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《科创板日报》5月10日讯 （研究员 金博） 长空浩瀚。随着风力吹拂，线条流畅、光滑闪亮的白色“大风车”长臂徐徐转动，风能就此转化为电能。
此外，只要有太阳光照射，覆盖屋顶或地面的光伏设施也能随时工作，将取之不尽、用之不竭的太阳能，源源不断转化为电能，输入千家万户。
如上画面，已是中国大地时常可见到的壮观图景。
能源是经济社会发展的基础和动力源泉，发展新能源则是实现未来可持续发展的必然趋势。构建清洁低碳的现代能源体系，已是我国促进经济高质量发展、增进民生福祉的必经之路。
数据显示：2023年，我国可再生能源发电装机达14.5亿千瓦，在全国发电总装机中的比重超过50%，历史性超过火电装机；在全球可再生能源发电总装机中的比重，也接近40%；我国风电机组等关键零部件的产量，占到全球的70%以上；光伏电池片和组件产量，占全球比重均超过80%。
在应对全球气候变化与可持续发展目标的双重挑战中，能源革命与节能减排双管齐下，已成为全球共识。而光伏发电作为清洁可再生能源的典型代表，凭借其资源丰富、环境友好的特质，已成为这场能源转型的中坚力量。
作为光伏发展的核心载体，光伏产业自身如何顺应这一波全球绿色转型的浪潮，亦考验着政府、行业、学界的决心和智慧。
光伏产业的环保隐忧
“中国光伏产业已形成从高层硅材料、硅片、电池片组件、光伏制造设备到系统集成和应用，最完善的产业链条，已基本能满足全球供应链的需要。”中国光伏行业协会理事长曹仁贤此前在接受媒体采访时认为，“中国已经具备完整的科研能力、供应链能力、工业化能力以及产品化能力”。
相比于传统的火力发电和核能发电，光伏发电不需要消耗宝贵的化石资料和水资源，这对煤炭、水资源短缺的地方，无疑极具吸引力。此外，相较于水力发电，光伏发电还可避免水库建设、河流改道等环境破坏问题。
不过，对太阳能光伏发电可能产生的潜在环境影响，社会亦有疑问。总的来看，对光伏产业有可能造成的环境影响，主要存在于这些环节：
1、生产与处置过程中的环境挑战；
太阳能发电系统的核心部分是光伏组件，其生产过程中涉及到多种原材料的提取、加工和制造。这一过程不仅能源消耗较高，还可能产生有害物质。
以光伏行业里占据绝对主流的晶硅电池/组件的生产过程举例，可以看看其环境影响的风险可能会出自哪里。
首先，产业链的最上游是硅料提纯。目前基本都采用“西门子法”，该方法使用和产出大量化学品/危化品，但其工艺成熟，污染相对不高。主要风险是在工厂停产后。因设备废弃之后缺少维护，大量酸性化学品集聚在管道和容器内，日久天长，容易发生泄漏，此前业内亦出现过相关事故。
产业链的中游是电池生产。电池生产环节使用的化学品较多，主要是酸碱类，会产生危化品。
废气方面，主要是氮氧化合物，会有一定的臭味/刺激性气味。电池企业如果药剂投放不足，会有超标排放情况出现，周边居民可以闻到臭味/刺激性气味，光伏企业遭到举报，往往是在这个环节。
废水方面，一个情况是“总氮”达标比较困难。总氮是指废水中存在的各种无机和有机氮的总量，而电池行业总氮的主要来源是硝酸根，一般硝酸盐会溶于水，要通过沉淀的方法处理硝酸根，难度较大。
综上，光伏产品生产过程需要用到氯气和多种酸碱，中间产物包含四氯化硅、氯化氢（盐酸）、氮氧化物、硝酸盐等，如果生产工艺不达标、未经处理直接排放，确实会污染环境，并可能造成土地、水质和空气污染。
2、光伏电站建设对土地资源的占用；
光伏电站的建设需要占用一定土地。在土地资源紧张的地区，如何合理规划光伏电站的布局，确保土地资源的有效利用，需要认真考虑。此外，光伏电站建设期间，可能会产生粉尘污染、噪声污染、固体废物、永久性占地和水土流失等。
3、废旧光伏组件的回收处理问题；
随着光伏技术的广泛应用，废旧光伏组件的回收处理问题也日益凸显。光伏组件中含有部分有价值材料，如硅、铝等，同时也存在有害物质。如何有效回收和处理废旧光伏组件，避免对环境造成二次污染，是一个亟待解决的问题。
如上综合来看，相对于传统化石能源发电、水力发电等来说，光伏发电污染和危害较小，但也存在以下几方面问题：
制造过程中的污染：光伏电池的制造需要大量能源和化学品，如硅、银、铝等，这些材料的生产和提取，会产生一定的污染和废弃物；
废弃物处理：光伏电池的寿命一般为20-30年，到期后需要进行处理，这些废弃物中含有有害物质，如铅、镉等重金属，处理不好，会对环境和人类健康造成影响；
土地使用和生态影响：大规模光伏发电需要占用大量土地，可能会对野生动物栖息地和相关生态系统，造成影响；
能源消耗：光伏电池制造业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，其实际的减排效果，也会大打折扣。
总的来说，虽然光伏发电相对传统发电方式较为环保，但其仍存在一定的污染和危害，需要进行科学治理。
中国光伏企业的探索实践
中国现在已是光伏产业大国，在全球亦承担着探索产业发展和与环境和谐共存的重任。为了解中国光伏企业在自身产品研发与环境保护方面的状况，《科创板日报》研究员从相关上市公司中，找出天合光能和晶科能源，进行案例研究。
其中，天合光能创立于1997年，目前是全球领先的光伏行业整体解决方案提供商，2006年在纽交所上市，2020年登陆上海科创板，是首家在科创板上市的涵盖光伏产品、光伏系统以及智慧能源的光伏企业。其光伏科学与技术国家重点实验室，首批获得科技部认定，连续20次打破光伏电池效率和组件输出功率的世界纪录。
晶科能源则成立于2006年，2010年在美国纽交所上市，2021年登陆上海科创板。 官网称公司2016年成为全球最大的光伏组件制造商，连续4年位居全球出货量第一。 在全球拥有超过25000名员工及9个生产基地，服务超过160个国家的客户。
总的来看，这两家行业领先的上市公司都在通过技术创新与管理提效，打造自己的行业竞争力。
其中，在绿色产品与技术环节，天合光能致力于建造绿色工厂，所有在中国及海外的工厂，均按照国际标准要求建立并实施环境管理体系，其中义乌基地按照零碳工厂实施计划建设，累计实现节约能耗超过 3500 万度，折合减少二氧化碳排放约 2.88 万吨。晶科能源也在各制造基地建立了能源管理体系ISO50001，实施节能项目，提高能源利用效率，在报告期内全球各制造基地完成多个节能降耗项目。
2.在能源管理环节，两家公司都提倡使用可再生能源电力。天合光能在报告期内，常州基地等均利用厂区屋顶铺设太阳能组件板，为厂区提供清洁能源电力；晶科能源同样在各个制造基地安装屋顶分布式太阳能光伏发电站，减少对传统电力的需求，报告期内公司新增屋顶光伏系统 110MW，共发电 5620 万度，相当于减少二氧化碳排放量 4.52 万吨。
总的来看，两家公司都获得了相应的社会认可。
2022 年，天合光能获国家级资质认证，入选“工业产品绿色设计示范企业”。2021 年获得光伏行业全球首张美国安全检定实验室公司(UL)及意大利环保产品声明 (EPD) 互认标志。报告期内，天合光能的至尊系列组件在制造环节，单位(每瓦)碳排放全行业最低，碳排放强度相比国内平均水平下降超过 30%。
在国内开发并持有的太阳能发电站发电量，超过70亿度，累计清洁能源发电量，相当于减少二氧化碳排放约500万吨。
晶科能源则获得了多项产品的碳足迹认证，如法国Certisolis实验室碳足迹认证、TÜV莱茵的ISO 14067: 2018碳足迹认证等。截至 2022 年末，公司累计22次打破电池效率和组件功率的世界纪录，尤其是在N型TOPCon领域的领先积累，过去2年已连续7次打破世界纪录。
公司还持续推动组件回收相关技术创新，搭建了晶科能源组件12MW回收示范试验产线，这一隶属于“十三五”氢能与可再生能源国家重大研究专项“晶硅光伏组件回收处理成套技术和装备”的项目成果，已顺利通过国家科技部验收。
总体来说，光伏发电在带来清洁能源的同时，也存在潜在的环境影响。而通过技术进步、政策引导和合理规划，应该可以有效降低光伏发电的环境负担，实现可持续发展。
我们相信，随着政策的持续推动与行业的创新驱动，一个基于可再生清洁能源的未来美好图景，正在变成现实。而光伏产业亦将在中国的能源转型中，作出越来越重要的贡献。
(景赋翼研究员立云对本文亦有贡献）
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