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生产和回收光伏发电板是否对环境友好?

发布时间:2019-11-12 14:37人气:

  根据替代技术中心的数据,与任何工业产品一样,太阳能光伏板也会对环境造成影响。潜在关注的主要领域是:
 
  •生产它们所需的能量,特别是光伏电池
 
  •他们生命的尽头会发生什么?
 
  •在生产光伏面板/电池时使用或产生的有毒和其他潜在有害材料。
 
  但是,重要的是要考虑这些问题。所有电子设备都可能引起这些问题,尽管许多电气产品只能使用几年,但是光伏电池板至少可以使用30年。此外,光伏面板代替了其他电力,每单位发电对环境的影响更大。

 
  大多数光伏模块的主要成分是硅,它本质上不是有害的,但是制造过程中的某些部分确实包含有毒化学物质,因此需要仔细控制这些物质以防止对环境的破坏。
 
  制作单晶面板往往会产生更多的浪费,因为它们是由硅锭切片制成的(会留下切屑等)。但是,这种浪费可用于制造由“捣碎”的硅构成的多晶或多晶PV模块。薄膜硅通过在表面上喷涂一层薄的硅来减少所需材料的体积,因此具有减少撞击和浪费的潜力。
 
  硅谷毒理学联盟的一份报告列出了许多用于制造PV电池的潜在破坏性化学物质。有几种不同类型的PV技术,每种技术使用不同的制造工艺,但晶体PV电池制造中涉及的一些常见有害化学物质包括:
 
  •晶体硅是使用硅烷气体制造的,其生产会产生有毒的废四氯化硅。它可以循环使用更多的硅烷气体,但有可能造成伤害。
 
  •六氟化硫用于清洁硅生产中使用的反应器。如果它逃脱了,那将是非常有力的温室气体。它还可以与硅反应生成其他化合物。
 
  •用于清洁硅和电池的一系列其他化学品
 
  电子产品中还含有铅以及少量的铝和银。如果将铅基焊料送到填埋场或焚烧场,使用铅基焊料会导致污染问题。制造商可以使用无铅焊料,有些已经使用。
 
  重要的是要注意,其他电子产品中的材料也相同,例如计算机和电视-因此,我们需要开发方法来控制它们并解决太阳能行业之外的潜在问题。
 
  某些光伏面板包含镉,这是一种剧毒金属。它不受禁止(例如,根据欧盟法规),因为当其为碲化镉(CdTe)形式时,它是稳定的非金属物质,并且不溶于水。CdTe的熔点为1050摄氏度,因此,意外的家庭火灾不会带来危险。工业火灾可能会达到更高的温度,但是测试表明,熔融的CdTe仍保留在PV模块中。还值得注意的是,一个镍镉电池包含的镉是薄膜CdTe光伏组件的2500倍,而燃煤电厂每生产1kWh的电力所产生的镉(比空气污染)多360倍。每生产一个kWh,每个CdTe太阳能模块中都需要一个。镉本质上是废物,因为它仅作为锌开采和生产的副产品收集。因此,无论是否在光伏组件中使用,仍需要以某种方式进行处理。
 
  确实需要开发的一个领域是光伏设备寿命结束后的回收。光伏面板正在逐步淘汰废弃的电气和电子设备法规,规范电子设备的处置,并使制造商对最终的处置或回收负责。已经有一些公司参与了一些自愿回收计划。重要的是要引入足够的立法,然后再处置大量的光伏面板。
 
  PVCYCLE计划聚集了一批光伏面板制造商和分销商,该计划的目标是到2015年达到80%的回收利用率,到2020年达到85%的回收利用率。
 
  据尼克·韦德克(NickWeadock)所说,要考虑的一个问题是回收光伏组件是否是一种在环境和经济上有效的过程。已经证明存在回收模块的技术过程,但是这些过程是否减轻了模块的环境负担和价格?Müller的研究小组对DeutscheSolarAG进行了生命周期分析,以确定回收过程的环境影响,以及新模块与使用回收太阳能电池产生的模块的能源回收时间(EPBT)。研究得出的结论是,循环利用过程减轻了处理新硅的环境负担,并减轻了通过更常规的方式处置光伏组件的负担。循环过程的巨大环境负担来自热分层过程和蚀刻剂废物。像Klugmann-Radziemska这样的组织已经在致力于创建比现有方法更环保的热工艺和蚀刻序列。除了对环境的影响较小之外,Müller的小组还确定,用再生硅晶片组装的光伏组件比使用新硅晶片的光伏组件便宜。与处理新的硅晶片相关的较高能源成本极大地促进了新光伏模块的EPBT;通过使用再生晶片消除此步骤可将EPBT减少约一半。

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