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绿色太阳能背后的污染问题
2008年09月17日 10:08     发贴人：咖啡王子 | 编辑 | 删除 | 收藏 |
太阳能是人类目前已知的、绿色的、能满足人类能源需求的最佳选择。随着化石能源价格的持续上涨以及传统发电模式的污染加剧，新能源受到越来越多的关注。从可用总量上看，水能、风能、潮汐能都不能满足人类长远需求，而地球每天接收的太阳能相当于全球一年所消耗总能量的200倍，如此巨大的能量足以满足人类需求。
太阳能是绿色能源，但在生产使用过程中也会产生污染。尽管美国《科学》杂志报道，研究人员通过跟踪13个太阳能电池制造厂家和4种不同类型的光电电池制造厂家排放的空气污染物，与石油、煤炭和天然气产生的电能相比，太阳能电池对环境的污染要少89％。但是通过赛迪顾问对国内太阳能产业研究发现，由于技术落后、政策不规范等原因，绿色太阳能产业在国内存在着严重的污染问题。
1、绿色太阳能产业存在严重的污染问题
多晶硅生产过程中的污染问题亟待解决
首先多晶硅生产过程会产生大量有毒物质。虽然目前光伏电池的技术路线多种多样，但多晶硅电池仍是当前光伏电池的主流。生产多晶硅是一个提纯过程，金属硅先转化成三氯氢硅，再用氢气进行一次性还原，这个过程中约有25％的三氯氢硅转化为多晶硅，其余大量进入尾气，同时形成副产品四氯化硅和TCS、DCS。这些副产物当中，四氯化硅为无色或淡黄色发烟液体，易潮解，属于酸性腐蚀品，对眼睛和上呼吸道会产生强烈刺激，皮肤接触后可引起组织坏死，属于危险物质；另一种副产物为含DCS的TCS，其中DCS理化特性与四氯化硅接近，毒性稍弱，但一旦遇水或者空气中的水分会迅速水解成氯化氢或者盐酸，且遇热源和明火有燃烧和爆炸的可能。如果生产过程中的回收工艺不成熟，这些含氯有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。
其次国内生产技术落后，没有实现整个生产流程的闭环运行。由于多晶硅生产过程会产生大量有害物质，如何有效的回收处理这些物质一直是多晶硅企业技术研发的重点。欧美采用先进的改良西门子工艺实现了生产流程的闭环运行，成功地解决了多晶硅生产的能耗和环保问题。然而国内除了中硅等公司在自主研发多晶硅提纯技术外，大部分都是利用欧美的设备配合俄罗斯的技术，这些方法均不能实现整个生产流程的闭环运行，也不能彻底解决高能耗和环保问题。
再次多晶硅产量大幅提高，国内氯化物消化能力不足。近几年多晶硅价格飙升吸引国内项目大量上马，据专家预计，到2010年，我国多晶硅年产能将扩大到2万多吨，四氯化硅的产量将超过10万吨。由于国内多晶硅提纯技术没有实现完全闭环运行，生产过程中的氯化物很大一部分要靠下游厂商来消化。如此大量的含氟物质远远超出国内的消化能力，不可避免的会有很多含氟有害物质没有妥善处理，带来污染隐患。
光伏发电系统废弃物污染需要引起重视
第一、离网型光伏发电系统已经广泛应用在边远地区。《可再生能源发展十一五规划》提出利用离网型光伏发电系统解决西藏、青海、内蒙古、新疆等边远地区无电户的基本生活用电问题，建设光伏发电系统10万千瓦。近几年，世行REDP项目、国家发改委“光明工程”先导项目和“送电到乡”等项目在边远地区建立了大量光伏发电系统，据初步统计，青海省已有近百座较大型光伏发电站，20多万套家庭小型光伏电源系统，同时有光伏销售服务公司19家，西宁市已成为中国的一个太阳能光伏家用电源系统集散中心，每年销售家用光伏电源达10多万套。
第二、光伏发电系统废弃物对环境具有很强的破坏性。离网型光伏发电系统由太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器、直流/交流逆变器、电路保护及用电器组成。光伏发电系统使用的蓄电池大部分都是铅酸蓄电池，该电池内含有大量的铅、锑、镉、硫酸等有毒物质会对土壤、地下水、草原等造成污染。边远地区很重要的一个用电设备就是节能灯，由于灯管多是采用稀土三基色荧光粉和液体汞，破碎后对环境也会造成非常严重的污染。由于这些蓄电池和灯管的寿命都不长，更换的频率比较高，如果不能妥善处理将会污染当地的环境。
第三、用户环保意识不强导致污染严重。一般光伏发电站由于是专业人员负责运营维护，具有很好的环保意识，可以很好的处理发电废弃物，但对于家用型光伏发电系统，情况就没这么理想。青海省的抽样调查结果显示，绝大多数家庭用户在调查前，基本没有考虑过光伏废弃物的污染及如何处理这些废物的问题，只是在调查人员提醒后，才有62％的用户表示应重视这种污染，有74％的用户随处乱扔，6％的用户随生活垃圾堆放，20％的用户出售。同时由于目前国内光伏发电系统多在边远地区，居住高度分散，大规模、常态的收购光伏废弃部件很不方便且交易成本较高，也导致了废弃物随意丢弃严重的现象。
光污染开始受到关注
《可再生能源发展十一五规划》已经启动光伏发电城市应用工程，在太阳能资源较好的大中城市开展光伏屋顶、阳光照明等光伏发电应用，在新建别墅等高档住宅区和城市标志性建筑上安装光伏发电系统，在封闭管理的住宅区、旅游景区以及城市交通照明和景观亮化工程，提倡应用光伏发电照明。在“北京奥运会”、“上海世博会”、“广州亚运会”的主要标志性建筑区和建筑物上成规模地安装光伏系统。到2010年，城市太阳能光伏系统应用达到5万千瓦，太阳能热水器累计安装量达到1.5亿平方米。
城市中的光伏电池表面玻璃和太阳能热水器集热器在阳光下反射强光，形成光污染，给生活在周围人群的生活带来影响。专家研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降，白内障的发病率高达45％。还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。
2、赛迪顾问对解决太阳能产业污染问题的建议
赛迪顾问分析认为，需要制定相应政策，提高公众环保意识，引导企业自主创新，以保证太阳能产业健康有序发展
鼓励企业自主创新，改变太阳能产业技术落后的现状
加大多晶硅提纯技术的研发，实现生产过程的闭环运行，减少有害物质的排放。现阶段可以利用四氯化硅作为原料生产光纤预制棒等产品，既增加四氯化硅的消化能力，又可以提高企业的盈利能力。
加大非晶硅薄膜太阳能电池研发，利用超薄、透明的非晶硅薄膜太阳能电池建成建筑整合太阳光电系统（BIPV），既解决了光污染问题，又可以减少多晶硅的需求。
制定行业标准，引导企业主动解决污染问题
2007年国家环保总局颁布的《环境标志产品技术要求――太阳能集热器》一定程度上解决太阳能集热器光污染问题。该标准分别从热性能、健康安全和光污染三个方面对太阳能热水器产品提出了技术要求以及检验方法，建立起完善的太阳能热水器标准体系、认证体系和检测体系。
对于光伏发电系统的废弃物，应按谁制造谁负责的回收原则制定行业标准。尝试通过制订相应的政策法规来鼓励回收、处置废弃物。同时，也需要加大对废蓄电池等危险废物的管理，加大对随意处置或是买卖废蓄电池的打击力度。
加强教育，提高环保意识
目前企业和用户都存在着环保意识不强，环保知识匮乏的现象，需要政府机构、民间组织和学校组成庞大环保教育网络，向民众做环保知识介绍，向企业推广环保技术，向社会宣传新的环保立法。对光伏废弃物污染的危害性及其防治的重要性、必要性和有关知识进行宣传教育，提高公众和企业的认识以及参与防治污染的自觉性。