太阳能发电真的环保吗?

严 浩

2012年的暑假，我参加了浙江大学光学夏令营。在这次活动中我学习到了许多光学知识，并对太阳能产生了浓厚的兴趣。我一直在想，太阳能被誉为清洁、可持续能源，但人们长期以来所关注的只是它的使用过程是否环保，而忽略了在太阳能的生产和维护环节会不会产生污染。可太阳能发电真的环保吗？真的不会产生一点污染吗？为了全面判断太阳能是否为绿色环保产品，我萌生了对太阳能光伏产品的全生命周期进行一次深入调查的想法。

为了了解太阳能供电装置的具体组成部件，我首先拆解了太阳能电池组。我发现电池板组件主要由多晶硅经过切割、刻蚀、制绒多重工艺而制成。经过一段时间的研究和网上学习，我了解到硅作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中，主要以熔点很高的氧化物和硅酸盐的形式存在，在自然界中几乎没有游离态的硅。而多晶硅通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得的。为了调查生产过程中的环保隐患，我在2013年年初参观了位于浙江省海宁市的一家科技有限公司。根据技术人员提供的信息，我了解了多晶硅的简明工艺生产流程。

生产多晶硅是一个提纯过程。金属硅转化成三氯氢硅，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，其余大都变为废气，同时形成副产品——四氯化硅。如果回收工艺不成熟，四氯化硅、氯气等有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。四氯化硅遇到潮湿空气就会分解成硅酸和剧毒气体氯化氢，对人的眼睛、皮肤、呼吸道有强刺激性。氯气的外溢则可使人出现咳嗽、头晕、胸闷等病状，并导致农作物大面积减产和绝收。经过多方了解，我发现目前还没有一家中国企业在这个提纯过程中能够达到“零排放”标准。

随后我又走访了某能源科技公司。这家公司为多晶硅片进行后期加工，使之满足太阳充能充电的需要。其主要生产流程是将硅片刻蚀，制绒，并印刷电路。在刻蚀、制绒过程中，工厂会大量使用强酸强碱溶液，如处理不当则会对环境造成很大的危害。

通过对两家公司的走访，我们可以了解到整个太阳能电池片的生产流程对废气、废物的处理要求都很高。无论是生产多晶硅片抑或是后期加工，都存在着极大的环保隐患以及难以预计的能源消耗。

此外，我还想到了针对太阳能电板使用后的维护保养问题。毕竟，为了维持太阳能电板正常的发电效率，定期清洁十分必要，清洁电池板的过程势必会消耗大量水资源。那么，具体的消耗量到底是多少呢？为此，我进行了一个清洁小实验，并得出一个惊人结论！年发电量为100万瓦的太阳电板，其一年的清洁维护需消耗65万升的水，这相当于一个成年人15年的用水量！太阳能发电装置报废后的处理过程也会影响生态环境，例如镉、汞等一些重金属都有泄漏的可能。

太阳能发电装置在发电（使用）过程是绿色环保的，而太阳能发电装置制造过程是高能耗高污染的，太阳能发电装置维护和报废后的处理也存在耗能和环境污染的问题。环境的承受能力是有限的，地球的生命是脆弱的。虽然从太阳能发电装置的全生命周期分析，仍有许多造成环境污染的可能，但只要我们加强研究太阳能发电装置在制造、维护以及报废后回收处理阶段的能耗和污染问题，并能够妥善解决，那么在不久的未来，我们就能在保护环境的前提下，更好地让太阳能这一清洁能源为我们服务！