太陽能級多晶硅的生命周期評價(jià).pdf

1、太陽能級多晶硅是太陽能電池的核心原料，尤其組成的太陽能光伏系統(tǒng)可將太陽能通過光伏效應(yīng)轉(zhuǎn)換為電能。太陽能發(fā)電是物理過程，不產(chǎn)生環(huán)境污染物，屬于清潔能源。太陽能級多晶硅也被視為環(huán)保產(chǎn)品，其產(chǎn)業(yè)鏈不斷的發(fā)展壯大。但在太陽能級多晶硅的原材料制取、生產(chǎn)等過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染物。同時(shí)，國內(nèi)太陽能級多晶硅產(chǎn)業(yè)相關(guān)的環(huán)保技術(shù)政策和規(guī)范缺失，行業(yè)污染防治技術(shù)指南等還處于研究階段。生命周期評價(jià)作為環(huán)境管理工具，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的環(huán)境影響研

2、究。因此，本文將生命周期評價(jià)技術(shù)方法運(yùn)用于太陽能級多晶硅生命周期環(huán)境影響研究，旨在量化計(jì)算并評價(jià)其環(huán)境影響，為企業(yè)管理者和環(huán)保行政管理部門提供相關(guān)參考和建議。
　　 首先，論文對國內(nèi)太陽能級多晶硅的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和生命周期評價(jià)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，構(gòu)建了太陽能級多晶硅的生命周期評價(jià)模型，確定了評價(jià)的技術(shù)框架。調(diào)查收集了太陽能級多晶硅生命周期各過程企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行了生命周期數(shù)據(jù)清單分析，通過對具體清單數(shù)據(jù)的分析，將太陽能級多晶硅

3、的生命周期主要環(huán)境影響歸結(jié)為資源消耗、能源消耗、臭氧層破壞、全球變暖影響、酸化影響、水體富營養(yǎng)化影響、水質(zhì)影響、氣溶膠影響、固廢排放（填埋空間消耗）和慢性公眾健康影響共10個(gè)影響類別。
　　 其次，論文確定了各類環(huán)境影響的特征化方法和計(jì)算模型。經(jīng)過計(jì)算得出:1kg太陽能級多晶硅的生命周期環(huán)境影響為:資源消耗(RU):4.02kg硅石;能源消耗(EN):105.00kgce（標(biāo)準(zhǔn)煤）;全球變暖潛值(GWP):102.00kgCO2

4、;臭氧層消耗潛值(ODP):0.0161kgCFC-11;酸化潛值(AP):1.84kgSO2;水體富營養(yǎng)化潛值(EU):0.007kgPO4-;水質(zhì)影響(WQ):0.05kgCOD;氣溶膠影響(PM):0.00017kg粉塵;填埋空間消耗(SW):0.00132m3;慢性公眾健康影響(HTI):112.00kg（非致癌有毒物）。同時(shí)，通過對太陽能級多晶硅生命周期各過程環(huán)境影響的數(shù)據(jù)分析，明確了太陽能級多晶硅生命周期各類環(huán)境影響的主要貢

5、獻(xiàn)過程。
　　 再次，通過層次分析法（AHP），計(jì)算了各類環(huán)境影響的權(quán)重。經(jīng)計(jì)算，各類環(huán)境影響的權(quán)重值分別為:資源消耗(RU)0.283，能源消耗(EN)0.206，全球變暖影響(GWP)0.144，水質(zhì)影響(WQ)0.096，水體富營養(yǎng)化影響(EU)0.096，慢性公眾健康影響(HTI)0.064，氣溶膠影響(PM)0.044，酸化影響(AP)0.030，固體廢棄物(SW)0.022，臭氧層消耗(ODP)0.016。并通過量化

6、模型的運(yùn)用，計(jì)算得1kg太陽能級多晶硅的生命周期綜合環(huán)境影響為44.7。同時(shí)，論文運(yùn)用相對環(huán)境影響評價(jià)模型，得出國內(nèi)太陽能級多晶硅的生命周期各過程的環(huán)境影響排序?yàn)?太陽能電池片生產(chǎn)＞工業(yè)硅制?。咎柲芗壎嗑Ч枭a(chǎn)＞多晶硅片生產(chǎn)＞硅石開采＞太陽能電池組件生產(chǎn)。
　　 最后，通過對太陽能級多晶硅生命周期的環(huán)境影響因素的分析，立足于環(huán)保，論文提出了太陽能級多晶硅產(chǎn)業(yè)鏈端各企業(yè)工藝技術(shù)和生產(chǎn)水平改進(jìn)的建議措施:1)硅石開采過程，提高爆破

7、效率，減少含氮、含硫炸藥的使用，優(yōu)化爆破除塵工藝;2）工業(yè)硅制取過程，提高還原劑的效率，減少或避免含硫、含氮還原劑的使用，優(yōu)化硅石破碎篩選工藝;3）太陽能級多晶硅生產(chǎn)過程，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，建議使用鋅還原法進(jìn)行生產(chǎn)，并提高SiCl4的回收使用率，閉環(huán)生產(chǎn);4）多晶硅片生產(chǎn)過程，提高鑄錠工藝，增大出爐晶錠質(zhì)量，提高切割水平;5）太陽能電池片生產(chǎn)過程，改進(jìn)混酸種類及配比，優(yōu)化銀、鋁漿的配料成分及比例;6）太陽能電池組件生產(chǎn)過程，優(yōu)化層壓工藝和焊