四川省晶硅光伏产业链生产阶段脱碳技术路径减排结果分析

四川省晶硅光伏产业链生产阶段脱碳技术路径减排结果分析 Emission Reduction Analysis ofDecarbonization Pathways in theProduction Stage of Sichuan’sCrystalline Silicon PV Industry Chain 裴海钢、向柳、文新茹 作者介绍 致谢 作者感谢为本研究提供支持与专业洞见的有关专家，以及为本文的撰写提供宝贵专业建议的专家和同事（排名不分先后）： 裴海钢|世界资源研究所，（美国）北京代表处，可持续转型中心，研究助理邮件：Haigang.Pei@wri.org 陈明扬四川省环境政策研究与规划院龚君联合国开发计划署可持续发展创新实验室（成都）朱子涵通威股份有限公司陈昌国中国大唐集团绿色低碳发展有限公司西南分公司李思锐四川省工业环境监测研究院彭澎中国新能源电力投资联盟蒋小谦世界资源研究所徐生年世界资源研究所马钰世界资源研究所奚文怡世界资源研究所杨雨涵世界资源研究所实习生 向柳|四川省环境政策研究与规划院，能源与气候变化研究中心，工程师 文新茹|四川省环境政策研究与规划院，能源与气候变化研究中心，工程师 版面设计张烨 上述专家的审阅意见仅代表其对本文的学术性把关，并不代表完全认同本文内容。对于本文的任何错误和疏漏，相关责任皆由作者承担。 感谢世界资源研究所方莉、刘哲、苗红在报告撰写过程中提供的宝贵意见与专业指导。同时，感谢谢亮与张烨在报告编辑与设计方面的贡献。 引用建议 裴海钢、向柳、文新茹. 2025. "四川省晶硅光伏产业链生产阶段脱碳技术路径减排结果分析"报告.北京：世界资源研究所. https://doi.org/10.46830/wrirpt.23.00161. 版本12025年11月 目录 25第四章.结论与建议26结论26建议 3执行摘要 4亮点4研究背景4研究问题及方法5主要结论6建议 28附录 28附录A.四大环节碳排放计算方法29附录B.灰色模型预测结果30附录C.绿电成本和节能节约成本计算方法 9第一章.晶硅光伏产业发展和碳排放现状 10晶硅光伏产业发展迅猛11晶硅光伏脱碳行动迫在眉睫 31参考文献 33关于WRI 13第二章.研究问题及方法 14研究问题14研究范围14研究方法及数据来源 21第三章.四川省晶硅光伏产业链生产阶段脱碳路径 22使用清洁能源电力制备氢气将有效减少硅料生产阶段碳排放22提高生产能效以大幅减少四大环节生产碳排放23使用省级排放因子以体现晶硅光伏产业低碳属性 执行摘要 作为光伏产业链核心环节的重要生产基地，四川省在硅料、硅片、光伏电池片和光伏组件四大环节均具有显著产能优势。2022年，四川省也正式将晶硅光伏产业纳入绿色低碳优势产业培育体系。根据战略规划，四川将通过全产业链协同发展，着力打造具有全球影响力的晶硅光伏产业集群。随着国际社会对光伏产品的低碳要求日益严格，四川省乃至全国晶硅光伏行业需将碳排放纳入战略规划的核心考量因素之中来。 亮点 研究背景 作为光伏产业链核心环节的重要生产基地，四川省在四大环节均具有显著产能优势。2022年数据显示，全省四大环节产能占全国比重依次为：硅料占17.7%，硅片占8.6%，光伏电池片占14.9%，光伏组件占2.5%。基于在晶硅材料领域的先发优势，2022年，四川省正式将晶硅光伏产业纳入绿色低碳优势产业培育体系。根据战略规划，四川将通过全产业链协同发展，着力打造具有全球影响力的晶硅光伏产业集群。 ▪2 02 2年，四川省晶硅光伏产业链生产阶段碳排放总量达243万吨（基于四川省级电力平均二氧化碳排放因子计算），预计2026年将增至620万吨，年均增速达26%。其中，硅料环节为最主要的排放源，排放量占比达67%。 ▪通过升级能效技术，到2026年，四川省晶硅光伏产业链上游硅料、硅片、光伏电池片和光伏组件四大环节（以下简称四大环节）每年可减排约60万吨二氧化碳（基于四川省级电力平均二氧化碳排放因子计算），同时节约电费27亿元（按0.401元/千瓦时计算，由四川电力交易中心提供）。 本报告测算结果显示，2022年，四川省晶硅光伏产业链四大环节的二氧化碳排放（简称碳排放）总量约为910万吨（基于全国电力平均二氧化碳排放因子计算）。当前，四川省正按照“十四五”规划要求，加快推进晶硅光伏产业高质量发展，预计“十五五”初期将有大批新建项目投产，届时生产环节的碳排放将进一步增加。值得注意的是，目前四川省晶硅光伏企业尚未将碳排放纳入战略规划的核心考量因素。然而，国际社会对光伏产品的低碳要求日益严格。例如，法国能源署在光伏项目招标中明确要求，光伏组件产品须符合低碳标准方可进入市场；欧洲光伏协会也正推进将光伏行业纳入碳边境调节机制（CBAM）的覆盖范围。碳排放正逐渐成为影响产品竞争力的关键指标。未来，生产环节的碳排放成本或将与原材料成本和能源成本并重，成为影响中国光伏产品出口的主要因素之一。根据碳减排的量化结果，本报告将向相关政府部门、行业协会和产业链中的相关企业提出推动晶硅光伏产业链脱碳的路径和建议。此类路径和建议也能够为国内其他与四川省类似（清洁能源电力占比较高）的省份、地区和同样面临生产阶段高碳排放的行业领域提供参考。 ▪硅 料 生 产 若能实 现10 0 %电气化并全 部采用绿色 电 力 制 氢 ，可 完 全 消 除 制 氢 环 节 碳 排 放 ，单环节可实现年减排108万吨。 ▪排放因子的选择对分析结果有显著影响。如果使用四川省级电力平均二氧化碳排放因子进行核算，四川省晶硅光伏产业链上游四大环节的二氧化碳排放总量，将比使用全国电力平均二氧化碳排放因子计算的结果减少80%以上。 研究问题及方法 本报告聚焦四川省晶硅光伏产业链四大环节，涵盖范围一排放（直接排放）和范围二排放（用电间接排放）。 本报告旨在量化分析相关技术脱碳路径在上述四大环节生产阶段带来的减碳效应，同时评估使用不同排放因子对碳排放总量和减排潜力计算结果的影响。 本报告以2022年为基年，由于未来产能等数据仅可获取至2026年，故设定2026年为目标年，构建了“趋势照常情景”和“深度脱碳情景”两种情景，测算单位产品能耗和电气化率在不同完善速度下产生的减排影响。 在趋势照常情景下，政策与技术发展缓慢，硅料电气化率维持在90%。单位电耗降幅有限：硅料降至55兆瓦时/吨，降幅为8.3%；硅片降至29兆瓦时/吨，降幅为11%；光伏电池片降至50兆瓦时/兆瓦，降幅为6%；光伏组件降至12.5兆瓦时/兆瓦，降幅为7.4%。 26.5万吨和32万吨。提升能效不仅能够给四川晶硅光伏整个产业链带来年均60万吨的二氧化碳减排量，还能够显著降低企业生产成本：预计硅料环节可以节电25亿千瓦时，硅片环节可以节电12.7亿千瓦时，光伏电池片环节可以节电30.6亿千瓦时，光伏组件环节可以节电1344万千瓦时，总计节约电费约27亿元（按0.401元/千瓦时计算，由四川电力交易中心提供）。 在深度脱碳情景下，政策强力驱动，硅料生产实现100%电气化和绿氢应用。单位电耗大幅下降：硅料降至51兆瓦时/吨，降幅为15%；硅片降至25兆瓦时/吨，降幅为23.8%；光伏电池片降至37兆瓦时/兆瓦，降幅为30%；光伏组件下降至11.8兆瓦时/兆瓦，降幅为12.6%。 此外，本报告采用全国电力平均二氧化碳排放因子和四川省级电力平均二氧化碳排放因子，量化不同因子选取对于碳排放核算结果的影响。碳排放计算方法见附录A。 晶硅光伏四大环节生产阶段具有高度电气化的特点，因此，其碳排放主要来源于使用电力的间接排放。根据国家公布的数据，2022年全国电力平均二氧化碳排放因子为0.5366千克二氧化碳/千瓦时，四川省级电力平均二氧化碳排放因子为0.1404千克二氧化碳/千瓦时。因此，采用不同排放因子会导致碳排放总量的核算结果出现巨大差异，如图ES-1所示，使用两个排放因子计算的2026年碳排放之差在2400万吨左右。 主要结论 目前，晶硅光伏四大环节生产阶段中，仅硅料生产尚未实现10 0%电气化率。根据调研结果，2022年四川省内硅料生产电气化率已达90%以上，另外10%的化石燃料使用主要是煤或天然气制氢，然后将生产的氢气作为还原剂生产高纯度硅料。据本文预测，若使用四川省级电力平均二氧化碳排放因子进行测算，完全电气化可以使生产每吨硅料的碳排放比使用煤制氢设备减少11%（0.77吨）；若企业使用100%清洁能源电力制备氢气，则可完全消除该工序的碳排放。 目前，在国际范围内，对光伏产品的碳排放和碳足迹提出明确核算要求的，主要是法国进口光伏组件招标第二阶段要求（PPE2）文件。该文件规定，来自中国的光伏组件在核算碳足迹时，必须使用文件中提供的国家电网电力碳足迹因子，其数值为1.1055千克二氧化碳当量/千瓦时。而生态环境部2025年发布的国家电力平均碳足迹因子为0.6205千克二氧化碳当量/千瓦时，这一数值接近PPE2文件中碳足迹因子的一半。因此，使用中国发布的国家碳排放和碳足迹因子更能真实地反映光伏产品的碳排放和碳足迹。同样地，在四川生产的光伏产品应使用四川本地的排放因子，以更准确地反映当地光伏产业的实际生产碳排放情况。 能效提升可以降 低单位 产品电 耗，进而为晶硅光 伏生产过程带来显著的减碳效益。本报告测算，通过能效提升，2026年四大环节可相对趋势照常情景减少12%的碳排放。其中，硅料环节和光伏组件环节的减排潜力较大，若使用四川省级电力平均二氧化碳排放因子进行计算，减排量分别为 推动晶硅光伏行业内循环经济发展，实现资源高效利用和环境可持续保护。鼓励企业加强对生产过程中废弃物和副产品的回收利用，优化资源配置，最大限度地减少资源浪费。同时，推动企业间的资源共享和协同合作，实现原材料和能源的循环使用。政府相关部门应出台鼓励循环经济发展的政策措施，如税收优惠、补贴支持等，激励企业积极参与循环经济建设。同时，应制定行业标准，规范企业的生产和回收行为，推动行业绿色转型。 建议 为了实现晶硅光伏产业链的低碳高质量发展，有必要构建涵盖“技术革新—产业协同—政策引导—国际对接”的全方位发展体系。 通过技术和管理节能加快晶硅光伏四大环节的生产能效提升，尤其是硅料环节和光伏电池片环节。硅料环节和光伏电池片环节在四川省晶硅光伏产能和碳排放方面均占较大比重。建议四川省内硅料和光伏电池片企业加快生产能效提升等相关技术研发，争取2026年前实现生产技术革新：硅料企业可通过优化工艺流程、升级老旧设备、实现能源管理自动化和回收利用余热等方法提升能源效率；光伏电池片企业应加强异质结等高效电池技术研发，引入自动化、智能化生产系统，提升资源回收利用水平。同时，可重点研发硅烷流化床法（颗粒硅）等低碳硅料生产技术，使单位能耗较棒状硅大幅降低，并建议推广金刚线切割与薄片化等技术，实现硅片生产能效提升。在管理方面，可部署数字孪生工厂实现能耗动态监控与优化，并广泛应用AI质检系统降低废品率等方式以提升能效。 鼓励创建光伏零碳工业园区试点。在能源结构转型方面，政府应出台相关政策和激励措施，支持企业在园区内开展绿色能源项目，降低运营成本，提升其参与积极性；支持企业在园区内应用先进的能源管理系统和储能技术，提升能源利用效率，确保绿电的高效分配和使用，以实现100%绿电供应。四川省具有得天独厚的优势，利用丰富的太阳能和水能资源，可以助力建设“零碳光伏产业园”，实现区域经济的绿色转型。这不仅有助于地方经济的发展，同时也为全国的能源结构转型提供了重要的示范效应。 建立健全晶硅光伏行业碳排放/碳足迹核算体系。目前，光伏行业已经被纳入100个碳足迹核算标准重点行业中，但碳足迹和碳排放核算本身还有较大差别。虽然国际上目前仅针对光伏产品的碳足迹提出了相关要求，但生产阶段碳排放未来或将面临类似CBAM的要求，且控制生产阶段碳排放本身也是产业制定战略规划时需要关注的重点之一。因此，建 整合上下游产业链资