《科创板日报》6月14日讯（特约记者 陈蒋逸） 为响应“双碳”目标，近年来我国能源消费结构加速向清洁、低碳方向转型。至2021年底，我国水电、风电、太阳能发电和生物质发电装机分别达到3.85亿千瓦、2.99亿千瓦、2.82亿千瓦和3534万千瓦，均持续保持世界第一。其中，太阳能光伏行业作为全球增长最快的行业之一，同样是国内调节能源结构的主力军。
光伏电池的主要原理是在硅片上形成PN结，将太阳光转换为电能，因此，硅料（多晶硅）是制造太阳能电池板的核心材料。据《财富商业洞察》分析，中国得益于完善的硅行业及低成本劳动力和煤炭的供应，目前在硅料市场的制造和出口上具主导地位，约占全球产量的80%。主要制造商包括大全新能源股份有限公司、协鑫科技控股公司、新特能源股份有限公司等。
使用光伏发电是实现双碳目标的重要手段。然而，实现光伏发电的硅料制造，却又涉及高耗能及二氧化碳强排放，这对依赖高能耗生产过程的硅料行业构成重大挑战。
能耗控制方面，硅料行业使用可再生能源是实现“双碳”目标的主导方向。但风电、光伏等可再生能源的间歇性和不稳定性，加上现有电网调峰、远距离输送和储能技术的不足，导致可再生能源的消纳和应用面临重大障碍，加大了硅料行业能源结构转换的难度。
二氧化碳排放强度控制方面，全面脱碳需要依赖先进的深度脱碳技术，如碳捕捉与封存（CCS）和氢能利用等。但这些技术目前尚不成熟且成本高昂，难以在短期内实现大规模应用，技术的不确定性进一步增加了行业转型的风险和不确定性。
面对硅料行业能源结构与技术转型的种种挑战，我国政府仍坚决执行能耗双控政策和排放标准，要求硅料和硅片企业必须进行生产工艺的升级和优化。2020年5月，工信部发布《光伏制造行业规范条件（2020年本》（征求意见稿），该规范规定，新/扩建多晶硅综合电耗不得高于70千瓦时/千克。
在国家法规的倒逼及终端市场的带动下，国内硅料生产商进一步加大了硅料新工艺研发力度。
其中，保利协鑫（“协鑫科技”前身）于2017年收购了美国SunEdison, Inc.旗下的硅烷流化床法（FBR）技术团队和专有技术设备，颗粒硅生产工艺得到重大技术突破，产品质量获得了数量级的优化和提升。2022年，协鑫科技四川乐山10万吨级颗粒硅项目首套装置生产线正式投运，标志其颗粒硅产能进入规模化扩张阶段。
与传统的改良西门子法相比，硅烷流化床法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，反应温度也只有改良西门子法的60%。可以连续化生产，能耗和成本大大降低。据实测，FBR颗粒硅综合电耗为18千瓦时/千克，低于行业规范的最高电耗70千瓦时/千克。
总结来看，为响应国家“双碳”目标，打造绿色低碳光伏产品，进一步推动光伏产业的智能化、绿色化、高端化转型，利用各地新能源优势，大力推动行业的绿色可持续发展是光伏行业未来发展的必由之路。我国政府一直致力于推动半导体行业的自主创新和技术升级，预计未来中国硅料硅片制造商将继续加大研发投入，提高制造工艺和技术水平，以生产更高性能、更先进的硅片产品。
中国硅料硅片企业的探索实践
为进一步了解国内硅料硅片企业在碳中和目标下的具体转型情况，《科创板日报》研究员从科创板相关上市公司中，选取国内另一硅料龙头企业“大全能源”进行案例研究，从公司官网、公开发布的ESG报告等，看看其实际的操作状况。
新疆大全新能源股份有限公司（简称“大全能源”）成立于2011年2月，由纽交所上市的大全新能源公司在新疆石河子投资建设，注册资本21.45亿元，主要开展高纯多晶硅料的研发、生产和销售。2021年7月22日，大全能源登陆科创板，通过IPO共募集约64亿元，用于规划建设年产1000吨高纯半导体材料项目和年产35000吨太阳能光伏多晶硅项目，是注册制下新疆地区首家在科创板上市的公司。2021年10月25日，大全能源全资子公司内蒙古大全新能源有限公司成立，注册资本100亿元。
总体来看，内蒙古大全能源，在响应碳中和目标方面采取了一些积极举措。
能源结构转型方面，内蒙古大全新能源在报告期内使用了约3.479亿千瓦时可再生能源，其中风电约2.866亿千瓦时，光电约0.613亿千瓦时，较使用传统火电相当于减少198,407吨二氧化碳当量排放。
能耗控制方面，内蒙古大全新能源采用新工艺设备及大装置、规模化生产模式，提升了二次能源使用效率，并有效减少了蒸汽的消耗量。2023年，内蒙古大全新能源共生产61,436吨多晶硅，与新疆大全新能源生产线蒸汽能耗相比，节省蒸汽1,074,693.48吉焦，相当于减少118,216吨二氧化碳当量排放。
大全能源的探索，看似个例，其实也揭示了硅料硅片企业在碳中和目标下转型过程中的通用关键因素：一是制定并执行严谨的碳足迹管理体系；二是依托技术创新，改进工艺流程和产品设计，降低碳排放量；三是在生产过程中加大可再生能源使用比例，加快能源结构转型；四是加大硅料新工艺研发力度，降低硅料制造环节中的能耗。
客观来说，大全能源在碳中和目标下的转型实践，也为业界探索碳中和目标下的转型之路，提供了宝贵的经验借鉴。
率先实现碳中和目标下转型的企业，也就将在ESG评估体系中更上一层楼，进而在全球市场竞争中占据更有利的位置。对中国硅料硅片企业来说，这一转型计划，也许已不仅仅是未雨绸缪的压力和挑战，更是中国企业先行一步、造福和谐人居社会的责任和动力。
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