绿色硅潮：硅料硅片行业碳中和转型之路

响应“双碳”目标，我国能源结构转型加速

为响应“双碳”目标，我国积极推动能源消费结构向清洁、低碳转型。截至 2021 年底，我国水电、风电、太阳能发电和生物质发电装机容量分别达到 3.85 亿千瓦、2.99 亿千瓦、2.82 亿千瓦和 3534 万千瓦，均居世界首位。

太阳能光伏行业成主力军，硅料是核心材料

太阳能光伏行业是全球增长最快的行业之一，也是我国调节能源结构的主力军。光伏电池利用硅片上形成的 PN 结将太阳光转换为电能，硅料（多晶硅）是制造太阳能电池板的核心材料。

中国主导硅料市场，主要制造商包括……

依托完善的硅行业、低成本劳动力和煤炭供应，中国在硅料市场的制造和出口方面占据主导地位，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。

硅料制造面临高能耗和高碳排放挑战

尽管光伏发电是实现“双碳”目标的重要手段，但硅料制造却涉及高耗能和二氧化碳强排放，给依赖高能耗生产过程的硅料行业带来重大挑战。

能耗控制：可再生能源受限

在能耗控制方面，硅料行业使用可再生能源是实现“双碳”目标的主导方向。风电、光伏等可再生能源的间歇性和不稳定性，以及现有电网调峰、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。

碳排放控制：技术不成熟

在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。

国家政策倒逼，国内企业加大新工艺研发

面对硅料行业能源结构与技术转型的挑战，我国政府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。在国家法规的倒逼和终端市场的带动下，国内硅料生产商进一步加大了硅料新工艺研发力度。

协鑫科技颗粒硅技术取得突破

协鑫科技 (原“保利协鑫”) 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了重大技术突破，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。

硅烷流化床法优势明显

与传统的改良西门子法相比，硅烷流化床法采用硅烷歧化法制得硅烷，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%，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。

实测表明，FBR颗粒硅的综合电耗为每公斤18千瓦时，低于行业规范的最高电耗每公斤70千瓦时。

为响应国家“双碳”目标，创建绿色低碳光伏产品，进一步推动光伏产业的智能化、绿色化和高端化转型，利用各地新能源优势，大力推动行业的绿色可持续发展成为光伏行业未来发展必经之路。

我国政府一直致力于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增加研发投入，提高制造工艺和技术水平，以生产性能更高、更先进的硅片产品。

为了进一步了解国内硅料硅片企业在碳中和目标下的转型情况，研究人员以科创板上市公司中另一家硅料龙头企业——大全能源为例，从公司官网、公开发布的ESG报告中，对其实际运营情况进行了研究。

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，是纽交所上市公司大全新能源公司在新疆石河子投资建设的企业，注册资本21.45亿元，主要经营高纯多晶硅料的研发、生产和销售。

2021年7月22日，大全能源在科创板上市，通过IPO共募集约64亿元，用于年产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的建设，成为注册制下新疆地区首家科创板上市公司。

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。

总体而言，内蒙古大全能源在响应碳中和目标方面采取了积极措施。

在能源结构转型方面，内蒙古大全新能源在报告期内使用约3.479亿千瓦时的可再生能源，其中风电约2.866亿千瓦时，光电约0.613亿千瓦时，相较于传统火电，减排二氧化碳当量约198407吨。

在能耗控制方面，内蒙古大全新能源采用新工艺设备和大装置、规模化生产模式，提高了二次能源利用效率，有效减少了蒸汽消耗。

2023年，内蒙古大全新能源生产61436吨多晶硅，与新疆大全新能源生产线相比，节省蒸汽1074693.48吉焦，减排二氧化碳当量约118216吨。

大全能源的探索看似是个例，但实际上揭示了硅料硅片企业在碳中和目标下转型的通用关键因素：制定并实施严格的碳足迹管理体系；依托技术创新，改进工艺流程和产品设计，降低碳排放；在生产过程中提高可再生能源的使用比例，加快能源结构转型；加大硅料新工艺研发力度，降低硅料制造环节的能耗。

客观来说，大全能源在碳中和目标下的转型实践，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的转型的企业，在ESG评估体系中也将更上一层楼，从而在全球市场竞争中占据更有利的位置。

对于中国的硅料硅片企业而言，转型计划已不仅仅是抵御风险的压力和挑战，更是中国企业先行一步，为和谐宜居社会做出贡献的责任和动力。

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