今年以來(lái)，在國(guó)家“3060雙碳”大戰(zhàn)略下，光伏產(chǎn)業(yè)成為宏觀經(jīng)濟(jì)中最紅火的產(chǎn)業(yè)之一。作為光伏產(chǎn)業(yè)中最基礎(chǔ)的底層原料——多晶硅，在人們?nèi)粘Ｉ钪泻芏嗳藢?duì)它并不陌生。它是生產(chǎn)光伏發(fā)電所必須的太陽(yáng)能電池板最主要的原料。

但是，一直以來(lái)外界對(duì)于多晶硅的生產(chǎn)都存在不少認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。甚至不少人對(duì)多晶硅生產(chǎn)還停留在“高能耗、高污染”的印象中。

實(shí)際情況卻是經(jīng)過(guò)十多年來(lái)的發(fā)展，在國(guó)內(nèi)多晶硅生產(chǎn)廠家，不斷努力，不斷推進(jìn)自主技術(shù)研發(fā)，國(guó)內(nèi)多晶硅早已實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。多晶硅綜合能耗降低超過(guò)90%，并有效解決了污染問(wèn)題。

在當(dāng)今世界面臨愈來(lái)愈嚴(yán)峻的氣溫升高造成極端天氣頻發(fā)的挑戰(zhàn)下，任何一項(xiàng)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)都面臨能耗的考量。

服務(wù)于國(guó)家“3060雙碳”大戰(zhàn)略下最重要的產(chǎn)業(yè)——光伏產(chǎn)業(yè)也不能例外。

而在光伏產(chǎn)業(yè)中，能耗主要集中在多晶硅生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)。這同時(shí)也是外界一直以來(lái)對(duì)多晶硅有所誤解的環(huán)節(jié)。

多晶硅生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)到底能耗有多高?相比其他傳統(tǒng)能源，多晶硅生產(chǎn)和加工是否具備節(jié)能優(yōu)勢(shì)?

生產(chǎn)多晶硅背后：節(jié)約碳排放33倍

讓我們先來(lái)看一組數(shù)據(jù)，對(duì)比一下當(dāng)下使用最多的傳統(tǒng)能源——燃油所帶來(lái)的能耗。

從目前國(guó)內(nèi)的消費(fèi)端看，目前交通運(yùn)輸用油約占我國(guó)每年原油消費(fèi)總量的70%。但從燃油汽車百公里所需的油費(fèi)看，約為電動(dòng)汽車百公里消耗的電費(fèi)四到五倍。

因此以燃油汽車和電動(dòng)汽車輸出的等效能量計(jì)算，在目前的消費(fèi)端，電動(dòng)汽車使用成本只有燃油汽車的1/4到1/5。

近兩年來(lái)，世界原油的平均價(jià)格約為50美元每桶。以此推算，等效能量的電價(jià)成本相比原油成本，價(jià)格約為10美元左右。

經(jīng)過(guò)最近十多年國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電技術(shù)的快速躍升，各項(xiàng)成本大幅下降，當(dāng)前光伏發(fā)電已基本實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)。

以平價(jià)上網(wǎng)電價(jià)推算，可以說(shuō)光伏發(fā)電成本實(shí)際也降到了10美元左右每桶原油的價(jià)格，且光伏發(fā)電全過(guò)程零污染、零排放。

經(jīng)過(guò)最近幾年光伏產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，當(dāng)前我國(guó)已形成了200GW左右的光伏發(fā)電產(chǎn)能。每年發(fā)出的電力，約相當(dāng)于1億噸燃油輸出的等效能量。目前消費(fèi)1億噸燃油，大約會(huì)產(chǎn)生3.5億噸碳排放。

再?gòu)恼w光伏產(chǎn)業(yè)鏈看，生產(chǎn)200GW發(fā)電的光伏系統(tǒng)大約需要消耗60萬(wàn)噸高純晶硅。

根據(jù)測(cè)算，目前光伏產(chǎn)業(yè)高純晶硅生產(chǎn)龍頭企業(yè)——永祥股份擬規(guī)劃建設(shè)的20萬(wàn)噸高純晶硅項(xiàng)目，全部投產(chǎn)后每年預(yù)計(jì)產(chǎn)生350萬(wàn)噸碳排放。由此可推算出生產(chǎn)60萬(wàn)噸高純晶硅將產(chǎn)生1050萬(wàn)噸碳排放。

但永祥股份20萬(wàn)噸高純晶硅生產(chǎn)項(xiàng)目，所生產(chǎn)的高純晶硅在轉(zhuǎn)化為光伏發(fā)電系統(tǒng)后，每年通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電節(jié)約的碳排放量可以高達(dá)3.5億噸。相比生產(chǎn)所需的1050萬(wàn)噸碳排放，節(jié)約的碳排放量是其生產(chǎn)所需碳排放量的33倍!

這意味著永祥股份20萬(wàn)噸高純晶硅項(xiàng)目，在全部投產(chǎn)后，其生產(chǎn)的高純晶硅在轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥l(fā)電系統(tǒng)后，每年可以節(jié)約1.17億噸碳排放。

可以說(shuō)其自身生產(chǎn)高純晶硅所產(chǎn)生的350萬(wàn)噸的碳排放，在光伏系統(tǒng)建成發(fā)電后10天左右即可被全部“抵消”。

而目前光伏發(fā)電系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)電25年以上，由此可以看出永祥股份這類高純晶硅生產(chǎn)企業(yè)在未來(lái)對(duì)世界實(shí)現(xiàn)碳中和的偉大目標(biāo)，可以創(chuàng)造多大的貢獻(xiàn)。

另外，從能源的投入和產(chǎn)出來(lái)看，生產(chǎn)1kg高純晶硅需要耗電50kwh左右，硅料拉棒、切片環(huán)節(jié)需要20-30kwh，制造電池、光伏玻璃、生產(chǎn)鋁合金主輔材等環(huán)節(jié)共計(jì)耗能20kwh左右。整體上看，生產(chǎn)1kg高純晶硅并將其制成光伏系統(tǒng)大約耗電在100kwh。

目前每3kg高純晶硅可制造1kw光伏系統(tǒng)，這意味著生產(chǎn)1kw系統(tǒng)全過(guò)程需耗電300kwh左右。而1kw系統(tǒng)每年可發(fā)電約1500kwh，意味著制造光伏系統(tǒng)全過(guò)程的能耗，在光伏電站建成發(fā)電后半年左右即可全部收回。

以前有段時(shí)間，大家說(shuō)多晶硅是高載能產(chǎn)業(yè)，多晶硅的生產(chǎn)原來(lái)需要300千瓦時(shí)一公斤，現(xiàn)在降到了50千瓦時(shí)到60千瓦時(shí)，拉棒切片還需要20到30千瓦時(shí)，玻璃鋁合金電池制造組件生產(chǎn)等還將消耗差不多20度電。可是，其中三公斤多晶硅對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)，一共消耗300千瓦時(shí)的電力，建成以后大約4到6個(gè)月就可以完全收回所有從沙子到工業(yè)硅，到多晶硅、到單晶硅，再到電池、組件全過(guò)程的能源消費(fèi)。

光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)壽命是25年，有條件的地方可以工作30到50年。這是我們?nèi)祟悮v史上對(duì)能源利用、投入產(chǎn)出最高的產(chǎn)業(yè)之一。

在碳達(dá)峰、碳中和的路上，需要節(jié)能減排、控制能源消耗。經(jīng)過(guò)分析，光伏行業(yè)的能源消耗和二氧化碳的排放，從二氧化碳排放1噸的角度來(lái)看，光伏發(fā)電系統(tǒng)每排放1噸二氧化碳，一年的運(yùn)行中就會(huì)節(jié)約和減少30噸到50噸二氧化碳的排放。這個(gè)數(shù)據(jù)可謂非常壯觀。

國(guó)家能源戰(zhàn)略安全：光伏新能源意義重大

另外，現(xiàn)在從國(guó)家的能源戰(zhàn)略安全看，2019年，我國(guó)就進(jìn)口了原油5.06億噸，外匯支出達(dá)到了2413億美元，當(dāng)年就成為凈消耗外匯最大的商品。

2020年原油進(jìn)口繼續(xù)增長(zhǎng)到5.42億噸，原油外貿(mào)依存度創(chuàng)下73.5%的歷史新高。當(dāng)年因油價(jià)下跌，外匯支出有所減少，但仍達(dá)到1900億美元左右。

2021年，隨著油價(jià)的回升，進(jìn)口原油預(yù)計(jì)將超過(guò)3000億美元!而在我國(guó)進(jìn)口的原油中，約有80%需要經(jīng)過(guò)馬六甲海峽，國(guó)家能源安全、外匯儲(chǔ)備面臨較大風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)前，中美關(guān)系不容樂(lè)觀。拜登政府將中國(guó)定義為“最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手”，并極力拉攏盟友共同實(shí)施圍堵。一旦沖突升級(jí)，我國(guó)海上貿(mào)易線若被封鎖，國(guó)內(nèi)能源供給、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活將面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。

從維護(hù)國(guó)家能源和外匯安全的角度考慮，我國(guó)完全有條件用10到20年時(shí)間，實(shí)現(xiàn)能源增量的70%、存量的30%到50%的可再生清潔化替代，使國(guó)家能源供給的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。一勞永逸地解決原油進(jìn)口可能被“卡脖子”的問(wèn)題。

如果國(guó)家戰(zhàn)略需要，還可以進(jìn)一步加快發(fā)展速度，用10年左右的時(shí)間實(shí)現(xiàn)這一能源替代目標(biāo)。

因此，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)性、碳減排、能源的投入產(chǎn)出，以及維護(hù)國(guó)家能源和外匯安全等多個(gè)角度思考，以光伏為代表的可再生能源目前都已經(jīng)具備了大規(guī)模應(yīng)用、替代化石能源的總體條件，成為了推動(dòng)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、推進(jìn)全球能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的主力軍。