Как представитель чистой энергии, фотоэлектрические электростанции имеют полный углеродный след жизненного цикла, скрытый за их меткой «нулевых выбросов», от очистки кремния до выхода на пенсию электростанции. С углублением цели «двойного углерода», фотоэлектрическая промышленность переходит от «фокусировки только на сокращении выбросов на стадии выработки электроэнергии» к «полноценному управлению углеродом». Оптимизируя сырье, улучшая производственные процессы и инновационные технологии переработки, выбросы углерода фотоэлектрических электростанций на протяжении всего их жизненного цикла являются сводными, действительно реализуя зеленую приверженность «от колыбели до могилы».
1 Процесс производства: революция «уменьшение углерода» фотоэлектрических панелей
Производство кремниевого материала - это «большая голова» выбросов углерода в цепочке фотоэлектрической промышленности. Традиционный метод Siemens для производства поликристаллического кремния потребляет до 120000 кВт -ч на тонну и излучает около 80 тонн углерода. Реактор с псевдоожиженным слоем нового поколения (FBR) снижает потребление энергии до 60000 кВтч/тонна и выбросов углерода на 50%; Более продвинутая технология переработки кремниевых материалов в электронном соревнованиях очищает кремниевые отходы из полупроводниковых отходов, снижая выбросы углерода всего на 20 тонн на тонну кремниевого материала, что на 75% ниже традиционных методов. После принятия метода FBR ведущее предприятие сократило свой углеродный след на стадии производства фотоэлектрических панелей с 600 кгко ₂ E/W до 300 кгко ₂ E/W.
Итерация технологии аккумулятора продолжает снижать потребление энергии единицы. Потребление энергии производства клеток PERC уменьшилось с начала 1,5 кВтч/Вт до 0,8 кВтч/Вт; Новые технологии, такие как Topcon и HJT, имеют снижение потребления энергии еще на 30% за счет упрощения этапов процесса. Клетки HJT используют технологию низкой температуры (ниже 200 градусов), которая экономит много энергии по сравнению с диффузией высокотемпературной диффузии PERC (900 градусов), и могут использовать более тонкие кремниевые пластины (120 мкм), снижая потребление кремниевого материала на 15% и дальнейшее уменьшение выбросов углерода в одну ватт на 20%.
Эффект зеленой замены компонентной рамы и стекла является значительным. Замена первичного алюминия переработанным алюминием для производства рамок может снизить выбросы углерода на 95% (первичный алюминий испускает 16 тонн углерода на тонну, в то время как переработанный алюминий излучает только 0,8 тонны); Ультра -белое свернутое стекло применяет оптимизацию процесса с плавающим стеклом в сочетании с технологией рециркуляции фотоэлектрического стекла, которая уменьшает выбросы углерода на единицу площади стекла от 15 кг/м ² до 8 кг/м ². «Все зеленые компоненты» определенной фабрики компонентов (переработанная алюминиевая рама+переработанное стекло+низкоуглеродистое аккумулятор) снизили свой углеродный след на 40% по сравнению с традиционными продуктами.
2 Строительство и эксплуатация: низкоуглеродные практики для реализации электростанций
Углеродный след фотоэлектрических электростанций во время фазы строительства часто упускается из виду. В конструкции фундамента свай, использование спиральных свай вместо бетонных свай может уменьшить использование цемента на 70% (выбросы углерода на бетонную кучу составляют около 50 кг, в то время как спиральные кучи излучают только 15 кг); С точки зрения выбора кабеля, вместо медных кабелей используются алюминиевые сплавные кабели, используя преимущества низкоуглеродистого свойства алюминия (выбросы углерода алюминия на 60% ниже, чем медь), одновременно компенсируя разницу в проводимости путем увеличения площади поперечного сечения. После принятия этих мер выбросы углерода на этапе строительства электростанции 100 МВт уменьшились с 8000 тонн до 5000 тонн.
Управление углеродом на этапе эксплуатации фокусируется на «зеленой электричестве для самостоятельного использования». Все транспортные средства для технического обслуживания на электростанции представляют собой электромобили, оснащенные фотоэлектрическими зарядными объектами на месте, для достижения нулевых выбросов в процессе технического обслуживания; Модели высокой эффективности и энергосбережения выбираются для вспомогательного оборудования, такого как инверторы и системы мониторинга, снижая скорость самостоятельного использования электростанции с 3% до 1,5%. На фотоэлектрической электростанции в Германии установка систем хранения энергии для хранения электроэнергии снижает ежегодную покупку электроэнергии у сети на 50000 кВтч, что эквивалентно сокращению выбросов углерода на 30 тонн.
Функция секвестрации углерода в землепользовании была полностью эксплуатирована. Посадка растений для секвестрации углерода (таких как люцерна и море-бедорон) под фотоэлектрическими панелями могут обеспечить дополнительные 1-2 тонны секвестрации углерода на акр в год; Создайте защитные лесные ремни вокруг электростанции, выберите быстрорастущие виды деревьев и сформируйте композитную экосистему «Фотоэлектрической массивы+леса по шормке углерода». Практика электростанции во Внутренней Монголии, Китай показывает, что эта модель увеличивает общую пропускную способность электростанции по секвестрации углерода на 20%, становясь важной добавкой к углеродным активам.
3 Пенсионерская переработка: путь «кругосрочного восстановления углерода» для фотоэлектрических панелей
Стандартизированная переработка фотоэлектрических панелей может значительно уменьшить углеродный след на протяжении всего жизненного цикла. Кристаллическая кремниевая фотоэлектрическая панель содержит 80% стекла, 10% алюминиевой рамы, 5% кремниевой пластины и небольшое количество металлов, таких как серебро и медь. Благодаря физическому раздавливанию и процессам переработки гидрометаллургии скорость восстановления стекла достигает 95%, а скорость восстановления алюминиевой рамы составляет 98%. Кремниевая пластина может быть очищена и повторно используется в фотоэлектрических или полупроводниковых полях. Данные показывают, что утилизация фотоэлектрической панели в отставке 250 Вт может сократить выбросы углерода от производства сырья примерно на 150 кг, что эквивалентно три месяца снижения производства электроэнергии для панели.
Каскадное использование расширяет цикл уменьшения углерода фотоэлектрических панелей. Фотоэлектрические панели пенсионеров (с эффективностью, сниженной до менее 15%) не подходят для крупных электростанций, но могут использоваться для сценариев с низкой мощностью, таких как освещение с сети и фотоэлектрические водяные насосы. Определенное предприятие в Китае превратило 5000 отставных солнечных батарей в сельские фотоэлектрические системы орошения, расширяя цикл сокращения углерода каждой панели на 5 лет, что эквивалентно сокращению выбросов углерода от переработки и обработки на 300 тонн.
Инновации в технологии утилизации технологий снижают потребление энергии во время обработки. Потребление энергии традиционных процессов утилизации составляет около 100 кВт/ч/блок, в то время как новая технология пиролиза с низким уровнем температуры снижает потребление энергии до 50 кВт/ч/блок при сокращении выбросов выхлопных газов. Система сортировки ИИ, разработанная в рамках проекта «фотоэлектрический цикл» ЕС, может автоматически идентифицировать различные материалы на фотоэлектрических панелях, повышая эффективность утилизации в три раза и снижение затрат на обработку единицы на 40%.
Управление углеродным следствием фотоэлектрических электростанций представляет собой углубление определения «чистая энергия» - истинный зеленый не только отражается на стадии генерации электроэнергии, но и проходит через каждую связь от производства до переработки. С улучшением всей системы учета углерода в течение всего жизненного цикла и популяризации технологий с низким содержанием углерода, фотоэлектрические электростанции будут модернизированы с «оборудования для производства низкоуглерода» до «полностью цепных систем сокращения углерода», играя более центральную роль в глобальном процессе углеродной нейтральности.