太阳能是公认的无污染的传统能源替代品,但太阳能电池原材料多晶硅的生产加工过程被质疑存在环境污染、能源消耗高的问题。宁夏国电太阳能公司却通过工艺改进和增强监督管理破解多晶硅环保难题,其“改良西门子法”工艺流程实现了真正意义上的闭路循环。
国电宁夏多晶硅项目是由中国国电集团控股的国电科技环保集团公司全资投资的新建项目,是该公司太阳能产业发展战略重要组成部分,项目规划建设年产5000吨多晶硅,总投资50亿元,项目分两期建设。一期2500吨/年工程建设投资30亿元,已于2008年10月28日开工,计划2010年6月机械竣工,2010年9月15日全线贯通开车第一炉合格产品出炉。
国电宁夏太阳能公司生产多晶硅的工艺是改良西门子法。西门子法原理是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅,生成多晶硅沉积在硅芯上。而改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上,同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量副产物以及大量副产热能的配套工艺。但即便如此,这种改良后的生产工艺仍然会产生大量四氯氢硅,而四氯氢硅是一种具有腐蚀性的有毒有害液体。
宁夏国电太阳能公司技术人员表示:“我们改良后的生产工艺讲究闭路循环,可有效降低还原炉消耗的电能,对还原尾气进行回收,最大限度地利用多晶硅生产中的各种物料,排出的废料极少,相对传统方法而言对环境污染起到极大的改善作用。”
提高还原尾气的回收利用率、减少系统对外排放四氯化硅和盐酸副产物,是多晶硅产业提高竞争力的关键所在。该工艺的核心之一就是将四氯化硅副产物反复进行氢化,生成三氯化氢硅原料再用于生成多晶硅,实现硅元素的高效利用。国电宁夏太阳能有限公司引进欧洲先进的尾气回收技术(VGR)及关键工艺设备,与国内多数多晶硅企业采用的技术有所不同,该技术的尾气回收技术的关键在于冷凝、吸收、吸附工序的分离效率和能耗水平。VGR技术是依据还原/氢化尾气中各组分的物理性质及含量进行科学合理的计算,制定出能效最高的冷凝温度、制冷量、吸收/解吸温度及压力、吸附温度/压力等工艺参数, 氯化氢、氢气、四氯化硅的回收率分别达到99.9%、99.9%、99.5%。
去年9月国务院发布关于抑制部分行业产能过剩和重复建设若干意见的38号文件,文件明确提出:太阳能级多晶硅还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%,国电宁夏太阳能公司尾气回收率远高于国家标准,实现了改良西门子法工艺流程真正意义上的闭路循环。2010年5月20日,在石嘴山市2009年度节能减排工业强市暨产业升级先进单位表彰会上,国电宁夏太阳能有限公司被石嘴山市委、石嘴山市人民政府授予产业升级重点投资项目先进单位。
根据规划,国电宁夏太阳能有限公司今年底将完成销售80吨高品质多晶硅,实现收入3400万元的目标。到2012年,公司将形成年产5000吨电子级多晶硅的生产能力。项目建成后,每年向社会提供的多晶硅原料可供制造50万千瓦的光伏电池,对促进可再生能源的发展具有重要意义。
作为国电宁夏太阳能的投资方,国电科技环保集团有限公司确立的太阳能产业发展战略目标是:优先建设多晶硅生产项目,分期建设多晶硅电池和薄膜电池项目,力争在较短时间内成为世界上少数集全产业链、多晶硅和薄膜电池并重、具备自主开发能力的太阳能行业国际知名企业。多晶硅项目在该公司太阳能产业战略上,才仅仅是个开始。国电科技环保集团有限公司正在朝着中国新能源领域领军企业的目标快步前行。