《科創板日報》5月10日訊 （研究員 金博） 長空浩瀚。隨著風力吹拂，線條流暢、光滑閃亮的白色“大風車”長臂徐徐轉動，風能就此轉化為電能。
此外，只要有太陽光照射，覆蓋屋頂或地面的光伏設施也能隨時工作，將取之不盡、用之不竭的太陽能，源源不斷轉化為電能，輸入千家萬戶。
如上畫面，已是中國大地時常可見到的壯觀圖景。
能源是經濟社會發展的基礎和動力源泉，發展新能源則是實現未來可持續發展的必然趨勢。構建清潔低碳的現代能源體系，已是我國促進經濟高質量發展、增進民生福祉的必經之路。
數據顯示：2023年，我國可再生能源發電裝機達14.5億千瓦，在全國發電總裝機中的比重超過50%，歷史性超過火電裝機；在全球可再生能源發電總裝機中的比重，也接近40%；我國風電機組等關鍵零部件的產量，占到全球的70%以上；光伏電池片和組件產量，占全球比重均超過80%。
在應對全球氣候變化與可持續發展目標的雙重挑戰中，能源革命與節能減排雙管齊下，已成為全球共識。而光伏發電作為清潔可再生能源的典型代表，憑借其資源豐富、環境友好的特質，已成為這場能源轉型的中堅力量。
作為光伏發展的核心載體，光伏產業自身如何順應這一波全球綠色轉型的浪潮，亦考驗著政府、行業、學界的決心和智慧。
光伏產業的環保隱憂
“中國光伏產業已形成從高層硅材料、硅片、電池片組件、光伏制造設備到系統集成和應用，最完善的產業鏈條，已基本能滿足全球供應鏈的需要。”中國光伏行業協會理事長曹仁賢此前在接受媒體采訪時認為，“中國已經具備完整的科研能力、供應鏈能力、工業化能力以及產品化能力”。
相比于傳統的火力發電和核能發電，光伏發電不需要消耗寶貴的化石資料和水資源，這對煤炭、水資源短缺的地方，無疑極具吸引力。此外，相較于水力發電，光伏發電還可避免水庫建設、河流改道等環境破壞問題。
不過，對太陽能光伏發電可能產生的潛在環境影響，社會亦有疑問。總的來看，對光伏產業有可能造成的環境影響，主要存在于這些環節：
1、生產與處置過程中的環境挑戰；
太陽能發電系統的核心部分是光伏組件，其生產過程中涉及到多種原材料的提取、加工和制造。這一過程不僅能源消耗較高，還可能產生有害物質。
以光伏行業里占據絕對主流的晶硅電池/組件的生產過程舉例，可以看看其環境影響的風險可能會出自哪里。
首先，產業鏈的最上游是硅料提純。目前基本都采用“西門子法”，該方法使用和產出大量化學品/危化品，但其工藝成熟，污染相對不高。主要風險是在工廠停產后。因設備廢棄之后缺少維護，大量酸性化學品集聚在管道和容器內，日久天長，容易發生泄漏，此前業內亦出現過相關事故。
產業鏈的中游是電池生產。電池生產環節使用的化學品較多，主要是酸堿類，會產生危化品。
廢氣方面，主要是氮氧化合物，會有一定的臭味/刺激性氣味。電池企業如果藥劑投放不足，會有超標排放情況出現，周邊居民可以聞到臭味/刺激性氣味，光伏企業遭到舉報，往往是在這個環節。
廢水方面，一個情況是“總氮”達標比較困難。總氮是指廢水中存在的各種無機和有機氮的總量，而電池行業總氮的主要來源是硝酸根，一般硝酸鹽會溶于水，要通過沉淀的方法處理硝酸根，難度較大。
綜上，光伏產品生產過程需要用到氯氣和多種酸堿，中間產物包含四氯化硅、氯化氫（鹽酸）、氮氧化物、硝酸鹽等，如果生產工藝不達標、未經處理直接排放，確實會污染環境，并可能造成土地、水質和空氣污染。
2、光伏電站建設對土地資源的占用；
光伏電站的建設需要占用一定土地。在土地資源緊張的地區，如何合理規劃光伏電站的布局，確保土地資源的有效利用，需要認真考慮。此外，光伏電站建設期間，可能會產生粉塵污染、噪聲污染、固體廢物、永久性占地和水土流失等。
3、廢舊光伏組件的回收處理問題；
隨著光伏技術的廣泛應用，廢舊光伏組件的回收處理問題也日益凸顯。光伏組件中含有部分有價值材料，如硅、鋁等，同時也存在有害物質。如何有效回收和處理廢舊光伏組件，避免對環境造成二次污染，是一個亟待解決的問題。
如上綜合來看，相對于傳統化石能源發電、水力發電等來說，光伏發電污染和危害較小，但也存在以下幾方面問題：
制造過程中的污染：光伏電池的制造需要大量能源和化學品，如硅、銀、鋁等，這些材料的生產和提取，會產生一定的污染和廢棄物；
廢棄物處理：光伏電池的壽命一般為20-30年，到期后需要進行處理，這些廢棄物中含有有害物質，如鉛、鎘等重金屬，處理不好，會對環境和人類健康造成影響；
土地使用和生態影響：大規模光伏發電需要占用大量土地，可能會對野生動物棲息地和相關生態系統，造成影響；
能源消耗：光伏電池制造業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，其實際的減排效果，也會大打折扣。
總的來說，雖然光伏發電相對傳統發電方式較為環保，但其仍存在一定的污染和危害，需要進行科學治理。
中國光伏企業的探索實踐
中國現在已是光伏產業大國，在全球亦承擔著探索產業發展和與環境和諧共存的重任。為了解中國光伏企業在自身產品研發與環境保護方面的狀況，《科創板日報》研究員從相關上市公司中，找出天合光能和晶科能源，進行案例研究。
其中，天合光能創立于1997年，目前是全球領先的光伏行業整體解決方案提供商，2006年在紐交所上市，2020年登陸上海科創板，是首家在科創板上市的涵蓋光伏產品、光伏系統以及智慧能源的光伏企業。其光伏科學與技術國家重點實驗室，首批獲得科技部認定，連續20次打破光伏電池效率和組件輸出功率的世界紀錄。
晶科能源則成立于2006年，2010年在美國紐交所上市，2021年登陸上海科創板。 官網稱公司2016年成為全球最大的光伏組件制造商，連續4年位居全球出貨量第一。 在全球擁有超過25000名員工及9個生產基地，服務超過160個國家的客戶。
總的來看，這兩家行業領先的上市公司都在通過技術創新與管理提效，打造自己的行業競爭力。
其中，在綠色產品與技術環節，天合光能致力于建造綠色工廠，所有在中國及海外的工廠，均按照國際標準要求建立并實施環境管理體系，其中義烏基地按照零碳工廠實施計劃建設，累計實現節約能耗超過 3500 萬度，折合減少二氧化碳排放約 2.88 萬噸。晶科能源也在各制造基地建立了能源管理體系ISO50001，實施節能項目，提高能源利用效率，在報告期內全球各制造基地完成多個節能降耗項目。
2.在能源管理環節，兩家公司都提倡使用可再生能源電力。天合光能在報告期內，常州基地等均利用廠區屋頂鋪設太陽能組件板，為廠區提供清潔能源電力；晶科能源同樣在各個制造基地安裝屋頂分布式太陽能光伏發電站，減少對傳統電力的需求，報告期內公司新增屋頂光伏系統 110MW，共發電 5620 萬度，相當于減少二氧化碳排放量 4.52 萬噸。
總的來看，兩家公司都獲得了相應的社會認可。
2022 年，天合光能獲國家級資質認證，入選“工業產品綠色設計示范企業”。2021 年獲得光伏行業全球首張美國安全檢定實驗室公司(UL)及意大利環保產品聲明 (EPD) 互認標志。報告期內，天合光能的至尊系列組件在制造環節，單位(每瓦)碳排放全行業最低，碳排放強度相比國內平均水平下降超過 30%。
在國內開發并持有的太陽能發電站發電量，超過70億度，累計清潔能源發電量，相當于減少二氧化碳排放約500萬噸。
晶科能源則獲得了多項產品的碳足跡認證，如法國Certisolis實驗室碳足跡認證、TÜV萊茵的ISO 14067: 2018碳足跡認證等。截至 2022 年末，公司累計22次打破電池效率和組件功率的世界紀錄，尤其是在N型TOPCon領域的領先積累，過去2年已連續7次打破世界紀錄。
公司還持續推動組件回收相關技術創新，搭建了晶科能源組件12MW回收示范試驗產線，這一隸屬于“十三五”氫能與可再生能源國家重大研究專項“晶硅光伏組件回收處理成套技術和裝備”的項目成果，已順利通過國家科技部驗收。
總體來說，光伏發電在帶來清潔能源的同時，也存在潛在的環境影響。而通過技術進步、政策引導和合理規劃，應該可以有效降低光伏發電的環境負擔，實現可持續發展。
我們相信，隨著政策的持續推動與行業的創新驅動，一個基于可再生清潔能源的未來美好圖景，正在變成現實。而光伏產業亦將在中國的能源轉型中，作出越來越重要的貢獻。
(景賦翼研究員立云對本文亦有貢獻）
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