光伏（太阳能发电）产业环境污染真相调查

光伏（太阳能发电）产业环境污染真相调查(五)
2009-02-24 14:51
张光荣是虎门一家服装外贸加工公司的老总。4月13日一早，天还没亮的时候，他就登上了深圳飞往郑州的最早一班航班。他此行的目的只有一个，那就是去为他即将投资的行业提前探路。 用他的话说是，现在随着人民币升值以及新的退税政策的实施，服装外贸生意越来越难做，利润越来越薄，所以他把眼光投向了目前热炒的新能源领域。 “太阳能是高科技新能源，利润丰厚。”年过半百的张光荣决定再搏一回。
到达郑州后，张光荣风尘仆仆地包车赶往位于河南省西部的偃师市，过了市区向北40里，过洛河、伊河后，半个小时就可到达高龙镇。在这个相距洛阳不过几十公里的小镇上，2005年底洛阳中硅高科技公司建成了一期300吨多晶硅生产项目，接着投资7亿元的1000吨多晶硅扩建项目于2007年底完工。
中硅高科东西紧邻石牛村和军屯村，渐渐地在通往中硅高科的路上，一条崭新的公路取代了往日荒废的田埂和疯长的玉米地，公路两旁住宿、餐饮、维修的店铺一家接着一家开张。 李超的父母就在这条路上开了一家小小的餐饮店，4月13日，刚在洛阳买了新房子的李超决定把父母一并接到洛阳城里生活，并准备把这家小餐饮店转让出去。 “父母老了，孩子也小，老家的环境越来越恶劣了，不适合老人小孩长期居住。”李超在电话里告诉记者，许多像他一样的曾经石牛村的居民都在为“化工厂”排出的刺鼻气体和倾倒在玉米地里的无名物体感到担忧。“经济虽然上去了，但记忆中宁静的小村庄已经不再。”
李超口中乡亲们惧怕的“化工厂”，正是张光荣此行的目的地，洛阳中硅投资的多晶硅生产项目。 “多晶硅是生产太阳能电池的主要原料，也是光伏行业的上游行业，其发展直接关系到整个光伏产业的发展。”张光荣告诉记者。“据我了解，目前我国的太阳能光伏产业发展迅猛，这个时候投入应该是一个不错的时机。”
1.骄傲的尴尬？ 张光荣说的可能没错。 也许，从一连串的数据上来看，我们可以大胆地宣称中国的光伏产业已经前所未有地发展壮大，甚至可以说是飞跃。
据来自于中国太阳能协会的最新数据预测，2007年，国内太阳能电池的产量约为1180MW，比去年同期的300MW增长近3倍。而2007年，全世界太阳能电池的产量仅为4000MW左右。也就是说，中国已经成为太阳能电池生产大国，仅2007年产量就超过世界产量的1/4。 但是，光伏产业的在中国的发展道路似乎仍然逃不开中国工业发展的尴尬模式，光伏“大国”没有荣光。
    来自于中国太阳能协会的数据预测，2007年，国内太阳能电池需求总量仅为20MW，也就意味着约1160MW的太阳能电池用于出口，而用来制造太阳能电池的主要原料“多晶硅”，2007年，国内实际生产总量才不足1000吨。 按每生产1MW太阳能电池需要消耗13吨多晶硅计算，2007年，国内太阳能电池生产厂商共消耗多晶硅15340吨多晶硅，这就表明仅2007年一年，中国多晶硅的生产缺口就达14340吨，而这一部分就完全依赖于进口。 这还不是国内光伏产业尴尬的全部，更多问题隐藏在喧嚣的背后。

一方面，国内虽然拥有极为丰富的硅矿资源，但企业仅普遍采用电弧法用炭还原制取低纯度的工业硅(纯度为98%～99%)，然后作为工业原料常常以1美元/公斤的极其低廉的价格卖到国外，工业技术极为简单，却需要消耗大量的电力资源，同时还会带来极为严重的环境污染。据不完全统计，国内具有年产工业级硅90万～120万吨的能力。

另一方面国内绝大部分光伏企业进口多晶硅时，却没有与国际大厂进行谈判的能力，只能在国际自由市场进行采购，而经过国外企业将以工业硅为原料提纯后所得的多晶硅价格却早以身价百倍，目前已经上涨至约300美元/公斤，部分高纯度多晶硅甚至达到500美元/公斤的天价，且还常常“有价无货”。 这两出一进，道尽国内光伏产业的无奈现状。 “目前我国光伏产业的最大的特点就是‘两头在外’，95%的原材料需要进口，95%的太阳能电池则是出口。”
  中国可再生能源协会秘书长孟宪淦接受本报记者专访时无奈地说。 太阳能作为新能源的一种，被称为是最大的无污染可再生能源，它取之不尽，用之不竭，是今后人类能源利用的重点。 中国的光伏产业表面喧嚣波澜，但“中国正在以牺牲国内的环境和能源为代价，为他人做嫁衣，在这场新能源的战役之中，国内并没有真正享受到太阳能这种新能源所带来的种种好处。”孟宪淦告诉记者。 那么，国内的光伏产业还能被冠之为“中国的产业”吗？ 太阳能虽然是个绿色产业，但由于中国光伏产业发展时间很短，产业链条极不成熟，某些环节上能源消耗比较大，并造成环境污染。国外某些企业也利用中国的电力资源，并以牺牲中国环境为代价，为自己提供加工产品。这两大因素，让高能耗与高污染成为与绿色光伏产业极不配套的“中国特色”。
　　太阳能电池对硅纯度的要求比较高，需要达到99.9999%的纯度，也就是业界俗称的“6个9”的纯度，虽然远不及半导体行业需要“11个9”或者“13个9”的技术难度高，但太阳能级多晶硅提纯技术仍然只掌握在几家国际公司手中，国内企业不具备大规模生产太阳能级硅材料的能力。
　　中国有极为丰富的硅矿资源，国内企业普遍采用电弧法用炭还原制取低纯度的工业硅(纯度为98%～99%)的方法，工业技术极为简单，但需要消耗大量的电力资源，同时还会带来极为严重的环境污染。
　　据不完全统计，国内具有年产工业级硅90万～120万吨的能力，但由于国内企业互相压价，以消耗能源、污染环境、破坏生态为代价提纯工业硅，常常以1美元/公斤的价格卖到国外，相当于卖电的价格。而国外通过工业硅提炼成太阳能硅的价格高达40美元/公斤，最高时竟达到200～300美元/公斤卖回国内，利润极为丰厚。
　　从工业硅提纯高纯度多晶硅是一种高耗电、高污染的化工项目，涉及电力、煤炭、硅砂、氯气、氢气等多种主要原料，生产过程中会有大量废水、废液排出，如生产1000吨多晶硅会有三氯氢硅3500吨、四氯化硅4500吨废液产生，同时消耗大量电能，甚至需要建立专用电网、专用排污系统等，而未经处理回收的三氯氢硅、四氯化硅是一种有毒的液体，环境污染极为严重。 　　也正因此，国际上所谓掌握多晶硅提纯项目，实际上也包括建立对有毒液体、气体的回收系统以及保护环境的能力。但国内一些企业甚至在还没有能力建立齐全回收系统的情况下，盲目上马多晶硅项目，这不仅能源消耗大，还会带来严重的环境污染。
　　此外，国内相当一部分硅锭(硅棒)、硅片厂是依附日本企业发展起来的。有人统计，国内年产2000多吨的硅锭厂商中，有2/3的都是依靠中日合资企业进行生产，即由日方在全球搜集各种头尾料、砸锅料、锅底料及低档多晶硅，在河北、锦州、常州等地利用中国相对廉价的电力资源，拉制成太阳能单晶(硅锭)，然后全部发回日本，中国企业的利润十分微薄。
　　“不客气地说，现在许多光伏企业都是戴着高科技帽子，从事来料加工的工作。” 中国可再生能源协会秘书长孟宪淦评价说，“来料加工”实质就是利用国内电力资源加工产品。拉制1公斤单晶硅的耗电量约50度，每公斤切片的耗电量约为6度，正是由于这个环节对电能的需要量极大，国内从事该业务的企业大部分都有电力系统的背景。 太阳能是绿色能源，但在生产使用过程中也会产生污染。尽管美国《科学》杂志报道，研究人员通过跟踪13个太阳能电池制造厂家和4种不同类型的光电电池制造厂家排放的空气污染物，与石油、煤炭和天然气产生的电能相比，太阳能电池对环境的污染要少89%。但是通过赛迪顾问对国内太阳能产业研究发现，由于技术落后、政策不规范等原因，绿色太阳能产业在国内存在着严重的污染问题。
　　1、绿色太阳能产业存在严重的污染问题 　　多晶硅生产过程中的污染问题亟待解决 　　首先多晶硅生产过程会产生大量有毒物质。虽然目前光伏电池的技术路线多种多样，但多晶硅电池仍是当前光伏电池的主流。生产多晶硅是一个提纯过程，金属硅先转化成三氯氢硅，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，其余大量进入尾气，同时形成副产品四氯化硅和TCS、DCS。这些副产物当中，四氯化硅为无色或淡黄色发烟液体，易潮解，属于酸性腐蚀品，对眼睛和上呼吸道会产生强烈刺激，皮肤接触后可引起组织坏死，属于危险物质；另一种副产物为含DCS的TCS，其中DCS理化特性与四氯化硅接近，毒性稍弱，但一旦遇水或者空气中的水分会迅速水解成氯化氢或者盐酸，且遇热源和明火有燃烧和爆炸的可能。如果生产过程中的回收工艺不成熟，这些含氯有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。
　　其次国内生产技术落后，没有实现整个生产流程的闭环运行。由于多晶硅生产过程会产生大量有害物质，如何有效的回收处理这些物质一直是多晶硅企业技术研发的重点。欧美采用先进的改良西门子工艺实现了生产流程的闭环运行，成功地解决了多晶硅生产的能耗和环保问题。然而国内除了中硅等公司在自主研发多晶硅提纯技术外，大部分都是利用欧美的设备配合俄罗斯的技术，这些方法均不能实现整个生产流程的闭环运行，也不能彻底解决高能耗和环保问题。
　　再次多晶硅产量大幅提高，国内氯化物消化能力不足。近几年多晶硅价格飙升吸引国内项目大量上马，据专家预计，到2010年，我国多晶硅年产能将扩大到2万多吨，四氯化硅的产量将超过10万吨。由于国内多晶硅提纯技术没有实现完全闭环运行，生产过程中的氯化物很大一部分要靠下游厂商来消化。如此大量的含氟物质远远超出国内的消化能力，不可避免的会有很多含氟有害物质没有妥善处理，带来污染隐患。
　　光伏发电系统废弃物污染需要引起重视
　　第一、离网型光伏发电系统已经广泛应用在边远地区。《可再生能源发展十一五规划》提出利用离网型光伏发电系统解决西藏、青海、内蒙古、新疆等边远地区无电户的基本生活用电问题，建设光伏发电系统10万千瓦。近几年，世行REDP项目、国家发改委“光明工程”先导项目和“送电到乡”等项目在边远地区建立了大量光伏发电系统，据初步统计，青海省已有近百座较大型光伏发电站，20多万套家庭小型光伏电源系统，同时有光伏销售服务公司19家，西宁市已成为中国的一个太阳能光伏家用电源系统集散中心，每年销售家用光伏电源达10多万套。
　　第二、光伏发电系统废弃物对环境具有很强的破坏性。离网型光伏发电系统由太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器、直流/交流逆变器、电路保护及用电器组成。光伏发电系统使用的蓄电池大部分都是铅酸蓄电池，该电池内含有大量的铅、锑、镉、硫酸等有毒物质会对土壤、地下水、草原等造成污染。边远地区很重要的一个用电设备就是节能灯，由于灯管多是采用稀土三基色荧光粉和液体汞，破碎后对环境也会造成非常严重的污染。由于这些蓄电池和灯管的寿命都不长，更换的频率比较高，如果不能妥善处理将会污染当地的环境。 　　  第三、用户环保意识不强导致污染严重。一般光伏发电站由于是专业人员负责运营维护，具有很好的环保意识，可以很好的处理发电废弃物，但对于家用型光伏发电系统，情况就没这么理想。青海省的抽样调查结果显示，绝大多数家庭用户在调查前，基本没有考虑过光伏废弃物的污染及如何处理这些废物的问题，只是在调查人员提醒后，才有62%的用户表示应重视这种污染，有74%的用户随处乱扔，6%的用户随生活垃圾堆放，20%的用户出售。同时由于目前国内光伏发电系统多在边远地区，居住高度分散，大规模、常态的收购光伏废弃部件很不方便且交易成本较高，也导致了废弃物随意丢弃严重的现象。
　　光污染开始受到关注 　　《可再生能源发展十一五规划》已经启动光伏发电城市应用工程，在太阳能资源较好的大中城市开展光伏屋顶、阳光照明等光伏发电应用，在新建别墅等高档住宅区和城市标志性建筑上安装光伏发电系统，在封闭管理的住宅区、旅游景区以及城市交通照明和景观亮化工程，提倡应用光伏发电照明。在“北京奥运会”、“上海世博会”、“广州亚运会”的主要标志性建筑区和建筑物上成规模地安装光伏系统。到2010年，城市太阳能光伏系统应用达到5万千瓦，太阳能热水器累计安装量达到1.5亿平方米。 　　城市中的光伏电池表面玻璃和太阳能热水器集热器在阳光下反射强光，形成光污染，给生活在周围人群的生活带来影响。专家研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降，白内障的发病率高达45％。还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。