高 松

（宿遷市泗洪環(huán)境監(jiān)測站，江蘇 宿遷 223900）

光伏產(chǎn)業(yè)是指將光能轉(zhuǎn)化為電能，替代傳統(tǒng)火電等高耗能發(fā)電方式的產(chǎn)業(yè)，在國家的倡導下，我國光伏產(chǎn)業(yè)世界領(lǐng)先。光伏產(chǎn)業(yè)以光能發(fā)電為原理，旨在保護能源安全，杜絕傳統(tǒng)發(fā)電方式的環(huán)境污染，但光伏元件制造、使用、淘汰的環(huán)節(jié)都可能造成一定污染，如果不能杜絕這些污染，光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就不具有可持續(xù)性。因此，有必要深入探討和解決光伏產(chǎn)業(yè)各個階段的污染問題。

1 光伏產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)污染

光伏產(chǎn)業(yè)分為多個環(huán)節(jié)，硅材料生產(chǎn)分為多晶和單晶兩種模式。首先生產(chǎn)出多晶硅棒和單晶硅棒，然后產(chǎn)出多晶硅片和單晶硅片，再利用多晶硅太陽能電池和單晶硅太陽能電池，分別組裝太陽能電池組件，最終得到太陽能發(fā)電集成系統(tǒng)。在整條產(chǎn)業(yè)鏈中，多晶硅材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的污染最嚴重，其次是光伏工程施工、電路系統(tǒng)污染、廢棄組件污染。

1.1 多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)

光伏產(chǎn)業(yè)的上游主要是多晶硅生產(chǎn)。目前有很多生產(chǎn)光伏電池的方案，但最可行的方案依然是采用多晶硅電池。硅元素需要提純，其步驟是先生成SiHCl，再利用氫氣進行還原，其間只有大概1/4 的SiHCl能夠成功地生成多晶硅，而其他產(chǎn)物有SiCl、三氯氫硅（TCS）、二氯二氫硅（DCS）等，TCS 和DCS 屬于低沸產(chǎn)物。其中，SiCl具有較強的腐蝕性，容易吸附在人體的各類黏膜組織上，造成極大的危害。低產(chǎn)物毒性相比SiCl稍弱，但能夠迅速溶于水生成酸性物質(zhì)，對土壤、水體等造成危害。近年來，隨著我國環(huán)保政策的進一步趨嚴，很多光伏制造企業(yè)對多晶硅制造環(huán)節(jié)的污染進行控制，優(yōu)化工藝流程，但依然存在一定隱患。無論是多晶硅生產(chǎn)企業(yè)還是下游廠家，都很難做到處理和再利用萬無一失，都存在SiCl等污染物泄漏的可能。雖然多晶硅生產(chǎn)企業(yè)基于環(huán)保政策，會不惜加大成本來對SiCl進行回收再利用，但一些瀕臨倒閉或者已經(jīng)破產(chǎn)的企業(yè)，其遺棄的污染物則存在極大的泄露風險，難以合理處置。近年來，隨著競爭的加劇，國內(nèi)曾經(jīng)如雨后春筍般涌現(xiàn)的光伏企業(yè)被淘汰了一部分，這些淘汰企業(yè)所遺留的污染物很可能被非法地排出、掩埋，造成極大的危害。

1.2 光伏工程施工環(huán)節(jié)

利用光伏技術(shù)發(fā)電也需要建設(shè)相應的工程，這會破壞植被和生態(tài)。其間需要開挖土地，利用混凝土結(jié)構(gòu)承載相應的構(gòu)件，施工中會出現(xiàn)揚塵，造成周邊空氣污染。鉆孔澆筑過程中會排出廢水、廢漿，同時會造成噪聲污染。

1.3 電路系統(tǒng)污染

現(xiàn)階段，國內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)多屬于離網(wǎng)型，其主要涵蓋太陽能電池方陣、控制器、直流/交流逆變器、蓄電池組、電路保護器及用電器，其核心部件鉛酸蓄電池內(nèi)部的主要物質(zhì)是鉛、銻、鎘、硫酸等，毒性較大，一旦出現(xiàn)泄漏，就會對水體、土壤造成嚴重危害，難以消解。節(jié)能燈使用稀土三基色熒光粉和液體汞燈管，如果意外破裂，會對周邊環(huán)境造成難以恢復的污染。無論是蓄電池還是節(jié)能燈，在應用中都需要經(jīng)常更換，卻不能很好地回收，由此造成的污染難以估量。

1.4 廢棄組件污染

光伏產(chǎn)品很多以民用的形式運營，但使用者缺乏相應的環(huán)保意識，光伏廢棄物包括大量組件，大多數(shù)使用者認為其應當放置在垃圾桶，并沒有意識到該類廢棄物的污染性。事實上，光伏廢棄物的污染十分嚴重，會對土壤、水體、大氣等造成不可逆的影響。此外，很多光伏設(shè)施在城市中使用，被安裝在低層建筑中，如別墅、市政建筑等，這就會對工作和生活在附近的群體造成光污染。這種光污染會損害人體的視網(wǎng)膜、虹膜等，提高白內(nèi)障的發(fā)病率，同時造成人們精神方面的障礙，如失眠、神經(jīng)衰弱等。

2 光伏行業(yè)發(fā)展的環(huán)保對策

光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是利用太陽能替代傳統(tǒng)石化能源，與自然和平共處，造福子孫后代。光伏產(chǎn)業(yè)多個環(huán)節(jié)存在污染，當前應當從產(chǎn)業(yè)鏈的角度探索光伏污染的應對策略。

2.1 推動多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)的零排放

多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)排放污染物的原因包括技術(shù)原因和人為原因。首先，要在技術(shù)上實現(xiàn)污染物的處理和回收利用。目前，一些頭部企業(yè)已經(jīng)構(gòu)建多晶硅生產(chǎn)的閉環(huán)，實現(xiàn)SiCl的回收利用，但成本較高，因此很多中小企業(yè)并不能配置該類設(shè)施。在環(huán)保政策的高壓下，很多中小企業(yè)被行業(yè)淘汰。對于淘汰的企業(yè)，其廢棄的工廠應當在清算中由第三方環(huán)保企業(yè)或其他擁有回收利用設(shè)施的企業(yè)接手，進行整改，以避免污染物外泄。其次，應當進一步細化和嚴化環(huán)保政策，在多晶硅加工各個環(huán)節(jié)（從原料的輸入到產(chǎn)品的輸出、廢水廢氣的排出等）進行實時檢測。在實踐中，可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將污染物檢測設(shè)備安裝在工廠的所有關(guān)鍵位置，動態(tài)地收集數(shù)據(jù)，同時利用工廠周邊的監(jiān)控設(shè)施收集信息，不定期地查看，避免污染物非法運出。通過全方位的監(jiān)管，督促多晶硅生產(chǎn)企業(yè)做到零排放。

2.2 倡導新技術(shù)，改變傳統(tǒng)施工方式

基于傳統(tǒng)的施工方式，光伏工程施工很難避免對周邊環(huán)境的干擾。結(jié)合光伏工程標準容易統(tǒng)一的特點，建議采用材料更加環(huán)保、更為智能化的3D 打印技術(shù)，使得光伏工程能夠在很短的時間內(nèi)完成，減少澆筑等環(huán)節(jié)，規(guī)避噪聲、揚塵等污染。光伏工程布局能夠統(tǒng)一，利用3D 打印技術(shù)進行施工更加便捷，能夠采用一個統(tǒng)一的“打印機”開展工作，因此也降低了綜合成本。

2.3 實現(xiàn)電路系統(tǒng)的升級

在電路系統(tǒng)中，具有較大污染的是蓄電池，建議通過電池技術(shù)的升級，減少其污染性。應當對電池供應商提出更高的要求，使其優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)。目前，在高容量蓄電池中，比亞迪所提出的刀片電池模式對傳統(tǒng)的碳酸鐵鋰電池進行優(yōu)化。有必要采用該模式進行光伏電池升級，同時持續(xù)探索新的方向，以更有效地規(guī)避其對環(huán)境的污染。當前，要探索新型照明材料，現(xiàn)有的節(jié)能燈可多加一層透光保護罩，以避免其在破裂后污染環(huán)境。

2.4 建立封閉的光伏廢棄組件回收機制

對于光伏工程壽命結(jié)束的組件，應當采用生產(chǎn)者擴展責任（EPR）履行模式，使得廠家負責組件的回收和處理。為防止使用的個人或小型企業(yè)負責人自行丟棄，應當對組件的使用人進行實名登記，并定期對組件流向進行排查，而使用人應當主動上報光伏組件的動向，以確保其在淘汰后被有效回收。對于光伏組件帶來的光污染，應當進一步創(chuàng)新玻璃材料，使其能夠弱化對陽光的反射，減少對周邊居民采光的影響。

3 結(jié)論

光伏產(chǎn)業(yè)多個環(huán)節(jié)存在污染，有必要深入研究，探索光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境保護策略。當前，要積極推動多晶硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)的零排放，倡導新技術(shù)，改變傳統(tǒng)施工方式，實現(xiàn)電路系統(tǒng)的升級，建立封閉的光伏廢棄組件回收機制。