3.計算結(jié)果
多晶硅生產(chǎn)消耗工業(yè)硅原料：1.2kg，即每生產(chǎn)1kg高純多晶硅需要1.2kg冶金硅;
鑄錠消耗高純多晶硅：1.05kg，即1kg硅錠需要1.05kg高純多晶硅;
1kg硅錠可以切156×156mm的硅片49片，按現(xiàn)在多晶電池平均轉(zhuǎn)換效率18.3%計算，每片平均制造4.45Wp太陽電池，合計為：218Wp/kg。
制造每瓦太陽電池需要的高純多晶硅：1050g/218Wp = 4.81g/Wp;
制造每瓦太陽電池需要的工業(yè)硅：1.05×1.2×1000g/218Wp = 5.8g/Wp;
根據(jù)上述參數(shù)計算，得到各環(huán)節(jié)電力消耗情況如下：
EP1 =12kWh/kg×5.8g/Wp/1000 = 0.0696 kWh/Wp
EP2 = 80kWh/kg×4.81g/Wp/1000 = 0.384 kWh/Wp
EP3 =8kWh/kg÷218Wp/kg = 0.036kWh/Wp
EP4=0.45kwh/片÷4.45Wp/片=0.1kwh/Wp
EP5=0.1kwh/Wp;
EP6=0.35kWh/Wp;
EP7=0.36kWh/Wp;
EP8=0.11kwh/Wp
太陽能電池片至組件的效率損失大概在1.5%左右，全部能量消耗：EP = (EP1+ EP2 + EP3 + EP4 + EP5)/0.985 + EP6+EP7+EP8=1.52kWh/Wp
如果按照當(dāng)前國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)的能耗水平計算，每瓦的耗電成本可進(jìn)一步下降。按硅粉耗量1.15kg/kg-Si，多晶硅生產(chǎn)綜合電耗60kwh/kg-Si，硅錠電耗8kwh/kg，金剛線切割單位出片量55片，切割電耗0.3kwh/片，多晶電池轉(zhuǎn)換效率18.8%計算，則全部能量消耗僅為1.33kwh/w左右。
4.能量回收期計算
光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量回收期TP(年)=制造光伏系統(tǒng)的全部能耗/光伏發(fā)電系統(tǒng)年發(fā)電量，即光伏發(fā)電的增值效應(yīng)。
根據(jù)上面的測算，可以得到光伏發(fā)電從硅石到系統(tǒng)的總能耗為1.52kwh/Wp。
中國西北部的太陽能資源豐富，光伏發(fā)電系統(tǒng)的年滿發(fā)平均利用小時數(shù)1500小時以上，中東部約為1100小時，取兩者平均值1300小時，即每峰瓦太陽電池一年可以發(fā)出1.3kWh電。由此，可以計算出光伏發(fā)電的能量回收期：
TP = 1.52/1.3 = 1.17年
即在晶體硅電池實現(xiàn)發(fā)電后，只需要1.17年就可以收回生產(chǎn)過程中所消耗的電力，先進(jìn)產(chǎn)能則僅需1年左右。而太陽能組件的質(zhì)保普遍在25年，有些甚至達(dá)30年，太陽能電池在全壽命周期內(nèi)，基本上都是生產(chǎn)清潔電力。與傳統(tǒng)煤電比較，2015年我國6000千瓦及以上電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為315克標(biāo)煤/kWh，最先進(jìn)的超超高臨界發(fā)電機(jī)組煤耗約為268克標(biāo)煤/kWh，而光伏生命期內(nèi)耗電1.52度電，折合標(biāo)煤約為478克標(biāo)準(zhǔn)煤，25年壽命周期內(nèi)可發(fā)電32.5kWh，即平均每度電耗費14.7克標(biāo)煤，僅為最先進(jìn)煤電機(jī)組的5.4%。因此，太陽能光伏發(fā)電是名副其實的清潔能源電力。
5.光伏萬元產(chǎn)值能耗比較
如果將光伏系統(tǒng)作為一個產(chǎn)品，按2015年光伏系統(tǒng)投資約為8.5元/瓦，每瓦耗電量約為1.52度，根據(jù)GB/T2589—2008《綜合能耗計算通則》各種能源標(biāo)準(zhǔn)參考系數(shù)電力(當(dāng)量值)為0.1229kgce/(kw.h)，即一度電折算0.1229kgce千克標(biāo)煤計算，1.52度電折合0.186kgce，即光伏行業(yè)的萬元產(chǎn)值能耗約為0.21噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而2015年我國能源消費總量43.0億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，國內(nèi)生產(chǎn)總值為676708億元，即2015年全國萬元GDP能耗平均為0.635噸標(biāo)準(zhǔn)煤，光伏萬元產(chǎn)值能耗比全國平均萬元GDP能耗低約67%，因此光伏行業(yè)所謂的“高能耗”說法是站不住腳的。
6.光伏行業(yè)與傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)的比較
從上述光伏產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)看，能耗最高的是多晶硅環(huán)節(jié)，因此可將能耗最高的多晶硅與傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)電解鋁和水泥進(jìn)行對比研究，從上述分析可以看到，多晶硅生產(chǎn)過程中，電耗約為80kwh/kg-Si，折合標(biāo)煤9.83kgce/kg-Si(這里不計多晶硅生產(chǎn)過程中所需的蒸汽，按熱值計入蒸汽后，折合標(biāo)煤約為11.4kgce/kg-Si)最近一年多晶硅產(chǎn)品價格平均為12萬元/噸，對應(yīng)的萬元產(chǎn)值能耗約為0.82噸標(biāo)煤。而根據(jù)工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)，電解鋁生產(chǎn)電耗約為13350kwh/噸，過去一年平均價格約為1.25萬元，對應(yīng)的萬元產(chǎn)值能耗為1.31噸標(biāo)煤，而水泥則為3.86噸標(biāo)煤。因此多晶硅的萬元產(chǎn)值能耗遠(yuǎn)低于電解鋁和水泥，加上其他環(huán)節(jié)后，如將光伏系統(tǒng)作為產(chǎn)品計算，其萬元產(chǎn)值能耗僅為0.21，更是遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)高耗能產(chǎn)業(yè)，如下表所示。
值得指出的是，“高耗能”一詞產(chǎn)生的背景是由于“十一五”期間電力需求緊張，為了節(jié)能而衍生出該詞，國家也將六大行業(yè)列為高耗能產(chǎn)業(yè)，但在當(dāng)前電力過剩的背景下，再談高耗能已經(jīng)無太大意義。而從全壽命周期看，光伏生產(chǎn)過程中所耗電力僅需約一年多一點即可全部回收，可為世界貢獻(xiàn)25年以上的清潔能源，因此關(guān)于光伏行業(yè)所謂“高耗能”的話題可以休矣。
