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編者按：我國(guó)光伏企業(yè)發(fā)展可謂十分曲折，作為清潔能源的光伏產(chǎn)業(yè)，卻因光伏生產(chǎn)耗能大，污染大，發(fā)出來(lái)的電還比不上耗這一說(shuō)法而備受質(zhì)疑，但是據(jù)了解，這些問題以基本被解決。

中國(guó)光伏企業(yè)經(jīng)歷了坎坷的大起大落的發(fā)展，對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的質(zhì)疑也未間斷，比如說(shuō)“光伏生產(chǎn)耗能大，污染大，發(fā)出來(lái)的電還比不上耗電”。這種說(shuō)法從十余年前起源，流傳甚廣，所以光伏是清潔能源還是高污染高耗能行業(yè)？

我們的結(jié)論是：中國(guó)光伏制造業(yè)發(fā)展之初由于受國(guó)外幾十年的技術(shù)封鎖或許存在過比較高的耗能和污染，但在規(guī)模發(fā)展后這些問題應(yīng)該已經(jīng)得到了基本解決。


光伏制造業(yè)主要包括晶硅提純、硅錠硅片、光伏電池和光伏組件四個(gè)環(huán)節(jié)。晶硅提純從工業(yè)硅粉中提取太陽(yáng)能級(jí)晶硅，然后將硅晶體切割加工、刻蝕清洗、印刷電極制成光伏電池片，再由電池片封裝制成最終的光伏組件。其中，晶硅提純需要在高溫條件下完成，需要消耗大量的電能，約占總耗能的56%-72%，是產(chǎn)業(yè)鏈中最主要的化工生產(chǎn)過程；而“高污染”來(lái)自高純多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

光伏能耗問題：光伏發(fā)電已遠(yuǎn)大于生產(chǎn)耗電

晶硅提純確實(shí)是大規(guī)模、高耗能產(chǎn)業(yè)。然而這不等于光伏產(chǎn)品就是高能耗，需要將單位光伏組件生產(chǎn)中所耗的總能量折算成耗電量，并與組件全壽命發(fā)電量進(jìn)行比較。但隨著產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張規(guī)?；l(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，中國(guó)光伏能耗下降非常迅速，同時(shí)政府非常強(qiáng)調(diào)光伏生產(chǎn)節(jié)能發(fā)展。2006年以來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈平均綜合電耗大幅度下降，2015年工信部發(fā)布的《光伏制造行業(yè)規(guī)范條件》，規(guī)定多晶硅生產(chǎn)過程的電耗須小于120千瓦時(shí)/千克；新建和改擴(kuò)建項(xiàng)目須小于100千瓦時(shí)/千克，這一能耗水平應(yīng)該比較接近目前世界先進(jìn)水平。

以此折算，2015年符合國(guó)家規(guī)定的光伏電耗，生產(chǎn)一瓦光伏組件需要0.6-1.2度電，加上硅料環(huán)節(jié)的耗能，按中國(guó)中東部發(fā)電小時(shí)數(shù)1200-1400計(jì)，一瓦光伏組件年發(fā)電一年多可收回生產(chǎn)所耗電量；西部光照資源豐富地區(qū)如果不出現(xiàn)大規(guī)模棄光，回收期可能更短。因此，按光伏組件25年壽命計(jì)，光伏的發(fā)電無(wú)論如何遠(yuǎn)大于生產(chǎn)耗電。

多晶硅料生產(chǎn)環(huán)節(jié):“高污染、高耗能”成為歷史

目前制備多晶硅的工藝技術(shù)主要有改良西門子法和硅烷法。

改良西門子法：即在西門子法的基礎(chǔ)上增加了尾氣回收和四氯化硅氫化工藝，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的閉路循環(huán)，既可以避免劇毒副產(chǎn)品直接排放污染環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了原料的循環(huán)利用、大大降低了生產(chǎn)成本（針對(duì)單次轉(zhuǎn)化率低）。

硅烷法：利用高純度硅烷在反應(yīng)器中熱分解為高純度硅。硅烷法可以分為兩類，較早出現(xiàn)的是硅烷西門子法（Silane Siemens），即用硅烷（SiH4）而非TCS作為CVD還原爐的原料，通過硅烷的熱分解和氣相沉積來(lái)生產(chǎn)高純度多晶硅棒料，REC旗下的REC Silicon公司采用過此方法生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅；后來(lái)出現(xiàn)了另一類方法——硅烷流化床法（Silane FBR），以STC、H2、冶金硅和HCl為原料在流化床（FBR）高溫（500℃以上，不算很高）高壓（20bar以上）下氫化生成TCS，TCS通過一系列歧化反應(yīng)后制得硅烷氣，將硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床（FBR）反應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)熱分解反應(yīng)，生成粒狀多晶硅。

目前國(guó)際上主流的工藝是改良西門子法，雖然硅烷流化床法在原理上具有很大的成本削減潛力，但目前，硅烷流化床法存在安全隱患大、技術(shù)不成熟、控制難度高、產(chǎn)出的顆粒硅過于致密反而容易擠碎坩堝等缺點(diǎn)，導(dǎo)致其實(shí)際現(xiàn)金成本較改良西門子法不具有優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，硅烷流化床法的成本優(yōu)勢(shì)無(wú)法得以體現(xiàn)，這也是其在業(yè)界市場(chǎng)份額很低的重要原因。目前在國(guó)內(nèi)，改良西門子法生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟，現(xiàn)在采用此方法生產(chǎn)的多晶硅約占據(jù)我國(guó)總產(chǎn)量的97.5%，未來(lái)仍將是主流生產(chǎn)工藝。

多晶硅原料的起點(diǎn)便是石英砂，從礦山中挖取石英砂，是對(duì)健康危害最深的職業(yè)之一，會(huì)讓礦工染上矽肺病。下一階段則是將冶金級(jí)的矽精煉，除去內(nèi)部的雜質(zhì)，讓矽的純度更高。精煉過程包括將氫氯酸加入冶金級(jí)的矽，進(jìn)行氯化反應(yīng)生成三氯氫矽，之后加入氫氣進(jìn)行一次性還原產(chǎn)生高純度的多晶硅，在整個(gè)過程中最多有25%的三氯氫矽會(huì)轉(zhuǎn)化為多晶硅，同時(shí)伴隨非常毒的附產(chǎn)品四氯化矽（STC）產(chǎn)生，估計(jì)每生產(chǎn)一噸的多晶硅，會(huì)有3-4噸的四氯化矽。

如果STC直接排放，這種具強(qiáng)腐蝕性的有毒液體遇到潮濕空氣，馬上分解成矽酸和劇毒氣體氯化氫，會(huì)刺激人體眼睛、皮膚與呼吸道刺激，遇上星火則會(huì)爆炸，用于傾倒或掩埋四氯化矽的土地將變成不毛之地，樹木和草都無(wú)法生長(zhǎng)。

但是目前我國(guó)多晶硅生產(chǎn)企業(yè)采用改良西門子法已可做到閉路循環(huán)生產(chǎn)，將副產(chǎn)物四氯化硅和尾氣（氫氣和氯氣）回收利用，實(shí)現(xiàn)清潔高效。

“高污染”問題實(shí)際上停留在06年多晶硅的暴利時(shí)期：

（1）那時(shí)候硅料價(jià)格高，STC肆意排放不影響企業(yè)利潤(rùn)，可是現(xiàn)在廠商要想盈利，要想控制成本，都會(huì)對(duì)STC回收再利用。

（2）隨著環(huán)保監(jiān)管加強(qiáng)，技術(shù)的提升，生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)可以滿足環(huán)保要求。2010年工信部、發(fā)改委、環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《多晶硅行業(yè)準(zhǔn)入條件》，規(guī)定還原尾氣中四氯化硅、氯化氫、氫氣回收利用率不低于98.5%、99%、99%；同時(shí)，對(duì)晶硅生產(chǎn)的選址、能耗、環(huán)保、規(guī)模做出了明確規(guī)定和限制。中國(guó)晶硅生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了改良西門子法的閉路循環(huán)生產(chǎn)，做到“可控可還”，從合成到蒸餾，從還原到尾氣分離，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

其他污染

（1）施工及光伏發(fā)電的廢棄物

在光伏發(fā)電站混凝土基礎(chǔ)施工過程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染主要是破壞植被并造成水土流失。對(duì)于需大挖大填混凝土構(gòu)筑物的基礎(chǔ)形式，例如獨(dú)立基礎(chǔ)或是條形基礎(chǔ)，土方開挖填筑勢(shì)必造成嚴(yán)重的植被破壞及水土流失，對(duì)于生態(tài)脆弱地區(qū)，其后果將是致命的。土方施工過程中引起的揚(yáng)塵是大氣環(huán)境的主要污染源，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工過程中，產(chǎn)生的大量廢泥漿和廢水往往隨意堆放，干燥后形成粉塵，也會(huì)造成大氣環(huán)境的污染。再者，目前，我國(guó)采用離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)，這其中也有一定不綠色的因素，鉛酸蓄電池是當(dāng)前光伏發(fā)電系統(tǒng)蓄電池的主力軍，該電池內(nèi)含有大量有毒物質(zhì)，會(huì)污染地下水。

（2）光污染

光污染會(huì)對(duì)人的眼睛造成不同程度的損害，帶來(lái)視力急降，還會(huì)使人頭昏心煩等神經(jīng)衰弱。目前光伏發(fā)電在全國(guó)各地廣泛應(yīng)用，一些光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝在別墅等高檔住宅區(qū)和城市標(biāo)志性建筑上，光伏發(fā)電照明已經(jīng)運(yùn)用在住宅區(qū)內(nèi)。但光伏電池表面玻璃和太陽(yáng)能熱水器集熱器在陽(yáng)光下反射強(qiáng)光，形成光污染，給生活在周圍人群的生活帶來(lái)上述影響。除此以外，人們的環(huán)保意識(shí)還有待加強(qiáng)，目前人們對(duì)光伏發(fā)電廢棄物的理缺乏主動(dòng)性。尤其是家庭建光伏電站，廢棄物隨意丟棄嚴(yán)重。嚴(yán)重污染了當(dāng)?shù)卮迩f、農(nóng)田、河流和空氣。

總而言之,光伏產(chǎn)業(yè)在近年以及未來(lái)對(duì)于我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都起著十分重要的作用,現(xiàn)如今正是光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期,其發(fā)展不僅需要我國(guó)政府做好相關(guān)管理和政策的安排,光伏企業(yè)本身也應(yīng)加強(qiáng)自身技術(shù)水平的提高,配合政府解決光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)問題和資金問題,使光伏產(chǎn)業(yè)完全符合國(guó)家能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展政策,為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)新的商機(jī)。

原標(biāo)題：被騙了？光伏制造：“清潔能源” or “高污染、高耗能”？