在光伏行業(yè)中，采用清潔生產(chǎn)技術(shù)不但能使企業(yè)達(dá)到國(guó)家各項(xiàng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，還有助于公司持續(xù)降低成本，在行業(yè)中取得更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。例如，在多晶硅提純環(huán)節(jié)中用冷氫化替代熱氫化，可以降低反應(yīng)溫度需要，提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率；在硅錠/硅片原材料環(huán)節(jié)，自行回收切割液體和漿料，能夠降低成本；采用金剛線(xiàn)新技術(shù)替代鋼線(xiàn)切割，可以提高鋼線(xiàn)的使用效率，擺脫對(duì)切割液的依賴(lài)，具有環(huán)保和經(jīng)濟(jì)雙重效益。

1 清潔生產(chǎn)與多晶硅生產(chǎn)成本

1.1 多晶硅成本分析

經(jīng)過(guò)計(jì)算，多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)中電力成本占總成本的比例最高，為36% 左右，其電耗約為80‐150kWh/kg 左右，其次為折舊成本占30%，原材料成本占17%，主要原材料包括硅粉、氫氣、氯氣（TCS 合成）等，人工成本占 8%，其他占% （見(jiàn)圖1 ）。這幾部分成本中，電力成本下降空間最大。目前國(guó)內(nèi)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)能耗多在150kWh/kg 左右的水平，而國(guó)內(nèi)的一些先進(jìn)企業(yè)的能耗已經(jīng)控制在80kWh/kg 以下。

電耗下降主要依賴(lài)于冷氫化技術(shù)的廣泛應(yīng)用。多晶硅提純產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，如四氯化硅、酸、氫氣等，這些副產(chǎn)物的綜合利用水平，決定著高純硅材料生產(chǎn)的效率和成本。若要副產(chǎn)物得以全部回收利用，必須依靠四氯化硅氫化技術(shù)以及還原爐系統(tǒng)設(shè)備、氫化系統(tǒng)設(shè)備等滿(mǎn)足連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的工藝要求。這就是國(guó)外普遍使用的“閉路循環(huán)”技術(shù)。從降低成本角度出發(fā)，燃?xì)夂推渌杀究梢酝ㄟ^(guò)擴(kuò)大規(guī)模來(lái)降低，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。水蒸氣可以在內(nèi)部通過(guò)熱電廠(chǎng)方式產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)也可以回收利用，降低相應(yīng)的成本。

圖1 晶硅成本分析（單位：美元/kg ）

1.2 熱氫化與冷氫化技術(shù)對(duì)比

根據(jù)以上的分析，冷氫化技術(shù)是有效降低多晶硅生產(chǎn)成本的技術(shù)。改良西門(mén)子法下多晶硅生產(chǎn)能耗80‐200kWh/Kg，生產(chǎn)成本18‐45 美元/Kg ，企業(yè)間差距很大，除生產(chǎn)規(guī)模之外，主要是各企業(yè)在改良西門(mén)子法的生產(chǎn)環(huán)節(jié)選擇使用傳統(tǒng)的熱氫法技術(shù)還是使用冷氫化技術(shù)，在多晶硅生產(chǎn)成本上就可以相差10美元/Kg。原因在于熱氫法的反應(yīng)溫度高，需要1000 度以上的高溫，而從硅到三氯氫硅一次轉(zhuǎn)換效率只有15%，企業(yè)通常需要從外采購(gòu)三氯氫硅，致使多晶硅生產(chǎn)成本較高，冷氫法反應(yīng)溫度僅需要300‐500 度，一次三氯氫硅合成效率達(dá)到25%。

表 1 、熱氫化技術(shù)能耗以及轉(zhuǎn)化率對(duì)比

預(yù)計(jì)未來(lái)5 年多晶硅生產(chǎn)能耗將降至70kWh/kg，實(shí)現(xiàn)電耗成本進(jìn)一步下降。電耗下降主要依賴(lài)于冷氫化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)的冷氫化設(shè)備實(shí)際運(yùn)行率在60% 以下，與國(guó)際平均水平90% 還存在一定的差距。其原因主要是國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)工藝還比較落后，要想通過(guò)技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)冷氫化生產(chǎn)需要大筆資金投入，以產(chǎn)能在2 萬(wàn)噸左右的樂(lè)山電力為例，冷氫化技改項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資7.59 億元，巨大的技改投入使眾多企業(yè)望塵莫及。