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多年來，受光伏行業上游多晶硅原料發展初期的生產裝備落后、工藝技術掌握不完全、生產規模較小等影響，生產能耗相對較高，行業也被冠以“高耗能”的帽子，部分媒體甚至報道“大量出口太陽能電池組件相當于大量出口我國緊缺能源”的觀點，直至最近某些文章中仍在繼續引用上述錯誤觀點，在社會上造成了對光伏產業的不良影響。
事實上早在2010年，原中國光伏產業聯盟副秘書長嚴大洲等人就曾撰文以有力的事實批駁過此觀點[1]，且隨著時過境遷，光伏行業經過多年的發展，生產能耗在當時的基礎上又已經得到極大的降低。最近，協會秘書處沿用嚴大洲等專家的方法，進一步測算了光伏全產業鏈的能耗水平，證明光伏產品制造過程中所消耗的能源僅需光伏電池發電1.17年即可收回，2015年光伏行業萬元產值能耗比全國萬元GDP能耗低67%，與上述錯誤觀點“差之千里”。為澄清事實，以正視聽，特分析如下：
1.晶體硅光伏發電產業鏈
光伏行業產業鏈如下所示，從我國光伏市場情況看，多晶電池組約占我國晶體硅電池市場份額的80以上，因此這里以多晶電池產業鏈進行分析其全周期的生產能耗。
2.能耗計算邊界條件
以原料硅砂為起點，到制成晶體硅光伏發電系統，全部能量消耗EP表達式：
EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP5+EP6+EP7+EP8
其中：
EP1為“硅砂——冶金硅”的能耗：12kwh/kg；
EP2為“冶金硅——多晶硅”的能耗80kwh/kg(改良西門子法國內平均水平，當前國內先進水平已經達到60kwh/kg)；
EP3為“多晶硅——多晶鑄錠”的能耗8kwh/kg，(目前多晶硅鑄錠已進入G6機型，裝料重量在600kg-800kg，未來將向更大裝料重量的G7、G8機型發展，電耗還有不少降低的空間)
EP4為“多晶硅錠-多晶硅片”的能耗：0.45kwh/片(光伏規范條件中要求現有項目硅片能耗不低于45萬kwh/百萬片，當前國內領先企業已下降至0.3kwh/片以下)；
EP5為“多晶硅片——多晶硅光伏電池”的能耗：0.1kwh/Wp；
EP6為“光伏電池——光伏組件”的能耗：0.35kwh/Wp，(這環節耗能較大的主要是鋼化玻璃和鋁框，背板、EVA、接線盒等耗電較小。按60片組件玻璃重量為12.93kg，每噸光伏玻璃耗能350kgce，按1度電等量0.1229kg標煤計算，光伏玻璃耗電為0.142kwh/w，60片組件所需鋁邊框2.8kg，按每噸耗電1.335萬度，鋁邊框電耗為0.144kwh/w，組件層壓等耗電約為0.06kwh/w)
EP7為“逆變器及系統平衡部件”的能耗，含支架、并網控制逆變器、電纜、開關、儀表等的生產能耗，按每MW電站需支架鋼材5000噸、鋼筋1500噸、各類電纜850千米進行計算，支架鋼材和鋼筋的能耗為0.3kwh/w，電纜能耗約為0.01kwh/w，升壓變、逆變器等按0.05kwh/w計算，總能耗約為0.36kwh/w。
EP8為“組件運輸、系統施工安裝及其他”等，部分耗能比較大的主要是水泥，按每MW需水泥70噸計算，水泥能耗為0.06kwh/w，其他如運輸、電池制造的銀鋁漿、切割用的材料生產等，簡單估算為0.05wkh/w，合計0.11kwh/w。
3.計算結果
多晶硅生產消耗工業硅原料：1.2kg，即每生產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，按現在多晶電池平均轉換效率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硅：1.05×1.2×1000g/218Wp=5.8g/Wp；
根據上述參數計算，得到各環節電力消耗情況如下：
EP1=12kWh/kg×5.8g/Wp/1000=0.0696kWh/Wp
EP2=80kWh/kg×4.81g/Wp/1000=0.384kWh/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
如果按照當前國內領先企業的能耗水平計算，每瓦的耗電成本可進一步下降。按硅粉耗量1.15kg/kg-Si，多晶硅生產綜合電耗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
光伏發電系統的能量回收期TP(年)=制造光伏系統的全部能耗/光伏發電系統年發電量，即光伏發電的增值效應。
根據上面的測算，可以得到光伏發電從硅石到系統的總能耗為1.52kwh/Wp。
中國西北部的太陽能資源豐富，光伏發電系統的年滿發平均利用小時數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出1.3kWh電。由此，可以計算出光伏發電的能量回收期：
TP=1.52/1.3=1.17年
即在晶體硅電池實現發電后，只需要1.17年就可以收回生產過程中所消耗的電力，先進產能則僅需1年左右。而太陽能組件的質保普遍在25年，有些甚至達30年，太陽能電池在全壽命周期內，基本上都是生產清潔電力。與傳統煤電比較，2015年我國6000千瓦及以上電廠供電標準煤耗為315克標煤/kWh，最先進的超超高臨界發電機組煤耗約為268克標煤/kWh，而光伏生命期內耗電1.52度電，折合標煤約為478克標準煤，25年壽命周期內可發電32.5kWh，即平均每度電耗費14.7克標煤，僅為最先進煤電機組的5.4%。因此，太陽能光伏發電是名副其實的清潔能源電力。
5.光伏萬元產值能耗比較
如果將光伏系統作為一個產品，按2015年光伏系統投資約為8.5元/瓦，每瓦耗電量約為1.52度，根據GB/T2589—2008《綜合能耗計算通則》各種能源標準參考系數電力(當量值)為0.1229kgce/(kw.h)，即一度電折算0.1229kgce千克標煤計算，1.52度電折合0.186kgce，即光伏行業的萬元產值能耗約為0.21噸標準煤，而2015年我國能源消費總量43.0億噸標準煤，國內生產總值為676708億元，即2015年全國萬元GDP能耗平均為0.635噸標準煤，光伏萬元產值能耗比全國平均萬元GDP能耗低約67%，因此光伏行業所謂的“高能耗”說法是站不住腳的。
6.光伏行業與傳統高耗能產業的比較
從上述光伏產業鏈各環節的數據看，能耗最高的是多晶硅環節，因此可將能耗最高的多晶硅與傳統高耗能產業電解鋁和水泥進行對比研究，從上述分析可以看到，多晶硅生產過程中，電耗約為80kwh/kg-Si，折合標煤9.83kgce/kg-Si(這里不計多晶硅生產過程中所需的蒸汽，按熱值計入蒸汽后，折合標煤約為11.4kgce/kg-Si)最近一年多晶硅產品價格平均為12萬元/噸，對應的萬元產值能耗約為0.82噸標煤。而根據工業綠色發展規劃數據，電解鋁生產電耗約為13350kwh/噸，過去一年平均價格約為1.25萬元，對應的萬元產值能耗為1.31噸標煤，而水泥則為3.86噸標煤。因此多晶硅的萬元產值能耗遠低于電解鋁和水泥，加上其他環節后，如將光伏系統作為產品計算，其萬元產值能耗僅為0.21，更是遠低于傳統高耗能產業，如下表所示。
值得指出的是，“高耗能”一詞產生的背景是由于“十一五”期間電力需求緊張，為了節能而衍生出該詞，國家也將六大行業列為高耗能產業，但在當前電力過剩的背景下，再談高耗能已經無太大意義。而從全壽命周期看，光伏生產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25年以上的清潔能源，因此關于光伏行業所謂“高耗能”的話題可以休矣。
[1]多晶硅不存在高能耗、高排放，嚴大洲、宗紹興等，《有色冶金節能》，2010，26(6)：19-22
事實上早在2010年，原中國光伏產業聯盟副秘書長嚴大洲等人就曾撰文以有力的事實批駁過此觀點[1]，且隨著時過境遷，光伏行業經過多年的發展，生產能耗在當時的基礎上又已經得到極大的降低。最近，協會秘書處沿用嚴大洲等專家的方法，進一步測算了光伏全產業鏈的能耗水平，證明光伏產品制造過程中所消耗的能源僅需光伏電池發電1.17年即可收回，2015年光伏行業萬元產值能耗比全國萬元GDP能耗低67%，與上述錯誤觀點“差之千里”。為澄清事實，以正視聽，特分析如下：
1.晶體硅光伏發電產業鏈
光伏行業產業鏈如下所示，從我國光伏市場情況看，多晶電池組約占我國晶體硅電池市場份額的80以上，因此這里以多晶電池產業鏈進行分析其全周期的生產能耗。
圖1晶體硅太陽電池產業鏈
2.能耗計算邊界條件
以原料硅砂為起點，到制成晶體硅光伏發電系統，全部能量消耗EP表達式：
EP=EP1+EP2+EP3+EP4+EP5+EP6+EP7+EP8
其中：
EP1為“硅砂——冶金硅”的能耗：12kwh/kg；
EP2為“冶金硅——多晶硅”的能耗80kwh/kg(改良西門子法國內平均水平，當前國內先進水平已經達到60kwh/kg)；
EP3為“多晶硅——多晶鑄錠”的能耗8kwh/kg，(目前多晶硅鑄錠已進入G6機型，裝料重量在600kg-800kg，未來將向更大裝料重量的G7、G8機型發展，電耗還有不少降低的空間)
EP4為“多晶硅錠-多晶硅片”的能耗：0.45kwh/片(光伏規范條件中要求現有項目硅片能耗不低于45萬kwh/百萬片，當前國內領先企業已下降至0.3kwh/片以下)；
EP5為“多晶硅片——多晶硅光伏電池”的能耗：0.1kwh/Wp；
EP6為“光伏電池——光伏組件”的能耗：0.35kwh/Wp，(這環節耗能較大的主要是鋼化玻璃和鋁框，背板、EVA、接線盒等耗電較小。按60片組件玻璃重量為12.93kg，每噸光伏玻璃耗能350kgce，按1度電等量0.1229kg標煤計算，光伏玻璃耗電為0.142kwh/w，60片組件所需鋁邊框2.8kg，按每噸耗電1.335萬度，鋁邊框電耗為0.144kwh/w，組件層壓等耗電約為0.06kwh/w)
EP7為“逆變器及系統平衡部件”的能耗，含支架、并網控制逆變器、電纜、開關、儀表等的生產能耗，按每MW電站需支架鋼材5000噸、鋼筋1500噸、各類電纜850千米進行計算，支架鋼材和鋼筋的能耗為0.3kwh/w，電纜能耗約為0.01kwh/w，升壓變、逆變器等按0.05kwh/w計算，總能耗約為0.36kwh/w。
EP8為“組件運輸、系統施工安裝及其他”等，部分耗能比較大的主要是水泥，按每MW需水泥70噸計算，水泥能耗為0.06kwh/w，其他如運輸、電池制造的銀鋁漿、切割用的材料生產等，簡單估算為0.05wkh/w，合計0.11kwh/w。
3.計算結果
多晶硅生產消耗工業硅原料：1.2kg，即每生產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，按現在多晶電池平均轉換效率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硅：1.05×1.2×1000g/218Wp=5.8g/Wp；
根據上述參數計算，得到各環節電力消耗情況如下：
EP1=12kWh/kg×5.8g/Wp/1000=0.0696kWh/Wp
EP2=80kWh/kg×4.81g/Wp/1000=0.384kWh/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
如果按照當前國內領先企業的能耗水平計算，每瓦的耗電成本可進一步下降。按硅粉耗量1.15kg/kg-Si，多晶硅生產綜合電耗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
光伏發電系統的能量回收期TP(年)=制造光伏系統的全部能耗/光伏發電系統年發電量，即光伏發電的增值效應。
根據上面的測算，可以得到光伏發電從硅石到系統的總能耗為1.52kwh/Wp。
中國西北部的太陽能資源豐富，光伏發電系統的年滿發平均利用小時數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出1.3kWh電。由此，可以計算出光伏發電的能量回收期：
TP=1.52/1.3=1.17年
即在晶體硅電池實現發電后，只需要1.17年就可以收回生產過程中所消耗的電力，先進產能則僅需1年左右。而太陽能組件的質保普遍在25年，有些甚至達30年，太陽能電池在全壽命周期內，基本上都是生產清潔電力。與傳統煤電比較，2015年我國6000千瓦及以上電廠供電標準煤耗為315克標煤/kWh，最先進的超超高臨界發電機組煤耗約為268克標煤/kWh，而光伏生命期內耗電1.52度電，折合標煤約為478克標準煤，25年壽命周期內可發電32.5kWh，即平均每度電耗費14.7克標煤，僅為最先進煤電機組的5.4%。因此，太陽能光伏發電是名副其實的清潔能源電力。
5.光伏萬元產值能耗比較
如果將光伏系統作為一個產品，按2015年光伏系統投資約為8.5元/瓦，每瓦耗電量約為1.52度，根據GB/T2589—2008《綜合能耗計算通則》各種能源標準參考系數電力(當量值)為0.1229kgce/(kw.h)，即一度電折算0.1229kgce千克標煤計算，1.52度電折合0.186kgce，即光伏行業的萬元產值能耗約為0.21噸標準煤，而2015年我國能源消費總量43.0億噸標準煤，國內生產總值為676708億元，即2015年全國萬元GDP能耗平均為0.635噸標準煤，光伏萬元產值能耗比全國平均萬元GDP能耗低約67%，因此光伏行業所謂的“高能耗”說法是站不住腳的。
6.光伏行業與傳統高耗能產業的比較
從上述光伏產業鏈各環節的數據看，能耗最高的是多晶硅環節，因此可將能耗最高的多晶硅與傳統高耗能產業電解鋁和水泥進行對比研究，從上述分析可以看到，多晶硅生產過程中，電耗約為80kwh/kg-Si，折合標煤9.83kgce/kg-Si(這里不計多晶硅生產過程中所需的蒸汽，按熱值計入蒸汽后，折合標煤約為11.4kgce/kg-Si)最近一年多晶硅產品價格平均為12萬元/噸，對應的萬元產值能耗約為0.82噸標煤。而根據工業綠色發展規劃數據，電解鋁生產電耗約為13350kwh/噸，過去一年平均價格約為1.25萬元，對應的萬元產值能耗為1.31噸標煤，而水泥則為3.86噸標煤。因此多晶硅的萬元產值能耗遠低于電解鋁和水泥，加上其他環節后，如將光伏系統作為產品計算，其萬元產值能耗僅為0.21，更是遠低于傳統高耗能產業，如下表所示。
值得指出的是，“高耗能”一詞產生的背景是由于“十一五”期間電力需求緊張，為了節能而衍生出該詞，國家也將六大行業列為高耗能產業，但在當前電力過剩的背景下，再談高耗能已經無太大意義。而從全壽命周期看，光伏生產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25年以上的清潔能源，因此關于光伏行業所謂“高耗能”的話題可以休矣。
[1]多晶硅不存在高能耗、高排放，嚴大洲、宗紹興等，《有色冶金節能》，2010，26(6)：19-22
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