系统工程

光伏技术生命周期评价的新方法

2020-05-26 14:23:37 光伏测试网

近日,澳大利亚研究人员对碲化镉(CdTe技术)太阳能电池组件、非晶硅太阳能电池组件、多晶硅组件和单晶硅组件进行了“从无到有”的生命周期评价(LCA)。

(来源:微信公众号“光伏测试网”ID:TestPV)

研究发现,这三项硅基技术的制造业影响较大,其生命周期包括石英还原、硅提纯、硅片和组件生产、逆变器、安装、其他电气安装生产。此后的运营30年,将产生能耗、污染物排放、运输、垃圾处理工艺、报废拆解、填埋和回收等一系列问题。

而CdTe技术的生命周期包括(作为其他采矿活动副产品的)镉和碲的提取、涵盖气相传输沉积工艺、薄膜沉积和组件生产之后的所有生产链。

由此得出结论,碲化镉太阳能电池组件的生命周期影响最小,其次是非晶硅、多晶硅和单晶硅组件。CdTe薄膜技术的低影响是由于其整个生命周期过程中材料和化学品的消耗较低。研究人员补充道,在CdTe技术的整个清单中,唯一大量的排放是向水中排放镉离子。但与其他光伏发电厂的生命周期排放量相比,其排放量较低。

相反的是,多晶硅太阳能和单晶硅太阳能组件的制造过程包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体的高排放。研究人员补充道,在18个中点影响类别中,单硅光伏技术的影响最显著,占13个;相比之下,多硅光伏技术的影响最高,占3个类别;其余的由a-Si和CdTe技术共同拥有。

研究人员表示,打算在今后的生命周期评价研究中纳入其他光伏技术,如CIGS、钙钛矿和有机光伏等其他光伏技术,并将所有太阳能技术与各种可再生、不可再生发电技术进行比较。

ps:该研究结果发表在《环境科学与污染研究》杂志上的《配方法中点和终点指标对最广泛采用的太阳能光伏技术的生命周期评价》一文中。

关于生命周期评价(LCA)

LCA是分析产品系统对环境影响的方法,通过LCA可以发现其影响环境的潜在之处并将其对环境的影响降到最低。近些年国内外对光伏电池板的LCA有丰富的研究。这一方法共利用21个指标,从人类健康、生物多样性和资源稀缺三个更高的层面评价一项技术或产品对环境的影响。这些指标侧重于单一的环境问题,如气候变化。

用于研究的18个中点指标是气候变化、臭氧消耗、陆地酸化、淡水富营养化、海洋富营养化、人类毒性、光化学氧化剂形成、颗粒物形成、陆地生态毒性、淡水生态毒性、海洋生态毒性、电离辐射、农业用地占用、城市土地占用、自然土地转化、水资源枯竭、金属资源枯竭和化石资源枯竭。

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