即使25年之后,太阳能组件的发电效率大约相当于25年之前的80%,仍可使用很长一段时间。 全部
5、能量消耗:EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP5+EP6=2.545kWh/Wp EP2为“冶金硅-多晶硅”的能耗200kwh/kg(改良西门子法国内平均水平); 1kg硅棒或硅锭可以切60片125125mm的硅片(薄片可切7090片),每片平均制造2.4Wp太阳电池,合计为:144Wp/kg; 计算结果为: EP4为“多晶硅片多晶硅光伏电池”的能耗0.2kwh/Wp; “晶硅太阳能电池寿命30年,基本免维护,寿命期内平均发电量1.530=45kWh,折标煤为19.73克标准煤/kWh,仅煤电的1/17,凡本网注明“来源的所有文章,版权均属,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上
6、述作品。已经本网授权使用作品的3G门户 ,应在授权范围内使用,并注明来源。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。 多好的能源!”洛阳中硅高科技有限公司副总经理严大洲向记者分析说。 根据上述参数计算,得到各环节电力消耗情况如下: 可以说,目前我国的多晶硅生产,在“三废”处理方面基本没有技术难题,国内千吨级规模的工厂都有“尾气干法回收”系统,环保评估和检测体系完善,需达标才能获得生产许可,工厂洁净,环境优美,不存在“高排放”。 严大洲告诉记者,国内有些专家和政府官员,将多晶硅生产与钢铁和电解铝比较,认为多晶硅耗电200kWh/kg(折标煤68.4kgce/kg);电解铝耗电14kWh/kg(折
7、标煤4.788kgce/kg);理所当然是高能耗!“但是,两者的用途不同、两者的价值不同、技术附加值和总能源消耗规模不同,对国家的贡献和战略意义不同,不宜简单处置。”严大洲分析说。 以江西赛维公司为例,声明:为了保护个人财产安全起见 最好不要到不知名网站输入个人信息以及下载文件。该公司年月投产的万吨高纯硅料一期项目,通过不断对最新一代的改良西门子工艺进行优化和创新,从精馏、氢化、还原、尾气回收,形成了一个全闭环的、全回收的系统,每生产一千克多晶硅的电耗不超过kWh,物耗水平也控制在行业标准的以下,产品纯度远高于目前国内精炼纯化度行业标准,达到国际先进技术水平。“目前这一项目在运行时,对所有废弃
8、物进行回收,真正做到了对环境无污染无危害。”赛维公司董事长兼首席执行官彭小峰表示。 晶体硅太阳能电池产业链示意图 多晶硅生产可做到零排放 多晶硅生产“三废”处理。多晶硅生产的“三废”:废气:主要成份N2,含少量H2、HCl、Si2HCl2、SiHCl3、SiCl4等;废水:废气淋洗水、纯水制备排水等,呈酸性;废渣:硅粉、二氧化硅、石灰石渣等,无害、不溶,属一般固体废物。处理办法:将系统产生的废气通过管道汇集至三废处理站中的废气处理塔,利用氯硅烷极易水解和酸碱中和的原理,在废气处理塔内用碱性水对废气进行喷林洗涤,从废气处理塔顶排出中性气体,主要成分是氮气和少量的氢气;氯硅烷水解产生的盐酸和二氧化
9、硅,盐酸与碱反应形成中性水,进一步处理后达标排放;二氧化硅通过压滤固化后运至政府指定垃圾场。 图为 太阳能有限公司的定向生长多晶硅铸锭车间。(本报记者姜小毛摄) 2010年以来国外多晶硅企业扩产迅速。其中德国瓦克公司的产能将在今年底达到2.2万吨以上;美国的海姆洛克公司也宣布将产能扩大一倍;日本的德山曹达公司也忙着扩产。 严大洲介绍说,近年来,我国多晶硅产量扩大,质量提高,为晶硅太阳能光伏发电提升转化率、降低成本、延长寿命创造了良好条件。原创专家力证:多晶硅“两高”是误解国内已有光伏企业将晶硅太阳能电池寿命目标调整为40年,同时发电效率有所提高,多晶硅光伏发电效率为18%20%,单晶硅光伏发电
10、效率为20%22%,发电成本介于1.31.5元/kWh,并有望进一步降低。 在多晶硅生产过程中,四氯化硅是多晶硅生产的副产物,每生产1吨多晶硅产生1020吨四氯化硅,如不妥善处理,将直接影响生产并导致环境污染。主流处理工艺是氢化转变为三氯氢硅,成为多晶硅原料,返回系统使用。辅助工艺包括生产气相白碳黑、硅酸乙酯、高纯石英、光纤预制棒、有机硅等产业链其它产品。 EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP5+EP6 多位专家表示,应当从我国多晶硅行业的实际出发在忙碌的工作中,要注意休息,关注社会,关注中国,关注世界,做中国有用的人才,回报社会是我们年轻人的义务,从国家能源战略的角度出发,在光伏产品的
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