1、光伏發電的節能減排效應

　　相對于常規的火電，光伏電力的節能、減排能力到底有多大呢?

　　先看著名的溫室氣體CO2。

 　　這個數據最權威的發布渠道，應該是“中國清潔發展機制網”每年公布一次的基準線排放因子。根據《2013中國區域電網基準線排放因子》，各地區的排放因子數值如下表。

 　　進行一下單位換算，以北京所在的華北電網為例，1kWh的清潔電力相當于減排917.1g的CO2。

　　再看節能(節約標煤)量。

 　　這個數據最權威的發布渠道應該算是中國電力企業聯合每年發布的統計數據了。根據中電聯網站的統計數據，6000千瓦及以上電廠，2012年的平均發電標準煤耗為305g/kWh，供電標準煤耗為325g/kWh。發電廠一般采用發電煤耗，用電戶一般采用供電煤耗。

 　　同時，中電聯的網站還給出了2012年全國電廠發電時排放的煙塵、二氧化硫排放量的統計數據，分別為0.4g/kWh和2.3g/kWh。

 　　綜上所述，以北京為例，裝機量1萬千瓦的光伏項目(年滿發小時數為1000h)的年發電量為1千萬kWh，則相對于常規火電，節能減排量如下：

　　節約標煤：3050噸;

　　減排：CO28570噸，煙塵4噸，SO223噸。

　　2、光伏系統運行過程中的輻射

 　　光伏組件本身在發電時并不產生任何電磁輻射，但是為了將光伏組件所發的直流電轉變為交流電并實現和電網的連接，通常需要很多的電力設備和電子器件，這些設備在運行時會影響周圍的電磁環境。

 　　這里用光伏發電系統和電磁環境指代存在于光伏系統周邊的由于光伏系統運行產生的電磁現象的總和。

 　　經科學測定，太陽能光伏發電系統的電磁環境低于各項指標的限值。在工頻段，太陽能光伏電站電磁環境甚至低于正常使用的常用家用電器時產生的量值，不會對人身健康產生影響。

　　工頻下光伏電站與常用家用電器電磁環境測試結果對比，如下圖。

　　3、電池生產過程中的污染

 　　生產制造過程中會產生一定的廢氣、廢水或固體廢物，統稱三廢，晶體硅光伏制造過程也不例外。下圖展示了晶體硅光伏制造過程中產生“三廢”種類、主要產生環節及處理措施。光伏制造過程中產生的絕大部分污染物經簡單護理后即可達到國家安全排放標準，處理過程簡單且工藝成熟，對環境影響比較小;個別集中光伏生產行業持有的污染物，如四氯化硅、廢砂漿以及氟化物，如下圖所示。

　　4、光伏系統的能量回收期

　　光伏發電系統的能量回收期=光伏系統全生命周期內的總能耗÷光伏系統年發電量

 　　光伏系統幾年內能把自己生命周期內消耗的能力回收回來。光伏系統的能量回收期不僅考慮了光伏制造過程的能量消耗，也考慮了光伏組件外其他部件的能量消耗。顯然，回收期越短越好。能量回收期是判斷可再生能源的指標之一。

 　　歐洲光伏產業協會EPIA的研究表明，根據光伏系統的類型和安裝位置，不同類型的光伏系統的能量回收期約為0.5~1.4年。

 　　根據中國可再生能源學會光伏專委會最新一項關于晶體硅光伏系統能量回收期的測算結果：我國單晶硅光伏系統能量回收期約為1.34年，多晶硅光伏系統能量回收期約為1.17年，較國際能源署2008年公布的晶硅光伏系統能量回收期(單晶硅能量回收期約為2年，多晶硅能量回收期約為1.7年)有了大幅縮減。

　　該測算的邏輯及邊界條件為：

 　　能量回收期TP=光伏系統生產全產業連各個環節所需能量ER÷光伏系統年發電量EO

　　其中，

 　　按照每生產1千克太陽級硅需要1.3千克金屬級硅，每生產1千克晶體硅電池需要1.25千克太陽級硅，而每千克規定可生產190瓦太陽電池計算，得出沒生產1W太陽電池需要太陽級硅6.58克、需要金屬級硅8.55克，進而可以計算得出：

　　ER(單晶)=1.745kWh/W，

　　ER(多晶)=1.524kWh/W

　　按照1Wp光伏系統年平均發電1.3kWh計算，可得：

　　單晶硅光伏系統能量回收期為1.34年，

　　多晶硅光伏系統能量回收期為1.17年。

　　5、我國建筑建設分布式光伏的潛力

 　　按照國家住宅與居住環境工程技術研究中心推算數據，2020年我國建筑總面積將達到700億平方米，其中可利用的南墻和屋面面積為300億平方米，按照可利用面積的20%用于安裝光伏系統計算，則屆時可安裝光伏系統的面積約為60億平方米。根據每20平方米安裝1kW光伏系統計算，2020年建筑光伏系統最大裝機容量可高達3億kW。由于80%的屋面面積位于我國中東部地區，因此建筑光伏的主要建設區域在中東部地區。按照中東部地區平均年等效利用小時數為1300h，2020年建筑光伏年發電量約為：

　　3億kW×1300h=3900億kWh

 　　約相當于5個三峽電站的全年發電量。(按照三峽電站2013年全年發電量828.27億kWh計算)

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