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欧洲杯直播《ESG Weekly》:光伏行业如何更好引领环境保护?
长空浩瀚。随着风力吹拂,线条流畅、光滑闪亮的白色“大风车”长臂徐徐转动,
此外,只要有太阳光照射,覆盖屋顶或地面的光伏设施也能随时工作,将取之不尽、用之不竭的太阳能,源源不断转化为电能,输入千家万户。
能源是经济社会发展的基础和动力源泉,发展新能源则是实现未来可持续发展的必然趋势。构建清洁低碳的现代能源体系,已是我国促进经济高质量发展、增进民生福祉的必经之路。
数据显示:2023年,我国可再生能源发电装机达14.5亿千瓦,在全国发电总装机中的比重超过50%,历史性超过火电装机;在全球可再生能源发电总装机中的比重,也接近40%;我国风电机组等关键零部件的产量,占到全球的70%以上;光伏电池片和组件产量,占全球比重均超过80%。
在应对全球气候变化与可持续发展目标的双重挑战中,能源革命与节能减排双管齐下,已成为全球共识。而光伏发电作为清洁可再生能源的典型代表,凭借其资源丰富、环境友好的特质,已成为这场能源转型的中坚力量。
作为光伏发展的核心载体,光伏产业自身如何顺应这一波全球绿色转型的浪潮,亦考验着政府、行业、学界的决心和智慧。
“中国光伏产业已形成从高层硅材料、硅片、片组件、光伏制造设备到系统集成和应用,最完善的产业链条,已基本能满足全球供应链的需要。”中国光伏行业协会理事长曹仁贤此前在接受媒体采访时认为,“中国已经具备完整的科研能力、供应链能力、工业化能力以及产品化能力”。
相比于传统的火力发电和核能发电,光伏发电不需要消耗宝贵的化石资料和水资源,这对煤炭、水资源短缺的地方,无疑极具吸引力。此外,相较于水力发电,光伏发电还可避免水库建设、河流改道等环境破坏问题。
不过,对光伏发电可能产生的潜在环境影响,社会亦有疑问。总的来看,对光伏产业有可能造成的环境影响,主要存在于这些环节:
发电系统的核心部分是光伏组件,其生产过程中涉及到多种原材料的提取、加工和制造。这一过程不仅能源消耗较高,还可能产生有害物质。
以光伏行业里占据绝对主流的晶硅/组件的生产过程举例,可以看看其环境影响的风险可能会出自哪里。
首先,产业链的最上游是硅料提纯。目前基本都采用“西门子法”,该方法使用和产出大量化学品/危化品,但其工艺成熟,污染相对不高。主要风险是在工厂停产后。因设备废弃之后缺少维护,大量酸性化学品集聚在管道和容器内,日久天长,容易发生泄漏,此前业内亦出现过相关事故。
产业链的中游是电池生产。电池生产环节使用的化学品较多,主要是酸碱类,会产生危化品。
废气方面,主要是氮氧化合物,会有一定的臭味/刺激性气味。电池企业如果药剂投放不足,会有超标排放情况出现,周边居民可以闻到臭味/刺激性气味,光伏企业遭到举报,往往是在这个环节。
废水方面,一个情况是“总氮”达标比较困难。总氮是指废水中存在的各种无机和有机氮的总量,而电池行业总氮的主要来源是硝酸根,一般硝酸盐会溶于水,要通过沉淀的方法处理硝酸根,难度较大。
综上,光伏产品生产过程需要用到氯气和多种酸碱,中间产物包含四氯化硅、氯化氢(盐酸)、氮氧化物、硝酸盐等,如果生产工艺不达标、未经处理直接排放,确实会污染环境,并可能造成土地、水质和空气污染。
光伏电站的建设需要占用一定土地。在土地资源紧张的地区,如何合理规划光伏电站的布局,确保土地资源的有效利用,需要认真考虑。此外,光伏电站建设期间,可能会产生粉尘污染、噪声污染、固体废物、永久性占地和水土流失等。
随着光伏技术的广泛应用,废旧光伏组件的回收处理问题也日益凸显。光伏组件中含有部分有价值材料,如硅、铝等,同时也存在有害物质。如何有效回收和处理废旧光伏组件,避免对环境造成二次污染,是一个亟待解决的问题。
如上综合来看,相对于传统化石能源发电、水力发电等来说,光伏发电污染和危害较小,但也存在以下几方面问题:
制造过程中的污染:光伏电池的制造需要大量能源和化学品,如硅、银、铝等,这些材料的生产和提取,会产生一定的污染和废弃物;
废弃物处理:光伏电池的寿命一般为20-30年,到期后需要进行处理,这些废弃物中含有有害物质,如铅、镉等重金属,处理不好,会对环境和人类健康造成影响;
土地使用和生态影响:大规模光伏发电需要占用大量土地,可能会对野生动物栖息地和相关生态系统,造成影响;
能源消耗:光伏电池制造业本身也需要消耗大量能源,如果使用的能源仍然是化石燃料,其实际的减排效果,也会大打折扣。
总的来说,虽然光伏发电相对传统发电方式较为环保,但其仍存在一定的污染和危害,需要进行科学治理。
中国现在已是光伏产业大国,在全球亦承担着探索产业发展和与环境和谐共存的重任。为了解中国光伏企业在自身产品研发与环境保护方面的状况,《科创板日报》研究员从相关上市公司中,找出天合光能和晶科能源,进行案例研究。
其中,创立于1997年,目前是全球领先的光伏行业整体解决方案提供商,2006年在纽交所上市,2020年登陆上海科创板,是首家在科创板上市的涵盖光伏产品、光伏系统以及智慧能源的光伏企业。其光伏科学与技术国家重点实验室,首批获得科技部认定,连续20次打破光伏电池效率和组件输出功率的世界纪录。
则成立于2006年,2010年在美国纽交所上市,2021年登陆上海科创板。 官网称公司2016年成为全球最大的光伏组件制造商,连续4年位居全球出货量第一。 在全球拥有超过25000名员工及9个生产基地,服务超过160个国家的客户。
总的来看,这两家行业领先的上市公司都在通过技术创新与管理提效,打造自己的行业竞争力。
其中,在绿色产品与技术环节,致力于建造绿色工厂,所有在中国及海外的工厂,均按照国际标准要求建立并实施环境管理体系,其中义乌基地按照零碳工厂实施计划建设,累计实现节约能耗超过 3500 万度,折合减少二氧化碳排放约 2.88 万吨。也在各制造基地建立了能源管理体系ISO50001,实施节能项目,提高能源利用效率,在报告期内全球各制造基地完成多个节能降耗项目。
2.在能源管理环节,两家公司都提倡使用可再生能源电力。天合光能在报告期内,常州基地等均利用厂区屋顶铺设太阳能组件板,为厂区提供清洁能源电力;晶科能源同样在各个制造基地安装屋顶分布式光伏发电站,减少对传统电力的需求,报告期内公司新增屋顶光伏系统 110MW,共发电 5620 万度,相当于减少二氧化碳排放量 4.52 万吨。
2022 年,天合光能获国家级资质认证,入选“工业产品绿色设计示范企业”。2021 年获得光伏行业全球首张美国安全检定实验室公司(UL)及意大利环保产品声明 (EPD) 互认标志。报告期内,天合光能的至尊系列组件在制造环节,单位(每瓦)碳排放全行业最低,碳排放强度相比国内平均水平下降超过 30%。
在国内开发并持有的发电站发电量,超过70亿度,累计清洁能源发电量,相当于减少二氧化碳排放约500万吨。
则获得了多项产品的碳足迹认证,如法国Certisolis实验室碳足迹认证、TV莱茵的ISO 14067: 2018碳足迹认证等。截至 2022 年末,公司累计22次打破电池效率和组件功率的世界纪录,尤其是在N型TOPCon领域的领先积累,过去2年已连续7次打破世界纪录。
公司还持续推动组件回收相关技术创新,搭建了组件12MW回收示范试验产线,这一隶属于“十三五”氢能与可再生能源国家重大研究专项“晶硅光伏组件回收处理成套技术和装备”的项目成果,已顺利通过国家科技部验收。
总体来说,光伏发电在带来清洁能源的同时,也存在潜在的环境影响。而通过技术进步、政策引导和合理规划,应该可以有效降低光伏发电的环境负担,实现可持续发展。
我们相信,随着政策的持续推动与行业的创新驱动,一个基于可再生清洁能源的未来美好图景,正在变成现实。而光伏产业亦将在中国的能源转型中,作出越来越重要的贡献。