太陽能光伏產(chǎn)業(yè)污染的應(yīng)對(duì)策略

龔希博，付宏祥，王 欣

（北京國(guó)環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100084）

1 引言

太陽能開發(fā)和利用是21世紀(jì)非常熱門的一個(gè)話題，這主要是因?yàn)殡S著世界工業(yè)的發(fā)展，能源問題日益突出，與太陽能利用相關(guān)的光伏發(fā)電、太陽能供暖等逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展階段。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)主要是利用硅材料將太陽能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能的一個(gè)過程，在這一生產(chǎn)流程中面臨著資源浪費(fèi)嚴(yán)重、污染物難以處理等問題，這也使得太陽能變得“不清潔”。因此，如何加強(qiáng)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的生產(chǎn)工藝技術(shù)研究，深化企業(yè)的清潔生產(chǎn)理念，優(yōu)化廢物處理工藝，是當(dāng)前太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題。

2 我國(guó)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀分析

2.1 我國(guó)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀

近年來，世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)也逐漸變好，國(guó)際油價(jià)逐年上升，而我國(guó)作為一個(gè)能源需求量巨大的石油進(jìn)口國(guó)所面臨的能源形勢(shì)也越來越緊張，在這一環(huán)境下我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展很有可能會(huì)受到限制，所以加強(qiáng)清潔能源的開發(fā)和利用變得更加迫切。我國(guó)陸地表面每年接受的太陽能輻射量巨大，因此太陽能儲(chǔ)量非常豐富，其開發(fā)和利用的空間也比較大。我國(guó)太陽能光伏技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究和應(yīng)用都比較早，在世界光伏市場(chǎng)的推動(dòng)下發(fā)展非常迅速，并很快在國(guó)際市場(chǎng)上占有了一席之地［1］。光伏產(chǎn)業(yè)鏈主要包括單/多晶硅生產(chǎn)、晶片制造、太陽能電池制造、系統(tǒng)組裝集成以及光伏應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)等，我國(guó)光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)量及出口量都居于世界前列。2007年我國(guó)太陽能電池生產(chǎn)總量達(dá)到1088MW，在世界總產(chǎn)量中將近占到了1/3，居于世界首位，而且國(guó)際性的光伏產(chǎn)業(yè)公司有十多家，形成了大型的、國(guó)際化的光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)。多年來我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要受多晶硅供應(yīng)不足、純度低、尾氣回收還原處理困難等因素的制約，近幾年有了很大的改進(jìn)和完善，在多晶硅的還原回收技術(shù)上取得了很大的進(jìn)步，進(jìn)而大大減小了生產(chǎn)中的能耗，在一定程度上緩解了多晶硅供需矛盾。但是，由于光伏產(chǎn)業(yè)工藝的復(fù)雜性，在原材料獲取、減小污染等方面仍存在一些亟待解決的問題。

2.2 我國(guó)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)存在的問題

盡管我國(guó)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸步入規(guī)?；a(chǎn)階段，在世界范圍內(nèi)具有一定的影響力，但是由于技術(shù)工藝的不成熟、自主研發(fā)及創(chuàng)新成果較少，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)仍然處于較為落后的位置，進(jìn)而阻礙了光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。光伏發(fā)電清潔生產(chǎn)是基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)視角而提出的，要求既要滿足較小的資源消耗，又要滿足較小的廢物排放和較高的生產(chǎn)效率要求［2］，光伏企業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在環(huán)境保護(hù)日益迫切的今天具有非常重要的意義。從光伏產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度分析，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要面臨以下問題。

（1）我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)中造成的環(huán)境污染較為嚴(yán)重。金屬硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中非常重要的一種原材料，金屬硅的生產(chǎn)過程屬于冶金的范疇，在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣和廢渣，如一氧化碳、四氯化硅等，這會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

（2）生產(chǎn)原料及廢棄物尚未實(shí)現(xiàn)循環(huán)高效利用［2］。太陽能硅生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)物中還含有一些有用的物質(zhì)，而我國(guó)生產(chǎn)硅的企業(yè)通常是只為太陽能用硅服務(wù)，生產(chǎn)后的材料往往就沒有了可用之地，這樣不僅造成了材料的浪費(fèi)，還會(huì)造成環(huán)境的污染。目前，硅生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)物除了較高純度的硅晶體之外，還有四氯化硅、三氯氫化硅等副產(chǎn)物，它們通常被排放到空氣中，造成了一定程度的環(huán)境污染。

（3）在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中所利用的水、熱等資源也沒有實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，造成了一定程度上的浪費(fèi)［3］。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題是目前制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問題，加強(qiáng)對(duì)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)污染的對(duì)策研究和材料、資源的循環(huán)利用對(duì)促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)的發(fā)展具有非常重要的意義。

3 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)污染的應(yīng)對(duì)對(duì)策

3.1 優(yōu)化政府政策支持及市場(chǎng)管理

加強(qiáng)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的污染治理首先必須加強(qiáng)政府監(jiān)管和相關(guān)的政策支持力度，優(yōu)化市場(chǎng)管理，為光伏企業(yè)的清潔、可持續(xù)發(fā)展奠定政策基礎(chǔ)和市場(chǎng)環(huán)境基礎(chǔ)。一方面，政府要加強(qiáng)光伏企業(yè)相關(guān)制度的管控與監(jiān)督，嚴(yán)格控制企業(yè)不達(dá)標(biāo)污染廢物的排放，對(duì)光伏項(xiàng)目的批準(zhǔn)及實(shí)施進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。其次，對(duì)太陽能光伏企業(yè)要加強(qiáng)獎(jiǎng)罰制度的實(shí)施，對(duì)違規(guī)違法行為實(shí)行“高成本、高處罰策略”，對(duì)于能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的企業(yè)進(jìn)行大力的扶持，從源頭上減小環(huán)境污染的可能性。最后，要建立有效的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制［4］。目前光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的一些生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)并不全面，這在很大程度上給不法企業(yè)以可乘之機(jī)，疏于標(biāo)準(zhǔn)造成的環(huán)境污染是非常嚴(yán)重的。比如：光伏產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)中產(chǎn)生的氯化氫，能夠在水中反應(yīng)生鈉鹽，之后隨污水進(jìn)行排放。而我國(guó)對(duì)于污水排放并沒有嚴(yán)格的控制指標(biāo)，部分企業(yè)在生產(chǎn)中抓住這一空子，為減少處理費(fèi)用對(duì)其不進(jìn)行處理就排放，在一定程度上造成了環(huán)境的破壞。在光伏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)中，優(yōu)化政府管理，加強(qiáng)監(jiān)管與獎(jiǎng)罰制度的實(shí)施，完善產(chǎn)業(yè)鏈上原料使用與產(chǎn)物排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)加強(qiáng)光伏企業(yè)的清潔化生產(chǎn)，減小由光伏生產(chǎn)造成的環(huán)境污染具有很大的推動(dòng)作用［4］。

3.2 優(yōu)化光伏產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)中廢棄物處理

優(yōu)化光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的廢棄物處理是減小光伏產(chǎn)業(yè)污染的直接途徑，光伏產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)過程中的污染是造成太陽能產(chǎn)業(yè)污染的主要因素。首先，在光伏太陽能電池生產(chǎn)中排出的一些極性的有機(jī)物，可以用分子篩、硅膠等極性吸附劑對(duì)其進(jìn)行吸附處理，而對(duì)一些能夠溶于水的有機(jī)物，則可在水中添加一些絮凝劑進(jìn)行處理。其次，在太陽能電池生產(chǎn)中，產(chǎn)生的一些廢棄物中包含氮氧化物、氟化物、氯化物等，對(duì)于這些酸性的氣體可以在排放前用堿性的藥劑進(jìn)行處理，例如：對(duì)氮氧化合物的處理，可以采用填料塔酸堿吸收法及淋濾法進(jìn)行處理，利用氮氧化合物的反應(yīng)生成對(duì)環(huán)境無害的氮?dú)猓?］。在單晶硅太陽能產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中，常用的腐蝕劑中含有氫氧化鉀、氫氧化鈉水溶液、異丙醇、磷酸鈉水溶液、亞硫酸鈉等，這些腐蝕劑通常具有較高的濃度、腐蝕作用也比較大，使用完成后若不能進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚恚赡軙?huì)給自然環(huán)境造成很大的破壞。在腐蝕劑中采用的異丙醇通常具有較高的濃度，造價(jià)也比較貴，再加上其具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本，還會(huì)給生產(chǎn)環(huán)境造成一定的污染，所以采用氫氧化鉀、氫氧化鈉、磷酸鈉作為腐蝕劑的主要成分具有較好的生產(chǎn)效果。太陽能電池廢棄以后，會(huì)產(chǎn)生鉛、銻、錫、塑料、硅等污染物質(zhì)，造成水質(zhì)、土壤污染，嚴(yán)重破壞了自然環(huán)境，所以將廢舊太陽能電池回收利用也是減小光伏產(chǎn)業(yè)污染的一條有效途徑。

3.3 加強(qiáng)技術(shù)研究，改善生產(chǎn)工藝

加強(qiáng)技術(shù)研究，改善生產(chǎn)工藝是推動(dòng)太陽能產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)久、快速發(fā)展的堅(jiān)實(shí)力量，通過技術(shù)和工藝創(chuàng)新能夠?qū)⑻柲芄夥a(chǎn)業(yè)推向一個(gè)新的高度。對(duì)于新興產(chǎn)業(yè)來講，最重要的就是企業(yè)的核心技術(shù)，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)也不例外，技術(shù)的落后最終會(huì)被市場(chǎng)和社會(huì)所淘汰。正是由于技術(shù)創(chuàng)新對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用，所以我國(guó)必須加強(qiáng)光伏生產(chǎn)鏈上的技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，不能盲目追求企業(yè)生產(chǎn)力的迅速擴(kuò)張［7］。在我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，必須結(jié)合產(chǎn)業(yè)實(shí)際的發(fā)展需求，加強(qiáng)對(duì)核心技術(shù)的研究和應(yīng)用，積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)和廢棄物清潔處理技術(shù)，并加強(qiáng)自身的技術(shù)創(chuàng)新。對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)來講，只有自身掌握了領(lǐng)先的技術(shù)，才能有行業(yè)的控制權(quán)，從而增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)久、持續(xù)發(fā)展［7］。此外，促進(jìn)光伏企業(yè)的發(fā)展壯大，還要不斷加快光伏產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)中的清潔技術(shù)利用?？茖W(xué)技術(shù)是推動(dòng)光伏企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和有力途徑，也是解決生產(chǎn)中污染問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.4 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，合理控制規(guī)模

減小太陽能光伏產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境污染必須堅(jiān)持循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理念，合理控制企業(yè)規(guī)模。在太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)，即多晶硅生產(chǎn)過程中，往往存在能源浪費(fèi)、污染嚴(yán)重等問題，在光伏企業(yè)生產(chǎn)中必須深刻重視這一點(diǎn)，堅(jiān)持節(jié)約、循環(huán)、清潔的原則，發(fā)展低耗、低排、高效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以減輕我國(guó)的環(huán)境和資源壓力。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是從整體、長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮企業(yè)生產(chǎn)，堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)出廢物的高效處理和科學(xué)回收利用［9］。堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)的循環(huán)發(fā)展不僅能夠減少?gòu)U棄物的排出，減輕環(huán)境污染，還能夠降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)效益。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，還要合理地控制光伏產(chǎn)業(yè)的規(guī)模，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展并不是盲目地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，而是要積極優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化升級(jí)，由內(nèi)而外地增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。堅(jiān)持光伏產(chǎn)業(yè)的循環(huán)發(fā)展，科學(xué)合理地控制產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有積極影響，對(duì)治理光伏產(chǎn)業(yè)造成的環(huán)境污染也是一條非常有效的途徑。

3.5 增強(qiáng)光伏企業(yè)及公眾的環(huán)保意識(shí)及節(jié)約意識(shí)

增強(qiáng)光伏產(chǎn)業(yè)工作人員以及社會(huì)公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和循環(huán)意識(shí)是減輕環(huán)境污染的基礎(chǔ)，只有具有了環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，才能將環(huán)境保護(hù)工作落到實(shí)處。就目前來看，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的環(huán)保意識(shí)和資源節(jié)約認(rèn)識(shí)尚不完善，在產(chǎn)業(yè)鏈各生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在很嚴(yán)重的浪費(fèi)和排污現(xiàn)象，因此必須加強(qiáng)員工的環(huán)保和節(jié)約意識(shí)。首先，要加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部的宣傳教育，通過一些有意義的活動(dòng)增強(qiáng)人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)，將環(huán)保和節(jié)約觀念深入人心；其次，要增強(qiáng)公眾的環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)公眾對(duì)太陽能光伏生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)其對(duì)清潔生產(chǎn)的理解，進(jìn)而加強(qiáng)公眾的監(jiān)督功能；最后，將環(huán)境保護(hù)及資源利用與企業(yè)效益直接掛鉤［9］，通過一些獎(jiǎng)懲政策促進(jìn)光伏企業(yè)環(huán)保意識(shí)和節(jié)約意識(shí)的增強(qiáng)。公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)是推動(dòng)光伏企業(yè)清潔生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的重要力量，只有人們從根本上認(rèn)識(shí)到光伏生產(chǎn)中環(huán)境保護(hù)的重要性，才能最終實(shí)行清潔生產(chǎn)。

4 結(jié)語

光伏產(chǎn)業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有非常重要的地位，在彌補(bǔ)常規(guī)能源的不足方面起著非常重要的作用。我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)具有了相當(dāng)大的規(guī)模，在國(guó)際上也居于較為領(lǐng)先的地位，但是就目前來看，由光伏產(chǎn)業(yè)帶來的污染問題也是非常嚴(yán)重的，減輕光伏產(chǎn)業(yè)的污染是目前該產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟需解決的問題。有效解決光伏產(chǎn)業(yè)鏈中的污染問題可以通過以下途徑展開：

（1）優(yōu)化政府政策支持及市場(chǎng)管理；

（2）優(yōu)化光伏產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)中廢棄物處理；

（3）加強(qiáng)技術(shù)研究，改善生產(chǎn)工藝；

（4）發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，合理控制規(guī)模；

（5）增強(qiáng)光伏企業(yè)及公眾的環(huán)保意識(shí)及節(jié)約意識(shí)等。

［1］田保中.我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)何去何從［J］.中國(guó)高新區(qū)，2013（4）.

［2］趙鵬睿，崔彥彬.太陽能產(chǎn)業(yè)暗藏高污染隱憂［J］.生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2013（2）

［3］徐 學(xué).太陽能熱水器供水的污染現(xiàn)狀［J］.山西科技，2009（2）.

［4］唐玉萍.太陽能電池生產(chǎn)項(xiàng)目污染產(chǎn)生與處理措施陰［J］.廣東化工，2010（4）.

［5］魏會(huì)學(xué).環(huán)保太陽能引發(fā)的光污染事件［J］.城市開發(fā)，2012（13）.

［6］葉安珊.光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)問題探討［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2011（5）.

［7］佚 名.多晶硅翻不過三座大山［N］.中國(guó)環(huán)境報(bào)，2010（6）.

［8］傅 曉.基于產(chǎn)業(yè)鏈視角的中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討［J］.企業(yè)文化，2012（7）.

［9］史敬軍.太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的污染及其防治［J］.廣東化工，2014（6）.

［10］朱 林.國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電站環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)析［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2012（1）.