嚴 浩

2012年的暑假，我參加了浙江大學光學夏令營。在這次活動中我學習到了許多光學知識，并對太陽能產(chǎn)生了濃厚的興趣。我一直在想，太陽能被譽為清潔、可持續(xù)能源，但人們長期以來所關注的只是它的使用過程是否環(huán)保，而忽略了在太陽能的生產(chǎn)和維護環(huán)節(jié)會不會產(chǎn)生污染?？商柲馨l(fā)電真的環(huán)保嗎？真的不會產(chǎn)生一點污染嗎？為了全面判斷太陽能是否為綠色環(huán)保產(chǎn)品，我萌生了對太陽能光伏產(chǎn)品的全生命周期進行一次深入調(diào)查的想法。

為了了解太陽能供電裝置的具體組成部件，我首先拆解了太陽能電池組。我發(fā)現(xiàn)電池板組件主要由多晶硅經(jīng)過切割、刻蝕、制絨多重工藝而制成。經(jīng)過一段時間的研究和網(wǎng)上學習，我了解到硅作為僅次于氧的最豐富的元素存在于地殼中，主要以熔點很高的氧化物和硅酸鹽的形式存在，在自然界中幾乎沒有游離態(tài)的硅。而多晶硅通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而制得的。為了調(diào)查生產(chǎn)過程中的環(huán)保隱患，我在2013年年初參觀了位于浙江省海寧市的一家科技有限公司。根據(jù)技術人員提供的信息，我了解了多晶硅的簡明工藝生產(chǎn)流程。

生產(chǎn)多晶硅是一個提純過程。金屬硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅，再用氫氣進行一次性還原，這個過程中約有25%的三氯氫硅轉(zhuǎn)化為多晶硅，其余大都變?yōu)閺U氣，同時形成副產(chǎn)品——四氯化硅。如果回收工藝不成熟，四氯化硅、氯氣等有害物質(zhì)極有可能外溢，存在重大的安全和污染隱患。四氯化硅遇到潮濕空氣就會分解成硅酸和劇毒氣體氯化氫，對人的眼睛、皮膚、呼吸道有強刺激性。氯氣的外溢則可使人出現(xiàn)咳嗽、頭暈、胸悶等病狀，并導致農(nóng)作物大面積減產(chǎn)和絕收。經(jīng)過多方了解，我發(fā)現(xiàn)目前還沒有一家中國企業(yè)在這個提純過程中能夠達到“零排放”標準。

隨后我又走訪了某能源科技公司。這家公司為多晶硅片進行后期加工，使之滿足太陽充能充電的需要。其主要生產(chǎn)流程是將硅片刻蝕，制絨，并印刷電路。在刻蝕、制絨過程中，工廠會大量使用強酸強堿溶液，如處理不當則會對環(huán)境造成很大的危害。

通過對兩家公司的走訪，我們可以了解到整個太陽能電池片的生產(chǎn)流程對廢氣、廢物的處理要求都很高。無論是生產(chǎn)多晶硅片抑或是后期加工，都存在著極大的環(huán)保隱患以及難以預計的能源消耗。

此外，我還想到了針對太陽能電板使用后的維護保養(yǎng)問題。畢竟，為了維持太陽能電板正常的發(fā)電效率，定期清潔十分必要，清潔電池板的過程勢必會消耗大量水資源。那么，具體的消耗量到底是多少呢？為此，我進行了一個清潔小實驗，并得出一個驚人結(jié)論！年發(fā)電量為100萬瓦的太陽電板，其一年的清潔維護需消耗65萬升的水，這相當于一個成年人15年的用水量！太陽能發(fā)電裝置報廢后的處理過程也會影響生態(tài)環(huán)境，例如鎘、汞等一些重金屬都有泄漏的可能。

太陽能發(fā)電裝置在發(fā)電（使用）過程是綠色環(huán)保的，而太陽能發(fā)電裝置制造過程是高能耗高污染的，太陽能發(fā)電裝置維護和報廢后的處理也存在耗能和環(huán)境污染的問題。環(huán)境的承受能力是有限的，地球的生命是脆弱的。雖然從太陽能發(fā)電裝置的全生命周期分析，仍有許多造成環(huán)境污染的可能，但只要我們加強研究太陽能發(fā)電裝置在制造、維護以及報廢后回收處理階段的能耗和污染問題，并能夠妥善解決，那么在不久的未來，我們就能在保護環(huán)境的前提下，更好地讓太陽能這一清潔能源為我們服務！