作业帮太阳能 环境的影响太阳能的使用对环境有什么影响吗?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/28 05:25:07
太阳能 环境的影响太阳能的使用对环境有什么影响吗?
太阳能 环境的影响
太阳能的使用对环境有什么影响吗?
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太阳能电池是一种将光能转化成电能的器件,它主要是由多晶硅构成的,也就是一种硅的化合物构成的.而普通电池是一种将化学能转化成电能的器件,它内部含有重金属,而也正是这些重金属物质会对环境造成巨大的危害.所以相对来说,太阳能电池对环境的影响要小一些.
整个光伏产业链主要包括多晶硅原料、太阳能电池、集成组件、发电工程四个相关的行业,其中多晶硅和太阳能电池是重中之重.有人说,光伏产业是一个高耗能、高污染的产业,因为现在大部分光伏电池都是用多晶硅制造的,而多晶硅的生产过程就是工业硅不断提纯的过程,这个过程不但能耗高,而且排出的尾气和废料对环境污染严重.
“其实这是大家对光伏产业的一种片面认识,这只是一种无奈的‘中国特色’.” 孟宪淦表示.
目前世界上生产多晶硅的方法主要有改良西门子法、硅烷法和流床法三种方法.据记者对目前国内已经有产出的5家企业调查发现,几乎无一例外地都是采用改良西门子法 浙江大学硅材料国家重点实验室杨德仁教授表示,西门子法是德国西门子(Siemens)公司于1954年发明的,又称三氯氢硅氢还原法,是广泛采用的高纯多晶硅制造技术,国际上生产高纯多晶硅的主要大公司都采用该技术.是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅.
“其实目前国外的很多多晶硅的生产企业已经解决了多晶硅生产过程中的高污染和高耗能的问题.”孟宪淦告诉记者,改良西门子法的原理很简单,也完全被国内的一些企业所掌握,但是其中涉及到的一些关键步骤和工艺技术,比如尾气和废料的循环利用、减低能耗等等技术国内却被全面封锁,所以只能靠国内企业自己摸索研究.
近年来,为降低高纯硅的生产成本,Hemlock、Tokyama、Wacker等企业都在研发新型反应器、汽沉积法、流态化床法等新设备和新工艺, 以提高其产品的市场竞争力.而国内的高纯硅生产基本上都是采用改良西门子法,采用俄罗斯技术,且尚未突破还原炉加压还原等核心技术,生产成本远高于国际先进水平.)
“目前,美国Hemlock、日本三菱公司的还原炉为50对棒,加压操作,单炉产量可达到5t.中国最大的还原炉是洛阳中硅的12对棒还原炉,常压操作,单炉产量1.3t,每生产1kg高纯硅所消耗工业硅为1.8kg、氢气消耗约1.8m3、电耗约300度,成本约40美元以上,与国外一般水平相比,分别高出约50％、80％、70％和60％.”国家发展和改革委员会能源局副处长周篁指出. 此外,周篁表示,高纯硅生产过程中,会产生大量的副产物,如四氯化硅、盐酸、氢气等,这些副产物的综合利用水平,决定着高纯硅材料生产的效率和成本.国外公司都建有先进的副产物回收系统,可实现副产物的循环利用,并依托化工厂综合利用四氯化硅,生产白炭黑、高纯石英和光纤预制棒等. 四氯化硅是多晶硅生产中产生量最大的副产物,未经处理回收的四氯化硅是一种具有强腐蚀性的有毒有害液体,对安全和环境危害很大.按目前国内最好控制水平,生产1000吨多晶硅将产生四氯化硅8000吨.
周认为,国内高纯硅材料生产企业均是单独建厂,必须依靠四氯化硅氢化技术回收副产物,加之还原炉系统设备、氢化系统设备、大型特殊气体压缩机、自动化控制系统等满足不了连续稳定生产的工艺要求,副产物难以全部得到回收利用,不仅制造成本高于依托化工厂建设的高纯硅材料生产企业,“三废”问题也相当严重.