吴家明
新疆大全新能源股份有限公司 832000
摘要:现如今世界经济的发展已经越来越关注到绿色能源的开发。以往的经济模式能源浪费过度,而现如今绿色能源成为一种重要的产业。而太阳能绝对是绿色能源产业的重要关注对象。在太阳能产业中,多晶硅的生产是极其重要、无可替代的。本文的研究从多晶硅产业发展现实出发, 寻找问题,并提出了相应的解决策略,以期为实现多晶硅产业的可持续发展提供助力。
关键词:多晶硅;产业发展;环境保护
至于多晶硅产业在太阳能产业中的重要意义,一方面在于它是基础的原料,另一方面在于它可以高效的实现光电的转换。由此,新经济时代下发展太阳能产业,多晶硅产业的发展质量,必须要关注。而在多晶硅的生产工艺中,会伴随着 SiCl4、SiH,Cl2等产生,部分氯硅烷气体、HCI等也会随着生产过程进入尾气系统,加剧了尾气处理的难度,也给环境问题带来了调整。对氯硅烷气体、HCL等有效控制出路,才能够从源头把握多晶硅生产的环保问题。现如今,在环保理念的贯彻之下,许多多晶硅生产的企业已经开始改善生产的工艺,重点把控尾气的排放与处理问题,为生态环保助力。同时,在改进生产工艺技术的过程中,对企业自身的经营也有利。
1 多晶硅行业发展现状
我国的多晶硅产业诞生于于上世纪50年代,最初有20余个厂家从事生产。然而由于当时该行业存在着较大的生产难度,并且采用的生产工艺与西方国家相比相差甚远,所以大多数的企业相继停产或转向其他产业,只有少数厂家存留下来。直到2004年,我国的多晶硅产量一直维持在每年几十吨左右。不论是从生产工艺上,还是从生产规模上,都与国外存在着极大的差距。
近年来,由于能源危机在全世界的蔓延、温室效应的加剧,西方国家逐步将注意力转移到太阳能产业开发领域,使得多晶硅的需求量暴增,我国的多晶硅行业也迎来了前所未有的发展机遇。从2005年开始,在行业市场的强烈推动下,多晶硅的价格迅猛升高,高额利润也促使国内的多晶硅行业迅速发展,产能急速增长。2020年,我国多晶硅年产量为39.2万吨,相较上一年,涨幅为14.6%,在全球总产量中占较大比重。
2 多晶硅行业发展所引发的环境问题
2006年以来,受到多晶硅市场需求迅速增大的影响,国内的多晶硅项目掀起了一轮又一轮建设高潮,在投资规模上位居世界前列。然而由于大多数的多晶硅项目是在高行业利润的诱惑下开发,其开发过程呈现出失序的状态,缺乏先进设备与技术的引进,与全球行业先进水平仍有很大差距。由于市场旺盛的需求,国内很多的多晶硅企业甚至简单投资一个炉子即开工,产生了极大的能耗与环境污染。
2.1核心技术缺失引发环保问题
在全球的多晶硅市场中,发达国家企业掌握了多晶硅产业的最新技术。在全世界的光伏产业链中处于产业链上游的高纯度硅生产技术拥有最大的利润,其价格也占到整个太阳能电池成本的七成以上。
目前我国主要是使用的改良西门子法原理生产多晶硅,然而生产过程中涉及到废料、尾气循环使用的关键技术,只能依靠国内企业的不断钻研和探索。
2.2严重污染制约产业发展
伴随着多晶硅的生产,四氯化硅也随之产生,由此,这一副产品的处理对多晶硅生产企业而言,压力很大。并且这种物质有毒有害,处理不好就是对环境的直接威胁。现有的处理办法一是利用气相白炭黑;二是借助氢气相反应,将其还原为三氯氢硅。而三氯氢硅是生产所需的主要原料,这种方法就实现了废液的回收利用。但是这种回收的方法,在我国技术并不成熟,转化率非常低下,所以在企业处理废液的过程中应用率很低。
3 多晶硅行业发展的环保策略
3.1突破产业技术瓶颈
在四氯化硅的处理中,例如还原为三氯化硅的方式现如今被西方发达国家所垄断,我国的企业想要对四氯化硅实现高效的回收利用还是很困难。此外,若是将四氯化硅进行转化,变为硅酸乙酯灯等产品,则需要考虑这些产品的市场需求量如何。总之,想要有效解决四氯化硅的处理,就需要对氯氢化工艺所不断完善,突破这一技术的瓶颈,实现高效的闭路循环。当前,我国研发的氯氢化技术已经开始投入使用,这对于我国企业在多晶硅生产中解决环保问题有很大益处。此外,为了更好的实现环保要求,还可以改善工艺,采用冶金法的生产方式。这种方式相比较于改良西门子的方式可以有效降低成本,最重要的是污染率低,在当前环保生产的要求之下,能够很好的贯彻行业生产的环保理念。
3.2提高产业的准入标准
近年来,由于全球的多晶硅市场存在着较大的需求,国内大量的多晶硅项目迅速上马,其中部分较大规模的多晶硅项目通过引入先进的设备与技术,有效地降低了环境污染。然而很多盲目建设的较小规模项目,由于其产能较低,缺乏足够的实力来投资高规格的环保设备,产生了较大的能耗与污染,引发了严重的环境问题。
为此政府的有关部门应当制定相关政策,鼓励规模较大、拥有较高技术水平、环保措施到位的大型企业进行多晶硅的生产,逐步提升多晶硅行业的准入门槛,推动整体行业水平的提升。早在2009年8月,国务院即开展了抑制多晶硅行业产能过剩的研究,提出要对多晶硅产业建立准入标准。准入标准能够使多晶硅行业的发展处于法律与法规的框架之中,对该行业在国内的规范化发展拥有巨大的意义,能够使整个行业的生产效能显著提升,有效地促进环保问题的解决。
3.3健全企业环保责任机制
多晶硅行业引发环境保护问题的另一个重要原因是多晶硅生产企业缺乏主体环境责任。为了使自身生产的产品拥有更多的价格优势,能够在市场上具备更强的竞争力,大多数的多晶硅生产企业并没有通过建设氢化车间来进行四氯化硅的处理,而是采用下面三种方法进行处置。一是在工厂内建设存储罐片区来进行四氯化硅的存放,这需要多晶硅厂家拥有较大的场地与容器,才能够存储日益增多的四氯化硅。而如果缺乏相应的监管,很多企业会将难以存放的四氯化硅就地掩埋。二是进行四氯化硅的深埋。相较于容器存放,这种方式成本更为低廉。然而因四氯化硅拥有极强的毒性与腐蚀性,会对周围的土壤与地下水造成严重的污染。三是将四氯化硅转给不法分子,任由其处理。而不法人员通常会将四氯化硅偷倒,造成大范围的不可控污染。
多晶硅企业在进行项目的选址、建设过程中,必须遵照我国的环境保护法规定,防止对环境产生破坏。要使生产者承担起相应的环保责任,同时要建立起环保生产者责任延伸体制,推动多晶硅企业自主治理污染。对于一些拥有较大实力的多晶硅公司,应当积极地摸索四氯化硅回收利用方式,督促企业建立起循环利用系统。对于规模较小的多晶硅公司,则可通过建立联合环保攻关机制,来减弱企业的污染排放。
4 结语
太阳能是清洁可靠的能源,西方国家目前已经将太阳能的开发与运用作为能源革新的重要课题。在新能源发展的大环境下,我国也应当大力发展太阳能资源的应用。多晶硅行业作为太阳能产业的前端产业链,由于在国内缺乏相应的核心技术,其发展的环节中引发了污染高、能耗高的问题。新能源产业发展的最终目的是为了生产出洁净能源以保护环境,然而我国助力洁净能源生产的同时却对环境造成了很大的破坏。因此,为真正地实现新能源发展与环境保护的目标,必须突破发达国家在多晶硅行业中的技术封锁,把握多晶硅生产过程中的重要技术,这需要政府与国内多晶硅生产企业做出共同的努力,进一步健全环保机制,有效地发挥企业在环保工作中的核心作用。
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