光伏产业发展的环境保护问题探讨

戴建生

（射阳县生态环境综合行政执法局，江苏 盐城 224300）

解决气候问题、发展绿色经济，光伏产业的太阳能发电将发挥关键作用。但是，我国还需要应对光伏产业的环境污染治理问题。相关政府部门文件将光伏产业确定为“光伏电池是信息技术产业和光伏产业的基础原材料，属于高耗能、高污染的产品。”在光伏产业环境污染问题突出的阶段，关键取决于光伏电池生产中的副产品四氯化硅能否得到适当的回收利用。因此，如何应对工业化制造引发的诸多四氯化硅问题，是政府部门和企业必须考虑的难题。

1 光伏发电产业链环境污染关键环节

现阶段，太阳能光伏产业上下游多晶硅电池提纯是生产多晶硅的关键一步。先将金属硅转化为三氯氢硅，然后加入氢进行还原，约四分之一的三氯氢硅向多晶硅转化。整个过程中会产生大量的废气，同时会产生四氯化硅、TCS、DCS等副产品。该副产物中，四氯化硅属于危险化学物质，其理化性质为潮解性、无色或淡黄色烟雾液体，属酸碱性腐蚀品，对呼吸道、眼睛的刺激作用明显，身体接触会导致皮肤组织收缩[1]；另一种含有DCS的TCS副产品，其中DCS的理化特性接近四氯化硅，毒副作用稍弱，但一旦与水或空气中的水接触会迅速水解与氯化氢或硫酸反应，遇热源和明火易着火爆炸。如果生产过程中的回收利用过程不成熟，这种有效氯有害物质极有可能溢出，存在严重的环境污染安全隐患。近年来，我国光伏电池年产能已超过2万吨，四氯化硅超过10万吨。我国光伏电池净化过程中的氟化物基本被中下游厂商消化吸收。如此之多的含氟化学物质，已经远远超出了中国解决问题的能力。许多含氟有害物质没有得到妥善处置必然存在环境污染和安全隐患。此外，当前回收再利用的技术并不完善，即使技术上可以回收利用，中国的销售市场也无法消化吸收快速增长的四氯化硅，更何况目前的技术还不完全。污水、有机废气、光伏电池产生的废弃物等不能得到合理解决和利用，对空气、水、土地资源等造成严重的污染。

其次，在光伏电站混凝土基础工程的整个建设过程中，对绿色生态及空气的主要污染是植物群落的破坏和水土流失。对于绿色生态敏感地区，其不利影响将是致命的。土方回填工程全过程产生的施工现场扬尘是环境空气的主要污染物。穿孔灌注桩基础在整个施工过程中，通常会随意堆积大量废砂浆和污水，干燥后会产生烟尘、环境空气污染。再次，现阶段我国采用离网太阳能发电系统软件，由太阳能电池板矩阵、控制板、直流/通信交流逆变电源、电池组、电源电路维护和大功率软件组成。其中的铅酸蓄电池中含有铅、锑、镉、盐酸等多种有毒物质，会污染地表水、土层、草原等。最后，环境污染问题更加严重时会对人眼的黄斑部和视网膜造成不同程度的损伤，导致眼睛视力突然下降，甚至导致45%的白内障患病率，并会持续使人头晕、心烦、失眠，造成其他精神疾病等等。

2 太阳能光伏产业污染控制措施

2.1 在监管强化的基础上治理光伏产业的污染

我国光伏产业发展势头迅猛，经营规模大。截至2020年底，中国光伏用户总数253 GW，新增用户48.2 GW，同比增长60%；新增用户数中集中用户数达到32.7 GW，分布式系统用户数达到15.5 GW。截至2019年，我国光伏用户增量已连续7年位居世界第一；中国光伏用户总数连续5年位居世界第一；光伏电池产量连续9年位居世界第一；零部件产量连续13年位居世界第一。我国在巴黎气候峰会上宣布，到2030年，我国企业GDP二氧化碳排放量将比2005年减少65%以上，非化石能源占一次能源消费比重达到25%。按照这个比例进行计算，预测分析到2025年，我国太阳能年发电总量将达到805.2 GW[2]。光伏产业的快速发展，要求国家环保部门按照“清洁、环保”的基本规定，根据高效、安全的原则加大对光伏产业的控制范围，不断完善光伏产业投资准入和控制的管理；按照国家相关规定和新颁布的《光伏制造行业规范条件（2021年版）》的规定，严格项目审批，对不符合准入标准的新建项目不予审核。环保部门按照回收废气中四氯化硅、氯化氢、氢气的回收利用率不低于98.5%、99%、99%的要求，严格执行检查控制；全力支持太阳能发电、光伏电池节能环保产业技术产品的研发，正确引导和应用光伏电池企业，完成光伏电池、电站、化工厂协同运作的经营模式。应用多种方式，应用科研开发绿色环保的太阳能发电光伏电池，降低产品成本。强化依法治国理念，扩大自然环境检查范围。对不实施环境评价审查、治污设备运行异常、污染物超标排放、不符合环境审查审批要求和重大大气污染安全事故的，依法严肃查处。对不符合生态环境要求的，限期整改。严格限制资源利用率低和高耗能、经济效益差、环境污染重的光伏发电建设项目，对新建项目选址、功能区划和环境污染进行集中管控，从根本上治理大气污染和生态环境问题；有力支持那些确保四氯化硅和其他有害污染物可以回收、利用或妥善处置的公司，坚决取缔不合格企业，确保企业在提纯多晶硅电池时合理回收和化解有害物质，使我国尽快成为低能耗、低污染的高纯硅材料生产大国。

2.2 打造CEM2.0绿色能源发展体系

CEM2.0的绿色能源发展系统可以合理增加电力和节能。此类新项目成本低、利润高，通常可为公司带来良好的发展前景。生态环境保护一直是我国的基本国策，我们要借鉴国外成功经验，引进吸收国外优秀技术和资产，走创新驱动发展道路，完成经济发展、社会发展、自然环境和谐可持续的发展理念，使企业长期坚持不懈的发展。新CDM项目的实施，可以帮助签约方以较低的成本完成其节能减排大气污染物的服务承诺，同时可以促进我国落实“节能减排”理念的发展，达到以引进优秀新技术、新工艺为基础的可持续发展的目标。战略是一项互利共赢的主题活动。光伏产业使用CDM系统对电力进行清理和再利用，补贴生产制造阶段的能源消耗，很可能会扭转我国光伏产业发展之现状。将CDM发展系统纳入光伏产业，不仅可以减少有害物质的排放，还可以减少公司的资产运营问题，从而产生一系列有利于自然环境和社会发展的各种经济效益[3]。因此，光伏产业环境污染问题的整治，不仅需要管理方法和技术，还需要有机废气净化回收层面的相关管理方法和对策。

2.3 重视技术创新研发平台的建设

2.3.1 充分保障人力资源

高等学校要制定专业人才培养计划，重视相关技术专长的拓展和对接，推进技术专业设置。企业要高度重视在职人员的学习和培训，聘请和引进海外一流高端科技人才和专业人才，我国必须制定培养自主创新人才的规划。

2.3.2 高度重视产品升级

政府部门要鼓励企业加强与境外光伏电池生产企业的交流合作，不惜一切代价购买促进产业发展的关键技术、专利和生产设备。据介绍，消化吸收、自主创新的方法正在迅速缩小资本主义国家企业之间的差距。

2.3.3 高度重视产品研发及自主创新

我国必须鼓励企业开发利用产学研联盟等各种能量，各种高新技术解决方案和新项目向产学研新项目倾斜，对推动光伏电池产业核心技术发展的科技人员制定激励措施。依托龙头企业，在光伏产业的多个重点行业，建设不同层次的企业研究中心、工程项目研究所和重点实验室。在中央层面，设立国家级光伏材料工程设计院和国家级太阳能发电系统应用技术院，打造以企业研发中心为主体的产业链和产品研发服务平台，打造政府部门、高校与企业技术协同联动的太阳能发电生产及系统应用自主创新管理体系。

3 结论

总体而言，与传统的不可再生资源发电相比，光伏发电具有不消耗能源的优势，成为实现“碳中和”目标的重要措施。光伏产业的正确引导和制度的有效布局是关键环节，除了解决技术层面和经济发展层面的困难外，还要高度重视解决当前政策层面的困难。