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1、光伏电池行业清洁生产评价指标系（征求意见稿）编制说明标准起草组二o四年十一月1前言12光伏行业发展概况12.1我国光伏行业发展概况12.2行业规划情况22.3生产工艺和装备情况32.4生产过程资源能源消耗和污染情况32.5清洁生产技术发展情况52.6产品及特征情况63指导思想、编制原则及依据63.1标准的编制目的63.2标准的作用63.3任务来源73.4主要依据84. 指标体系起草过程84.1收集分析国内外相关资料84.2标准的起草阶段104.3数据收集和指标基准值确定阶段115. 指标体系的建立125.1指标体系适用范围的确定125.2指标选取原则125.3指标体系参考文件135.4指标选取
2、与基准值确定135.5指标权重确定方法245.6评价方法246. 标准的实施建议251前言能源安全问题日益成为世界各国普遍关注的焦点。经济可开采的化石能源 储量和潜在水能资源非常有限，且越来越少。在当前能源紧缺的新形势下，太阳 能受到空前重视，并在经济社会中发挥越来越大的作用，被公认为绿色“永不衰 竭”的能源。以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”，包括高 纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的 制造等。光伏产业链条主要包括多晶硅原料生产、硅棒、硅锭生产、太阳能电池 制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。光伏太阳电池在使用阶段是清洁无污染
3、的，但是如果考虑从硅石开采到系 统整个生命周期过程的话，其资源能源消耗以及污染物的排放是不容忽视的。某 国际环保组织发布的中国光伏产业清洁生产研究报告显示，光伏发电的能量 回收周期仅为1.3年，而其使用寿命为25年，意味着1.3年后约24年时间的光 伏发电是零排放的。该报告也指出，我国光伏企业对清洁生产的认识仍停留在口 号和形式上，在常规污染控制方面存在很多漏洞；此外，行业缺少统一的行业清 洁生产标准，加之各地方政府在大力发展新能源的过程中，盲目追求数量，地方 有关部门以及工业园区为了招商引资降低三废排放标准，或者不严格执行相关环 境标准，配套污染治理设施落实不到位,使得光伏行业的环境影响存在
4、一定隐患。 因此，亟需分步骤制定光伏行业清洁生产评价指标体系。2光伏行业发展概况2.1我国光伏行业发展概况从起步开始，中国的光伏行业全球化程度就很高，一开始就面临激烈的全 球竞争形势。十几年来，既经历了蜂拥热闹的黄金发展期，也经受了惊心动魄的 痛苦整合期，在过山车般的起伏中，中国光伏产业实现崛起，带动了世界光伏产 业的发展。同时推动了技术进步，降低了光伏产品成本，加快了全球光伏产业应 用步伐，并成为我国为数不多的具有国际竞争力的战略性新兴产业，具备了成套 技术打包输出能力。“十一五”期间，我国太阳能电池产量以超过100%的年均 增长率快速发展，2007-2010年连续四年产量世界第一。国内从事
5、光伏行业的企 业多达500多家，从业人数接近30万，多晶硅、硅片、太阳能电池和组件产能 分别占据全球总产能的25%、65%、51%和61%。中国光伏产业已经形成了四 川、江苏、河北、内蒙古和江西等几个重要的聚集区，其中内蒙古和江西等地以 多晶硅原料为主，江苏，河北等地以下游组件为主，四川等地成为中国国内产业 链相对完整的聚集区域。而我国光伏行业长期处在“两头在外”状况，一头是技术，即产业链上游 设备、原辅材料等高技术含量产业链环节为国外厂商掌握，另一头为市场，即产 业链光伏产品应用主要在国外。长期以来国内95%以上的光伏产品依赖出口， 产业供需失衡，对海外市场严重依赖，受到欧美市场波动和贸易壁
6、垒的严重影响。 近年来由于金融危机和欧美双反，中国的光伏行业受到巨大的冲击，但随着国内 和新兴市场的兴起，国内企业调整产业结构并积极开拓新兴市场，目前行业整体 情况向好。2.2行业规划情况1. 经济目标规划“十二五”期间，光伏产业保持平稳较快增长，多晶硅、太阳能电池等产 品适应国家可再生能源发展规划确定的装机容量要求，同时积极满足国际市场发 展需要。支持骨干企业做优做强，到2015年形成：太阳能电池领先企业达到5GW 级，骨干企业达到GW级水平；1家年销售收入过千亿元的光伏企业，3-5家年销 售收入过500亿元的光伏企业；3-4家年销售收入过10亿元的光伏专用设备企 业。2. 技术目标规划单晶
7、硅电池的产业化转换效率达到21%，多晶硅电池达到19%,非晶硅薄膜 电池达到12%,新型薄膜太阳能电池实现产业化。光伏电池生产设备和辅助材料 本土化率达到80%，掌握光伏并网、储能设备生产及系统集成关键技术。3. 创新目标规划到2015年，企业创新能力显著增强，涌现出一批具有掌握先进核心技术的 品牌企业，掌握光伏产业各项关键技术和生产工艺。技术成果转化率显著提高， 标准体系建设逐步完善，国际影响力大大增强。充分利用已有基础，建立光伏产 业国家重点实验室及检测平台。4. 光伏发电成本目标规划到2015年，光伏组件成本下降到7000元/千瓦，光伏系统成本下降到1.3 万元/千瓦，发电成本下降到0.
8、8元/千瓦时，光伏发电具有一定经济竞争力； 到2020年,光伏组件成本下降到5000元/千瓦,光伏系统成本下降到1万元/千 瓦，发电成本下降到0.6元/千瓦时，在主要电力市场实现有效竞争。2.3生产工艺和装备情况晶体硅太阳电池涉及到的主要生产工艺主要有铸锭（拉棒）、硅片、电池 和组件几方面：铸锭主要工艺过程为喷涂工艺、装料工艺和铸锭工艺，主要涉及到的装备为 坩埚喷涂、铸锭炉、烘箱、传输和装卸载等自动化设备。硅片主要工艺过程为破锭工艺、带锯工艺、抛光工艺、倒角工艺、线锯工艺、 化胶工艺和清洗工艺，主要涉及到的装备为开方机、研磨机、倒角机、带锯、预 清洗机、清洗机、切片机和硅片分选包装等自动化设备
9、。电池主要工艺过程为制绒工艺、扩散工艺、湿法刻蚀工艺、PECVD工艺和印 刷烧结工艺，主要涉及到的装备为制绒清洗机、扩散炉、刻蚀机、PECVD及尾气 处理设备、印刷机、烘干炉、烧结炉、石墨舟清洗烘箱、电池测试分选仪、包装 设备、传输和装卸载等自动化设备。组件主要工艺过程为焊接工艺、敷设工艺、层压工艺、装框工艺和测试工艺， 主要涉及到的装备为焊接机、玻璃清洗设备、敷设机、层压机、装框机、测试设 备、打胶设备、传输和装卸载等自动化设备。2.4生产过程资源能源消耗和污染情况作为尚处在发展初期的产业存在着亟需解决的问题，清洁生产就是其中之 一。国内的光伏企业良莠不齐，有些企业想通过将环境和健康成本外部
10、化来降低 自身生产成本，而这种做法会带来更多的发展隐患。从光伏产业链的各个环节污染物产生情况来看（见表1）,多晶硅、硅片和电池环境是污染物产生的重要环 节，主要涉及含有毒有害物质的废水、废酸、废气，对生态环境和人体健康造成 重要影响。从能源消耗情况来看（见表2）,多晶硅、电池和系统生产环节，分 别占总能耗的56-72%、12-14%、9-20%，从多晶硅开始到光伏系统整个产业链的 能耗为 1.032-1.658kWh/Wp。表1光伏产业链各环节污染物产生环节二废主要污染物多晶硅液体废物废气淋洗水纯水制备排水等气体废物 四氯化硅，每生产1吨多晶硅产生10-20吨四氯化硅 三氯氢硅合成工序中排出的
11、尾气，主要是硅尘、氢 气、氯化氢、氯硅烷等硅芯制备程序，对硅芯进行干燥，酸腐蚀有氯化氢 和氮氧化物气体固体废物硅粉、氧化硅和石灰石渣硅片液体废物切割夜，主要成分为聚乙二醇，是COD的主要来源 清洗剂含酸废水含硅废水生活污水气体废物硅料处理和多晶硅锭产生的废气硅料处理主要产生氟化物和氮氧化物多晶硅锭生产中会产生含尘废气及热氩气固体废物废坩埚污水处理后的污泥电池液体废物清洗产生的酸碱废水含氢氟酸废水气体废物酸碱废气氢氟酸雾 PECVD （辅助化学气象沉积技术）尾气主要含残余硅烷、氨和挥发有机物氯气固体废物硅片边角料污水处理底泥组件液体废物清洗玻璃废水气体废物串焊废气固体废物包装固废注：资料来自某国
12、际组织发布的中国光伏产业清洁生产研究报告。表2太阳能晶硅电池发电产业链能耗多晶硅硅锭硅片电池组件系统单位能耗0.4-1.2 kWh/Wp0.056-0.072 kWh/Wp0.016 kWh/Wp0.15-0.2 kWh/Wp0.02 kWh/Wp0.15 kWh/Wp总能耗占比56-72%4-5%2-3%12-14%1-2%9-20%注：资料来自某国际组织发布的中国光伏产业清洁生产研究报告。虽然现状不令人满意，与“十一五”初相比还是有所进步。生产太阳能电 池的多晶硅用量从2006年的llg/Wp下降到2010年的7-8g/Wp。但是，与国际 先进企业相比，我国光伏企业的清洁生产水平还存在很大
13、差距。2.5清洁生产技术发展情况在光伏行业中，采用清洁生产技术不但能使企业达到国家各项环保标准， 还有助于公司持续降低成本，在行业中取得更强的竞争力。在铸锭、硅片环节，铸锭热场改造，使用大尺寸坩埚，可以提高铸锭合格 率，降低能耗。使用金刚石线可以提高效率，同时节约成本；浆料内部回收再利 用也能降低硅片的加工成本。此环节中，切割液的排放是液体废弃物中化学需氧 量的主要来源。通过对切割液的回收使用，能够降低废水排放，从而削减处理成 本。而且，通过使用金钢线切割，还能够避免使用切割液，虽然金钢线在成本上 不具有太大优势，但因为能不使用切割液，不但能减少切割液的使用成本，还节 省了大部分的废水处理成本
14、，而且对环境有利，使它成为切割线的发展方向。众所周知，正是得益于世界各国对清洁能源发展的决心，光伏行业才能迅 速成长。光伏行业不仅要为世界提供清洁能源，其本身的生产也应该而且必须是 清洁的。一旦光伏企业造成了环境问题，将会对行业健康及其可持续发展带来负 面影响。从这个意义上说，清洁生产不能局限于企业社会责任的范畴，而是企业 可持续发展的方向性问题。可以说，清洁生产是能满足企业自身发展需求、自然环境以及客户要求等 多赢的举措。太阳能作为一种清洁能源，其转化和使用也应该是清洁的，这样才 能凸显其优势，从而获得更大市场。这也是全社会给光伏行业提出的更高要求。 而技术环节也已经不是实现目标的障碍。光伏
15、行业应该也有能力在现在的环境排 放标准下进行升级改造并严格执行环保标准，让光伏行业的清洁生产不再成为被各界诟病的一大顽疾，让太阳能发电真正实现清洁化。2.6产品及特征情况太阳能多晶硅锭是制作多晶硅片的主要原材料，太阳能单晶硅棒是制作单晶 硅片的主要原材料。太阳能硅片主要包含单晶和多晶硅片，是制作太阳能电池的主要原材料。单 多晶硅片厚度为：180微米；尺寸为：156X156。太阳能电池片主要包含单晶和多晶电池片，是制作太阳能电池组件的主要原 材料。单多晶三栅线电池厚度为：180微米；尺寸为：156X156；多晶太阳能电 池转换效率：平均大于18%，单晶太阳能电池转换效率：平均大于19%。太阳能电池组件主要分为单晶和多晶组件，是制作光伏发电系统的主要原 料。根据各自组件功率的不同尺寸存在差异，多晶太阳能电池组件的转化效率： 平均大于14.5%，单晶太阳能电池组件的转化效率：平均大于15.5%。3-指导思想、编制原则及依据3.1标准的编制目的评价光伏制造企业的清洁生产水平；.用于光伏
