光伏產業發展的環境保護問題探討

戴建生

（射陽縣生態環境綜合行政執法局，江蘇 鹽城 224300）

解決氣候問題、發展綠色經濟，光伏產業的太陽能發電將發揮關鍵作用。但是，我國還需要應對光伏產業的環境污染治理問題。相關政府部門文件將光伏產業確定為“光伏電池是信息技術產業和光伏產業的基礎原材料，屬于高耗能、高污染的產品。”在光伏產業環境污染問題突出的階段，關鍵取決于光伏電池生產中的副產品四氯化硅能否得到適當的回收利用。因此，如何應對工業化制造引發的諸多四氯化硅問題，是政府部門和企業必須考慮的難題。

1 光伏發電產業鏈環境污染關鍵環節

現階段，太陽能光伏產業上下游多晶硅電池提純是生產多晶硅的關鍵一步。先將金屬硅轉化為三氯氫硅，然后加入氫進行還原，約四分之一的三氯氫硅向多晶硅轉化。整個過程中會產生大量的廢氣，同時會產生四氯化硅、TCS、DCS等副產品。該副產物中，四氯化硅屬于危險化學物質，其理化性質為潮解性、無色或淡黃色煙霧液體，屬酸堿性腐蝕品，對呼吸道、眼睛的刺激作用明顯，身體接觸會導致皮膚組織收縮[1]；另一種含有DCS的TCS副產品，其中DCS的理化特性接近四氯化硅，毒副作用稍弱，但一旦與水或空氣中的水接觸會迅速水解與氯化氫或硫酸反應，遇熱源和明火易著火爆炸。如果生產過程中的回收利用過程不成熟，這種有效氯有害物質極有可能溢出，存在嚴重的環境污染安全隱患。近年來，我國光伏電池年產能已超過2萬噸，四氯化硅超過10萬噸。我國光伏電池凈化過程中的氟化物基本被中下游廠商消化吸收。如此之多的含氟化學物質，已經遠遠超出了中國解決問題的能力。許多含氟有害物質沒有得到妥善處置必然存在環境污染和安全隱患。此外，當前回收再利用的技術并不完善，即使技術上可以回收利用，中國的銷售市場也無法消化吸收快速增長的四氯化硅，更何況目前的技術還不完全。污水、有機廢氣、光伏電池產生的廢棄物等不能得到合理解決和利用，對空氣、水、土地資源等造成嚴重的污染。

其次，在光伏電站混凝土基礎工程的整個建設過程中，對綠色生態及空氣的主要污染是植物群落的破壞和水土流失。對于綠色生態敏感地區，其不利影響將是致命的。土方回填工程全過程產生的施工現場揚塵是環境空氣的主要污染物。穿孔灌注樁基礎在整個施工過程中，通常會隨意堆積大量廢砂漿和污水，干燥后會產生煙塵、環境空氣污染。再次，現階段我國采用離網太陽能發電系統軟件，由太陽能電池板矩陣、控制板、直流/通信交流逆變電源、電池組、電源電路維護和大功率軟件組成。其中的鉛酸蓄電池中含有鉛、銻、鎘、鹽酸等多種有毒物質，會污染地表水、土層、草原等。最后，環境污染問題更加嚴重時會對人眼的黃斑部和視網膜造成不同程度的損傷，導致眼睛視力突然下降，甚至導致45%的白內障患病率，并會持續使人頭暈、心煩、失眠，造成其他精神疾病等等。

2 太陽能光伏產業污染控制措施

2.1 在監管強化的基礎上治理光伏產業的污染

我國光伏產業發展勢頭迅猛，經營規模大。截至2020年底，中國光伏用戶總數253 GW，新增用戶48.2 GW，同比增長60%；新增用戶數中集中用戶數達到32.7 GW，分布式系統用戶數達到15.5 GW。截至2019年，我國光伏用戶增量已連續7年位居世界第一；中國光伏用戶總數連續5年位居世界第一；光伏電池產量連續9年位居世界第一；零部件產量連續13年位居世界第一。我國在巴黎氣候峰會上宣布，到2030年，我國企業GDP二氧化碳排放量將比2005年減少65%以上，非化石能源占一次能源消費比重達到25%。按照這個比例進行計算，預測分析到2025年，我國太陽能年發電總量將達到805.2 GW[2]。光伏產業的快速發展，要求國家環保部門按照“清潔、環保”的基本規定，根據高效、安全的原則加大對光伏產業的控制范圍，不斷完善光伏產業投資準入和控制的管理；按照國家相關規定和新頒布的《光伏制造行業規范條件（2021年版）》的規定，嚴格項目審批，對不符合準入標準的新建項目不予審核。環保部門按照回收廢氣中四氯化硅、氯化氫、氫氣的回收利用率不低于98.5%、99%、99%的要求，嚴格執行檢查控制；全力支持太陽能發電、光伏電池節能環保產業技術產品的研發，正確引導和應用光伏電池企業，完成光伏電池、電站、化工廠協同運作的經營模式。應用多種方式，應用科研開發綠色環保的太陽能發電光伏電池，降低產品成本。強化依法治國理念，擴大自然環境檢查范圍。對不實施環境評價審查、治污設備運行異常、污染物超標排放、不符合環境審查審批要求和重大大氣污染安全事故的，依法嚴肅查處。對不符合生態環境要求的，限期整改。嚴格限制資源利用率低和高耗能、經濟效益差、環境污染重的光伏發電建設項目，對新建項目選址、功能區劃和環境污染進行集中管控，從根本上治理大氣污染和生態環境問題；有力支持那些確保四氯化硅和其他有害污染物可以回收、利用或妥善處置的公司，堅決取締不合格企業，確保企業在提純多晶硅電池時合理回收和化解有害物質，使我國盡快成為低能耗、低污染的高純硅材料生產大國。

2.2 打造CEM2.0綠色能源發展體系

CEM2.0的綠色能源發展系統可以合理增加電力和節能。此類新項目成本低、利潤高，通常可為公司帶來良好的發展前景。生態環境保護一直是我國的基本國策，我們要借鑒國外成功經驗，引進吸收國外優秀技術和資產，走創新驅動發展道路，完成經濟發展、社會發展、自然環境和諧可持續的發展理念，使企業長期堅持不懈的發展。新CDM項目的實施，可以幫助簽約方以較低的成本完成其節能減排大氣污染物的服務承諾，同時可以促進我國落實“節能減排”理念的發展，達到以引進優秀新技術、新工藝為基礎的可持續發展的目標。戰略是一項互利共贏的主題活動。光伏產業使用CDM系統對電力進行清理和再利用，補貼生產制造階段的能源消耗，很可能會扭轉我國光伏產業發展之現狀。將CDM發展系統納入光伏產業，不僅可以減少有害物質的排放，還可以減少公司的資產運營問題，從而產生一系列有利于自然環境和社會發展的各種經濟效益[3]。因此，光伏產業環境污染問題的整治，不僅需要管理方法和技術，還需要有機廢氣凈化回收層面的相關管理方法和對策。

2.3 重視技術創新研發平臺的建設

2.3.1 充分保障人力資源

高等學校要制定專業人才培養計劃，重視相關技術專長的拓展和對接，推進技術專業設置。企業要高度重視在職人員的學習和培訓，聘請和引進海外一流高端科技人才和專業人才，我國必須制定培養自主創新人才的規劃。

2.3.2 高度重視產品升級

政府部門要鼓勵企業加強與境外光伏電池生產企業的交流合作，不惜一切代價購買促進產業發展的關鍵技術、專利和生產設備。據介紹，消化吸收、自主創新的方法正在迅速縮小資本主義國家企業之間的差距。

2.3.3 高度重視產品研發及自主創新

我國必須鼓勵企業開發利用產學研聯盟等各種能量，各種高新技術解決方案和新項目向產學研新項目傾斜，對推動光伏電池產業核心技術發展的科技人員制定激勵措施。依托龍頭企業，在光伏產業的多個重點行業，建設不同層次的企業研究中心、工程項目研究所和重點實驗室。在中央層面，設立國家級光伏材料工程設計院和國家級太陽能發電系統應用技術院，打造以企業研發中心為主體的產業鏈和產品研發服務平臺，打造政府部門、高校與企業技術協同聯動的太陽能發電生產及系統應用自主創新管理體系。

3 結論

總體而言，與傳統的不可再生資源發電相比，光伏發電具有不消耗能源的優勢，成為實現“碳中和”目標的重要措施。光伏產業的正確引導和制度的有效布局是關鍵環節，除了解決技術層面和經濟發展層面的困難外，還要高度重視解決當前政策層面的困難。