碳中和纳入国家战略，非化石能源替代站上风口。“3060目标”带来长达40年的投资主题以及至少70万亿元的投资，将使光伏材料等新能源领域获得长足发展。

2021年3月31日，协鑫集团董事长、保利协鑫能源董事局主席朱共山在北京接受媒体采访时透露，公司独家拥有的硅烷流化床法（FBR）颗粒硅技术各项指标不断突破，综合电耗已降至18千瓦时/千克。“这是光伏产业链中最为典型的碳中和产品。”朱共山表示，“2—3年内，颗粒硅电耗将降至15千瓦时/千克，产品综合能耗在现有基础上再降2/3。”

1、光伏产业链“拥硅为王”

众所周知，光伏产业链有着一条明确而清晰的产业链，分别是硅料、硅片、电池片、组件、应用系统五大环节。其中，硅料和硅片处于光伏产业链上游。

硅料环节不仅制造及研发门槛高，而且资金投入极大。同时，硅料的价格和质量对光伏发电的成本和效率也起着至关重要的作用。

近年来，光伏行业发展势头越来越猛，2020年我国光伏新增装机规模48.2GW，同比增长60%。在终端市场带动和国家法规的倒逼下，一方面上游的硅料供不应求，另一方面各家原料企业都在研发硅料新工艺。在这一背景下，颗粒硅逐渐走入人们视线。

硅料即多晶硅，光伏产业需要的多晶硅纯度达99．9999％以上。目前，世界上绝大部分厂家生产的硅料，均采用传统的改良西门子法，这是最为成熟、应用最广泛的工艺技术。

“改良西门子法主要原理是，把石英砂放在电炉中冶炼还原得到99%并制成工业硅粉，再与四氯化硅和氢气反应得到三氯氢硅，经过精馏、提纯、高温还原、尾气回收等一系列工艺流程，最终产出棒状多晶硅。” 保利协鑫研究院副院长、江苏中能硅业副总裁蒋立民介绍说。

FBR法颗粒硅也是多晶硅，但与西门子法多晶硅相比，颗粒硅看起来仅有绿豆般大小。自2010年开始，中能硅业便开始自主研发颗粒硅技术，并通过收购海外资产助力，最终实现颗粒硅量产。

“保利协鑫颗粒硅采用独创的硅烷流化床法制造，将原料三氯氢硅歧化制得硅烷，硅烷在流化床中进行分解反应制得颗粒状多晶硅，单程转化率可达99%，减少了尾气回收和精馏环节，反应温度也只有西门子的60%，可以连续化生产，能耗和成本都大大降低。”蒋立民告诉记者。

据介绍，下游硅片厂家拿到传统多晶硅后，还需要破碎、清洗然后用于拉单晶，而颗粒硅不需要破碎和清洗，可以直接投料拉单晶，而且流动性好，相比于传统多晶硅更适合新一代连续投料直拉工艺。

2、颗粒硅打开光伏材料新蓝海

在光伏产业链上，分别是硅料、硅片、电池片、组件、应用系统五大环节。其中，硅料和硅片处于光伏产业链上游。硅料环节不仅制造及研发门槛高，而且资金投入极大。同时，硅料的价格和质量对光伏发电的成本和效率也起着至关重要的作用。

硅料即多晶硅，光伏产业需要的多晶硅纯度达99．9999％以上。目前，世界上绝大部分厂家生产的硅料，均采用传统的改良西门子法。

早在10年前，保利协鑫已开启探索颗粒硅技术研发的漫漫长路。2019年，公司宣布可实现颗粒硅长周期、高质量、低成本的商业化量产；2020年，进入加快扩产节奏。

保利协鑫颗粒硅采用独创的FBR法制造，将原料三氯氢硅歧化制得硅烷，硅烷在流化床中进行分解反应制得颗粒状多晶硅，单程转化率可达99%，减少了尾气回收和精馏环节，反应温度也只有西门子的60%，可以连续化生产，能耗和成本都大大降低。

“我们是最早采用西门子法的企业。”朱共山表示，保利协鑫历经了从早期每公斤100多度电耗到现在60度左右电耗的完整历程，不会有人比他更清楚颗粒硅对于中国光伏全产业链实现自身碳中和的决定性意义。

按照2020年国内硅料产能约43万吨测算，由FBR法替代西门子法每年将减少碳排放1927万吨。根据瑞士苏黎世联邦理工学院研究推论，一公顷树冠面积每年可能消耗205吨二氧化碳，则1927万吨二氧化碳需要9.4万公顷树冠面积，相当于每年要多种约9400万颗树。

据介绍，颗粒硅各项品质指标已达到西门子法致密料标准，部分指标优于致密料。通过对内胆材料等核心辅材的长期研发，公司在不额外增加成本的情况下，使得总金属含量下降至10ppbw以下，碳含量下降至0.4ppma以下，氢含量下降至20ppma以下，细粉率下降至0.1%以下。1万吨产线氢含量较上一阶段6000吨产线下降近三成。

中央财经委员会第九次会议强调，推动平台经济规范健康持续发展，把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。碳足迹表现优秀的保利协鑫颗粒硅产品，再度受到市场关注。

对于碳中和贡献，在对使用硅烷流化床法颗粒硅与改良西门子法棒状硅工艺生产晶硅元件，在整个光伏路径进行碳足迹溯源发现，仅多晶硅环节1GW多晶硅料可减排13万吨CO2，较西门子法降低74%；基于整个光伏产业链，1GW元件至少可降低CO2排放量47.7%。

“过去总有人说，光伏产业前端耗能大。”朱共山说，“这种说法现在彻底无法立足，最具前景的光伏技术在中国，中国的光伏制造还看协鑫。”

文章来源： 中国科技网，全国能源信息平台