太阳能电池及组件建设项目节能评估报告书.docx
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太阳能电池及组件建设项目节能评估报告书
某太阳能科技有限公司
新增年产480MW晶硅太阳能电池及组件项目
合理用能评估报告
某咨询服务有限公司
二零一零年十月
第一章评估目的、依据、范围及程序
第一节评估目的
合理用能评估是为了更好地贯彻“提高能源利用效率，坚持开发与节约并举、节约优先”的方针。
从而体现了“以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济、社会和人的全面发展”的科学发展观。
其作用是为政府以进行宏观控制，调整经济结构，转变增长方式为目标，为建设项目进行审批、核准、备案等行政管理时提供科学依据；是对项目建设单位提高节能管理水平，减少浪费，控制成本提出的节能措施进行的科学评定。
第二节评估依据
本报告依据相关法律法规、行政规章和技术文件、标准和规范进行评估。
一、法律法规、行政规章及相关文件
（1）《中华人民共和国节约能源法》（2008年4月1日施行）；
（2）《中华人民共和国清洁生产促进法》（2003年1月1日施行）；
（3）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发[2006]28号）；
（4）《国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知》（国发[2005]40号）；
（5）《能源发展“十一五”规划》（国家发改委2007年4月）；
（6）《国家发展改革委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）的通知》（发改环资[2007]21号）；
（7）《“十一五”十大重点节能工程实施意见》（发改环资[2006]1457号）；
（8）《中国节能技术政策大纲》（2006年）；
（9）《江苏省节约能源条例》（2004年8月20日修正）；
（10）《江苏省固定资产投资项目节能评估和审查管理暂行办法》（苏经贸环资[2007]212号）；
（11）《江苏省政府办公厅关于印发江苏省“十一五”工业结构调整和发展规划纲要的通知》（苏政办发〔2006〕142号）；
（12）《关于加强工业类固定资产投资项目能源消耗准入管理工作的通知》（苏发改工业发[2006]1197号）；
（13）《产业结构调整指导目录（2005本）》（发改委令第40号）
（14）《某市产业结构调整指导目录（试行）》（XXXXX）；
（15）《某市产业导向目录—制造业部分（2010年修订）》（XXXX〕97号）。
二、标准规范
（1）《综合能耗计算通则》（GB2589－2008）；
（2）《用能设备能量测试导则》（GB6422－2009）；
（3）《用能单位能源计量器具配备与管理通则》（GB17167－2006）；
（4）《能源管理体系要求》GB/T3484-2009；
（5）《企业能量平衡通则》GB/T3484-2009；
（6）《设备热效率计算通则》（GB/T2588－2000）；
（7）《企业节能量计算方法》（GB/T13234－2009）；
（8）《工业企业能源管理导则》（GB/T15587－2008）；
（9《评价企业合理用电技术导则》（GB/T3485－1998）；
（10）《评价企业合理用热技术导则》（GB/T3486－1993）；
（11）《节水型企业评价导则》（GB/T7119－2006）；
（12）《建筑照明设计标准》GB50034-2004
（13）《建筑采光设计标准》GB50033-2001
（14）《低压配电设计规范》GB/T50054-1995
（15）《供配电系统设计规范》GB/T50052-1995
（16）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
（17）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
（18）《室外给水设计规范》GB50013-2006
（19）《室外排水设计规范》GB50014-2006
（20）《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-1994
（21）《3-110KV高压配电装置设计规范》GB50060-1992
（22）《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
（23）《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2006
三、其他资料
（1）《某太阳能科技有限公司新增年产480MW晶硅太阳能电池及组件项目合理用能报告》；
（2）企业提供的有关项目的资料。
第三节评估内容与方法
一、评估内容
依据《江苏省工业类固定资产投资项目节能评估和审查实施办法》（苏发改工业发[2007]1137号）文件要求，评估主要包括下列六个方面的内容：
1、项目用能总量及能源结构是否合理；
2、项目是否符合国家、地方和行业节能设计规范及标准；
3、项目能效指标是否达到国家或地方能耗定额或限额，是否达到同行业国内先进水平或者国际先进水平；
4、项目有无采用明令禁止或淘汰的落后工艺、设备的现象；
5、项目是否已经采用国家和省明文规定必须采用的节能新工艺、新技术、新产品；
6、评估论证结论以及改进节能措施的建议和要求。
二、评估方法
根据项目特点，选择相关专业的专家组成项目组，对项目的节能专篇进行评估：
1、检查法：
依据国家政策、法规、规章及相关标准针对该项目进行核查评估。
2、能源折算法：
依据《综合能耗计算通则》、《企业能耗计算与测试导则》以及省发改工业发[2008]404号文等相关能耗折算标准对该项目的各种能源消耗情况进行折算分析。
3、类比法：
针对建设项目的特点，类比正在运行的同类企业的能源消耗状况，进行能源消耗分析和节能降耗措施的提出。
4、专家评议法：
聘请相关方面的专家针对项目特点及能源消耗情况进行分析、预测，对专家讨论及质疑结果进行分析汇总，编制专家评估意见表。
本评估报告主要采用核查法、能源折算法和类比法对该项目进行能源消耗的合理性评估。
第四节评估原则和程序
一、评估范围
本次评估的范围为某太阳能科技有限公司新增年产480MW晶硅太阳能电池及组件项目的的进行合理用能分析的评估。
二、评估原则
1、工程建设项目应符合国家、省、市产业政策。
不得采用国家、省、市已公布的限制（或停止）生产的产业序列、规模，或行业已公布的限制（或停止）的旧工艺翻版扩产增容及选用淘汰产品；
2、根据建设项目节约能源的有关规定，坚持合理用能、节能降耗等原则；
3、按照建设项目能耗评估审批的原则，提出明确的能耗评估结论和建议。
三、评估程序
1、接受节能评估委托
2、收集资料，熟悉了解评估项目的相关内容
3、能源利用和消耗评估
4、节能措施评述
5、编制评估报告，给出结论和建议
6、组织审核
7、修改合理用能评估报告。
8、报告出版。
四、工作重点
1、工艺的合理性分析
2、能源指标分析
3、节能措施分析。
第二章项目建设单位及项目概况
第一节建设单位基本情况
一、建设单位基本信息
项目名称：
新增年产480MW晶硅太阳能电池及组件项目
总投资：
87205万元
建设单位：
某太阳能科技有限公司
建设地址：
某开发区
二、建设单位和投资方简介
第二节项目建设方案
一、建设规模
1、建筑规模：
该项目新征用地165亩，新建晶体硅电池及组件生产厂房2栋，仓库1栋,办公楼1栋，职工食堂、多功能厅1栋，其他内容包括：
高压变电区及中心动力用房，废水处理站，甲、乙类库房，配套运行楼、垃圾处理及堆场等。
2、设备规模：
该项目新增工艺设备206台/套，其中进口设备90台/套，国产设备116台/套。
详细清单见表2-2。
3、生产规模：
达产后实现年产480MW晶硅太阳能电池及组件。
4、人员规模：
公司该项目实施后，计划需要员工4000名，其中管理、行政人员400名，生产和技术人员3600名。
管理人员和技术人员学历在本科及以上，有三年以上的工作经验。
操作工学历中专、高中及以上。
所有员工都通过招聘的方式引进。
二、产品方案
该项目拟年生产480W晶硅太阳能电池及组件。
产品方案见表2-1。
表2-1产品方案
序号
产品名称
单位
第1年
第2年
第3年
第4-8年
1
晶硅电池及组件
MW
240
380
480
三、生产工艺方案
1、太阳能电池片主要生产技术
晶体硅太阳电池片生产工艺流程如图2-1：
注：
带有*的为关键工艺，需对结果进行测量，必须满足设计值。
图2-1晶体硅太阳电池生产工艺流程图
主要工艺特点：
清洗：
清洗的主要目的是去除硅片上的污物，将硅片放入清洗机后加入纯水和清洁剂，清洗机将会按程序自动对硅片进行清洗。
制绒：
晶硅太阳电池的制绒工艺是在硅片表面形成微米量级的微结构如金字塔和多孔硅等。
本项目采用自主研发的专利技术和生产装备，使用硝酸和氢氟酸为主的化学腐蚀液，利用硝酸的强氧化性将硅片切割过程中产生的硅片表面损伤层去除，同时形成具有良好减反射效果的绒面。
扩散：
磷扩散是在硅片表层掺入磷原子的过程。
此过程形成光伏电池的核心：
P－N结。
本工艺采用通入氧气和氮气（氮气作为载体）将液态扩散源带入闭管磷扩散炉中的气泡带入法，在800－1000℃下，在硅片表面发生反应生成磷源，在高温下，磷原子扩散到硅片表面形成N+型薄层，原硅片则为P结。
此过程的典型反应为：
4POCl3+3O2→2P2O5+6Cl2↑。
边缘刻蚀与去磷硅玻璃（PSG）：
本项目采用自主研发的专利技术生产装备，利用HNO3、HF的混合溶液对硅片边缘及背面进行腐蚀，去除硅片边缘的PN结，达到电池前后表面电绝缘的目的，同时腐蚀掉背面的P－N结和绒面，对背面具有良好的钝化效果，此专利技术可提高太阳电池20mV的开路电压和0.2%的绝对转换效率的提高。
去PSG是对刻蚀后硅片上的磷硅玻璃用氢氟酸清洗的方法进行清除，这两道工序是在同一台设备完成的。
等离子化学气相沉积（PECVD）：
采用PECVD在电池的P－N结表面上沉积氮化硅材料，是在300－900℃的温度下通过化学反应产生SiN的过程。
这层SiN薄膜既对电池前表面起到钝化保护作用，又产生很好的减反射效果。
表面钝化可提高太阳电池的开路电压30mV，表面件反射膜可增加太阳电池的短路电流达10%，是实现多晶硅电池转化效率超过15.5%的关键技术之一。
此过程的典型的化学反应为：
3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2↑
丝网印刷：
该工序是通过丝网印刷机将银浆或铝浆等导电材料印刷在硅片上，作为太阳电池电流的引出通道。
烧结：
该工序通过高温合金的过程，使印刷上的金属电极与硅片连接更牢固。
2、组件主要生产工艺
太阳能组件生产的工艺流程如图2-2。
图2-2太阳能组件制备工艺流程
主要工艺特点：
串焊：
采用镀有无铅焊锡的高纯度铜带将电池片进行电气连接。
层叠和层压：
串焊接后的几组电池片并排置于铺好EVA热熔胶的玻璃上，将这几组电池串用焊带（汇流条）再串联起来，形成电池组，然后在电池组上再铺一层EVA和保护背板，做成层叠件。
将层叠件放入层压机内，在120℃下进行抽气压制，用EVA热熔胶使电池组与玻璃、背板紧密地结合在一起，形成层压件。
固化：
在150℃下使EVA固化，形成稳定可靠的绝缘防水保护层。
铝边框打胶和装框：
层压件经割边和固化后，装入已打好硅胶的铝边框上，形成电池组件。
装配和接线：
电池组件接上安装有旁路二极管和引线的接线盒，最终形成一个能够实现对太阳能进行收集、转换和有电能输出的装置。
测试：
在STC条件下（25℃，光强1000W/平米，AM1.5），利用人造模拟太阳光对组件的电性能进行测试，得出组件的Isc，Voc，Im，Vm，Pm等值。
分类：
将外观和电性能相同的组件归类在一起，方便客户使用。
四、设备方案
本项目新增工艺设备206台/套，其中进口设备90台/套，国产设备116台/套。
在保证产品质量和生产能力以及研究发展的前提下，选择性能价格比高、生产效率高、环保节能效应好的工艺设备。
晶硅电池生产工艺设备主要引自德国、荷兰、美国、意大利的世界一流的组合生产线，设备生产能力和技术指标能够保证生产要求；组件生产设备和辅助生产系统设备为国内设备。
表2-2进口设备清单
序号
设备名称
规格型号
台（套）
功率Kw
备注
1
制绒机
InTexHT50MW
8
45
德国
2
在线式PSG及周边结腐蚀台
InOxSideHT50MW
8
85
德国
3
高温扩散氧化系统
TS81254
16
120
荷兰
4
太阳能减反射膜制造设备
E2000HT410－4（4）
16
85
德国
5
丝网印刷机及分类检测设备
Baccini“Softline”
8
37
意大利
6
丝网印刷机及分类检测设备
ASYS
8
37
德国
7
快速烧结炉
CDF-7210
16
200
美国
8
自动上下料设备
FORTIX
8
11
韩国
9
组件功率测试仪
2
5.5
德国
合计
90
表2-3国产设备清单
序号
设备名称
规格型号
台（套）
功率Kw
备注
1
补液柜
2
3
电池
2
半自动化流水线
4
85
组件
3
层压机
32
45
组件
4
装框机
8
7.5
组件
5
自动打胶机
8
2.2
组件
6
EVA、TPT切割机
4
5.5
组件
7
打包机
8
5.5
组件
8
组件测试仪
4
3
组件
9
工装夹具
2
/
组件
10
电脑及扫描枪
2
/
组件
11
交联度测试系统
2
7.5
组件
12
IR热成像仪
2
/
组件
13
焊带浸泡机
2
/
组件
14
绝缘耐压测试仪
8
3
组件
15
空调机组
4
55
电池、组件
16
废气塔
2
22
电池
17
空压机
2
55
电池
18
纯水系统
2
150
电池
19
气体系统
2
170
电池
20
工艺次设备
2
37
电池
21
工装夹具
2
/
电池
22
ECV杂质浓度分布测试仪
1
3
电池
23
光谱响应仪
1
2.2
电池
24
电阻率测试仪
4
2.2
电池
25
显微镜
4
/
电池
26
椭偏仪
2
/
电池
合计
116
五、配套工程方案
1、采暖、空调、净化、通风
①空调
（1）净化空调系统
生产厂房内工作间为10000级@0.5μm及100000级@0.5μm乱流洁净室。
采用新风空调系统及循环空调系统的形式。
（2）新风空调系统
为补偿排风和保持正压以及满足工作人员的新风需要，洁净区送有一定量的新风。
洁净室采用新风机组。
新风经过集中处理后，送入循环空调机组。
新风空调机组由以下部分组成：
初效过滤段（G4）、预加热段、预冷盘管、再冷盘管、再热盘管、蒸汽加湿段、送风机段、中效过滤段（F7）等。
（3）循环空调系统
为满足净化间温度、湿度及洁净度要求，设置自循环风机系统。
处理后的新风与回风混合，经制冷器处理降温后，由风机送到末端高效送风口进入生产区；回风经回风管回到循环空调机组。
该项目净化空调系统气流组织形式为：
上送下侧回。
（4）舒适性空调系统
该项目办公区采用新风+风机盘管空调系统，非净化车间舒适性空调系统由组合式空调系统组成。
为满足非净化房间温度、湿度要求，设置组合式空调系统。
新风与回风混合，经处理后，由风机送到末端散流器送入生产区；回风经回风管回到空调机组。
组合式空调机组由以下部分组成：
新风回风混合段、初效过滤段（G4）、冷盘管、热盘管、蒸汽加湿段、送风机段、中效过滤段（F7）等
②通风
在生产过程中，为了满足生产要求和达标排放，工艺设备局部排风带有不同浓度的酸废气，对含有酸性气体排风进行废气洗涤处理，并且处理后的气体排放点高于屋面5米；对排热气体进行直接排放。
对于生产过程中的有机排风，设置活性炭纤维有机废气净化塔进行吸收，达到排放标准后进行排放。
对于可燃性废气，经废气燃烧处理，再经过水淋，达到国家排放标准后排放。
对于使用特气的区域设事故排风系统，排风机用防爆风机。
上述每个系统由厂房设施管理系统集中控制，由主管道末端的压力传感器控制排风机的变频装置，保证系统正常运行。
卫生间设全室通风，变配电站、纯水站、空压、冷冻站、化学品库、仓库设通风设施。
排烟系统：
生产厂房疏散走廊及生产车间设置机械排烟系统。
排烟口均设于吊顶上，排烟口具备280℃自动关闭的性能。
风机电源均为消防电源。
走廊及生产车间发生火情时，人工或自动开启该区排烟口、排烟防火阀，排烟风机自动开启排烟；同时，切断其他非消防电源。
排烟管内空气温度达到280℃时，排烟防火阀自动关闭，同时，排烟风机关闭。
③冷热源
空调冷源：
空调冷源为动力厂房提供的7℃/12℃冷冻水。
空调热源：
空调热源为动力厂房提供的52℃/60℃热水。
2、给水排水
①给水
水源：
该工程自来水由某经济开发区自来水管网接入，总管入口位于地块东侧，预留接口DN450。
工程所用自来水包括生活用自来水、纯水制备、循环冷却水补水等。
②纯水
纯水电阻率≥18MΩ.cm，SiO2≤1mg/L，颗粒（＞0.5μm）≤150PCS/ml，细菌数≤5cfu，温度22±2℃，水压3kg/cm2，（均为使用点参数）。
采用RO+EDI+混床方式。
③工艺设备冷却水
工艺冷却水夏天所需冷量来自空调冷冻水系统，冬天用冷却塔制备的冷水供给板换热，提供工艺冷却水所需的冷量，以达到节能的目的。
工艺设备冷却水系统概述：
该系统为闭式循环系统，RO水作为补水，换热器、循环泵、定压罐均设于动力厂房内，配水管道设计采用同程式系统，各使用点压力波动较小。
温度控制：
以测量到的供水温度为反馈信号，调节冷冻水电动调节阀的开度，来实现对供水温度的控制。
循环水泵采用变频泵，由供回水压差控制水泵的转速。
④冷冻机用循环冷却水
冷冻机用循环冷却水系统概述：
为开式循环系统采用方形横流式玻璃钢冷却塔，每台冷冻机对应一台冷却塔；循环冷却水系统以自来水为补水。
循环水泵置于冷冻站内，冷却塔则置于其屋面上。
冷却塔进出水管间设旁通管，并采用变速风机，以使系统过渡季节时可节能运行。
冷冻机用循环冷却水系统上设置加药系统和过滤系统以保证循环水质的稳定。
⑤生活生产废水
生活废水系统：
生活污水经厂区内的化粪池处理后，达一级排放标准后排入市政污水管道，其他生活废水直接排入厂区内的污水管道。
该项目在硅片清洗、表面制绒等生产工艺中会产生一定量的普通酸性废水、碱性废水、氢氟酸废水。
拟在厂区建设一个集中式污水处理站，各厂房排出的生产废水经收集后输送至污水处理站集中处理，达到园区项目所在地污水排放标准后排入园区污水管道。
该项目生产和生活污水排放量共计10t/h，厂区市政污水管网能满足项目需求。
⑥雨水排放系统
雨水系统简述：
屋面雨水经雨落管排入厂区雨水管道，厂区内路面雨水汇集后经雨水口排入厂区雨水管道。
⑦消防系统
该项目的主要生产厂房为二级耐火等级的丙类厂房，丙类厂房内设置自动喷淋灭火系统。
消防给水系统为与生活生产供水系统分开的独立系统，采用室内外消火栓合用的临时高压给水系统，由蓄水池、加压泵、屋顶消防水箱、供水管、阀门、室内外消火栓等组成。
蓄水池为消防专用，采用地下式钢筋混凝土池；主厂房屋顶设高位水箱作为消防前10分钟室内消防用水。
自动喷水灭火给水系统采用蓄水池、加压泵、屋顶水箱供水的临时高压系统。
喷淋前10分钟消防用水设于综合楼屋顶消防水箱中。
自动喷淋加压给水泵采用消防专用泵。
系统说明：
发生火灾时，自动喷水灭火给水泵自蓄水池吸水加压后，以两路环状管道供至厂房自动喷水灭火给水干管，与各区域湿式报警阀相接，经各区域报警阀后供给室内自动喷水灭火管道系统，各区域自动喷水系统均设有水流指示器、末端试水装置等。
室外设有地上式消防水泵结合器。
报警阀组前采用带信号蝶阀以监控启闭状态。
⑧灭火器配置
根据《建筑灭火器配置设计规范》的规定，该工程灭火器配置场所危险等级为中危险级，可能的火灾种类为A类、B类和带电火灾，采用磷铵干粉及二氧化碳灭火器较合适。
根据实际情况在各主厂房及辅助动力车间内设置灭火器。
3、气体动力系统
①空压站
空压站设在各厂房的动力车间内。
空压站系统组成：
空压机、储气罐、预过滤器、无热再生干燥器、终过滤器、管道及阀门附件。
②冷冻站
冷冻站设在各厂房的动力车间内。
冷冻站系统组成：
离心式冷水机组、冷冻水循环泵、闭式膨胀罐、加药装置、管道及阀门附件、保冷材料等。
③冷冻机用循环冷却水系统
循环水泵置于冷冻站内，冷却塔则置于其屋面上。
系统概述：
为开式循环系统，以自来水为补水。
管路上装有智能全自动刷式过滤器，以清除系统中的悬浮物。
④真空系统
为满足工艺生产过程中硅片传递等对真空的需求而设置。
真空系统设在各厂房的动力车间。
系统组成：
真空泵、真空缓冲罐、管道及阀门附件等。
⑤大宗气体系统
大宗气体氮气、氧气及氩气由设在厂区的储罐提供并设减压装置。
气体管道经管架或埋地配送到各用气厂房。
各厂房的气体分配系统由主配管系统及分支管系统组成。
⑥特种气体系统
特种气体供气系统分类如下：
氨气（NH3）传输系统。
硅烷（SiH4）传输系统。
特种气体均由各厂房内特气室的气体柜/气体盘将特种气体分配至各厂房支管阀门箱/分支管。
在各特气室设有毒性及可燃性气体柜（2只工艺气瓶）、吹洗气体柜（1只气瓶）及存储气体柜（2只气瓶）。
气体柜具有自动切换、自动吹洗的功能，能连续为生产设备供气。
4、电气系统
①供电
供配电系统采用计算机监控系统，该系统对10KV、0.4KV系统内的断路器的保护和运行状态，变压器的保护和运行状态，各用电回路的运行状态、电量参数、环境参数等进行控制监测，并具有实时状态显示、遥测、遥控、报警、统计、打印功能。
②接地
a.共用接地装置
主要建筑采用基础接地，利用建筑物基础桩、承台钢筋和结构钢筋焊接成等电位网。
在变电站、电气间、通信间、危险环境区域的柱上预留接地板。
设备保护接地、工作接地、防静电接地均与建筑共用接地装置相连。
b.保护接地
低压配电系统为三相四线制，系统接地型式为TN－S，接地保护专用PE线仅在终端变电站变压器次级中性点处与N线相联并接地。
除此之外，整个系统的PE线与N线分开。
电源进线处设总等电位接地端子箱。
所有电气装置的外露可导电部分和装置外可导电部分（如配电、用电设备金属外壳，配电线路的金属保护管、金属电缆桥架、安装金属配件等）、进入建筑物的各种金属管道、建筑物内部的各种金属构架、支架及管道等均与接地端子箱可靠连接。
c.防静电接地
防静电接地用于有防静电要求的工艺设备、动力传输管道等的接地。
防静电接地是利用建筑物共用接地装置进行接地。
d.照明
各建筑内照明配电除一般照明外，还设置应急照明及疏散照明，各工作间根据生产和使用要求采用不同的照度标准见下表：
表2-4照度标准表
生产区
400-500lux
办公区
400-500lux
动力区
200-300lux
休息区
300-400lux
e.自动控制系统
空调机房内设置现场控制器，用于调节净化区的温湿度。
空调系统的调节方式根据设置在标准房间内的温湿度传感器送至现场控制器的温湿度信号，分别调节各系统的冷水阀、热水阀及
升级会员 