中国光伏产业清洁生产研究报告

中国光伏产业清洁生产研究报告CleanProductionofSolarPVinChina主要作者：李俊峰常瑜协调员：李昂李硕图片版权：©绿色和平2012年3月1光伏产业发展现状/011.1产业规模不断扩大，清洁生产压力增大/011.2设立多晶硅准入条件，整顿淘汰光伏落后产能/031.3严重依赖外需市场，低价竞争和贸易纠纷愈演愈烈/052光伏清洁生产的标准/063光伏生产环节的环境影响/093.1生产工艺/103.2“三废”排放情况与相关处理措施/133.3环境影响以及减排潜力/154能源消耗与碳足迹/184.1晶体硅电池光伏发电产业链能耗/184.2光伏发电的碳足迹/195清洁生产技术与经济可行性分析/215.1清洁生产与多晶硅生产成本/225.2硅片与清洁生产/236清洁生产的必要性/266.1企业发展的基本原则/266.2节约成本，提高竞争力/276.3应对绿色贸易壁垒/277主要问题/288建议/309主要结论/32附录一：国内企业的案例介绍附录二：光伏清洁生产的相关政策文件致谢目录由于其安全、少污染、可循环和资源无限等优良属性，太阳能成为人类发展所必须的清洁能源。中国的太阳能资源极其丰富，与其他能源从可获得性上相比，优势十分明显。中国的光伏产业在2004年后开始飞速发展，2007年中国已经成为世界最大的太阳能电池生产国，2010年太阳能电池产量达到13GW，电池组件产量上升到10GW，占世界产量的45%，太阳能电池产量连续五年世界第一。与此同时，中国的光伏发电市场也在逐渐起步，2010年安装光伏发电500MW，累计达到900MW，居世界前十。2011年预计中国的光伏电池和组件的产量分别达到20GW和16GW，仍居世界第一，发电装机容量可以达到3.6GW，仅次于德国、意大利，居世界第三位。但是，这个尚处在发展初期的产业也存在着一些问题，亟需尽快解决。清洁生产就是其中之一。国内的光伏企业良莠不齐，有些企业想通过将环境和健康成本外部化来降低自身生产成本，获得更多竞争力。而这种做法无异于饮鸩止渴，会带来更多的发展隐患。本研究作为首份对国内光伏清洁生产现状进行梳理的报告，分析了国内光伏产业链各个环节的环境影响，以及产品能量回收期等问题，探讨了光伏清洁生产的必要性及经济性。通过分析光伏生产中存在的问题，报告还提出了改进建议。报告的调研范围是国内产业链中的一线企业，占国内产能的30%。由于晶硅电池为主流技术，其市场份额在95%以上，其产能也占据国内的95%以上，故本报告以晶硅电池为主要研究对象，暂不涉及薄膜电池清洁生产问题。从产业链来说，研究涵盖的包括多晶硅原料的生产、硅片、电池片和电池组件的制造以及光伏系统的安装。考虑到产业链末端的逆变器生产属于电子集成，环境影响相对较小，产业链的环境影响评价侧重在多晶硅、硅片、电池和组件这四个主要环节。这条产业链占整个光伏产业价值的80%以上，能耗占整个产业的90%以上，能够代表光伏产业的环境影响和能耗水平。引言1.1产业规模不断扩大，清洁生产压力增大在市场需求的拉动下，中国的光伏产业链规模已经形成。无论是装备制造还是配套的辅料制造，国产化进程都在加速。在光伏产业链中，多晶硅企业70多家，硅片企业60多家，光伏电池组件企业700-800家，截至2011年底，国内光伏企业已经有11家美国上市公司，8家香港上市公司，14家国内上市公司，行业年产值超过3000多亿元，进出口额220亿美元，就业人数30万人。在上游的多晶硅方面，2005年以后，国内外光伏市场迅猛发展，对多晶硅的需求迅速增长，使得中国多晶硅产业规模迅速扩大。如图1所示，2007、2008和2009年的产能分别达到1000、5000和20000吨，2010年产能/产量达到超过8.5/4.5万吨，预计2011年将分别达到16/9.1万吨。国内多晶硅企业，如中能硅业、江西LDK、洛阳中硅、大全集团等，产能规模已经或将跻身世界前列。1光伏产业发展现状中国光伏产业清洁生产研究报告02900002007年50001000150004000085000450005000200002008年2009年2010年8000070000600005000040000300002000010000产能产量图1、2007-2010年中国多晶硅产能/产量情况（吨）14012012183675655557090746948301008060402001Q092Q093Q094Q091Q102Q103Q104Q101Q112Q113Q114Q11图2、多晶硅价格趋势（单位：美元/kg）由于多晶硅市场前阶段供不应求，价格水平长期居高不下（见图2），受暴利驱使，很多地方开始新建多晶硅项目。在能源短缺、电价较高的地区，出现了重复建设倾向，一些地区违法、违规审批、未批先建、边批边建的现象。这些项目缺乏配套综合利用、环保不达标。国外先进企业的能耗能够做到80-100kWh/kg，生产成本低于25美元/kg，而国内多数企业的能耗还远远达不到先进水平，其产品也不具备竞争力，代价高昂，造成了一部分落后产能出现。对于下游硅片、组件等产业链环节，也存在着盲目投资、重复建设、缺乏可持续理念等的问题。特别是一部分企业对提高效率、降低成本以及企业管理的重要性并不了解，这使得企业缺少核心竞争力，只能通过低价低质的恶性竞争在行业中挣扎。这都使得行业在快速发展的同时，清洁生产、降低能耗等问题也面临着巨大的挑战和压力。中国光伏产业清洁生产研究报告031.2设立多晶硅准入条件，整顿淘汰光伏落后产能光伏行业的高利润、高补贴等因素，吸引了大量企业趋之若鹜，一方面推动了产业的快速发展，但是国内项目无序上马的负面现象也逐渐显现出来。2009年9月，国务院38号文件（见附录二）指出国内多晶硅存在产能过剩的情况。随后，国内主要银行收紧对多晶硅企业的贷款，减少对多晶硅项目的备案与审批，在市场冲击下，国内多晶硅企业建设趋于理智。2010年年底，国家发布了《多晶硅行业准入条件》（详见附录），对多晶硅生产的选址、能耗、环保、规模做出了明确规定和限制。行业标准的出台提高了行业门槛，有助于淘汰那些落后产能。2011年12月，工信部对首批20家符合《多晶硅行业准入条件》的企业名单进行公示（见表1）。多晶硅生产要求较高的固定成本以及相当规模的启动现金成本，国家对多晶硅准入限制又提高了产能准入门槛，多晶硅产业开始进入理性化发展阶段。近年来，国内多晶硅生产企业在降低生产能耗和生产成本上有很大提高，平均综合能耗和还原能耗分别由2006-2007年的300kWh/kg以上和200kWh/kg左右，下降至2010年的160kWh/kg和80kWh/kg左右，能耗降幅近50%。而生产成本也由最初的70美元/kg降至目前的30-40美元/kg左右，部分多晶硅企业的生产成本已降至20-25美元/kg，可与国际先进企业水平竞争。《多晶硅行业准入条件》是目前为止唯一一份针对光伏行业的管理规定。其出台虽然表明政府有意规范光伏行业发展，但也从侧面显示出，对于行业全产业链的管理是十分不充分的。2012年两会期间，温家宝总理在其政府工作报告中明确提出“防止太阳能、风电设备制造能力肓目扩张”，希望这一表态可以发挥作用。中国光伏产业清洁生产研究报告04表1、首批20家符合多晶硅准入条件企业名单及产量省份企业名称2009年产量（吨）2010年产量（吨）1江苏江苏中能硅业科技发展有限公司7454178532河南洛阳中硅高科技有限公司220440113重庆重庆大全新能源有限公司152340004江西江西赛维LDK光伏硅科技有限公司220063005四川四川新光硅业科技有限责任公司95111006四川东方电气集团峨眉半导体有限公司65512007四川天威四川硅业有限责任公司508008四川四川瑞能硅材料有限公司19013009四川四川永祥多晶硅有限公司70090010四川乐山乐电天威硅业科技有限责任公司-161711陕西陕西天宏硅材料有限责任公司20080012青海青海黄河上游水电开发有限责任公司--13青海亚洲硅业（青海）有限公司-130014浙江浙江中宁硅业有限公司（硅烷法）--15湖北宜昌南玻硅材料有限公司515140016云南昆明冶研新材料股份有限公司--17内蒙内蒙古神舟硅业有限责任公司--18内蒙内蒙古盾安光伏科技有限公司--19宁夏宁夏宁电光伏材料有限公司（冶金法）--20新疆特变电工新疆硅业有限公司--中国光伏产业清洁生产研究报告051.3严重依赖外需市场，低价竞争和贸易纠纷愈演愈烈在太阳能电池组件方面，中国是世界最大的电池生产国，产量占全球产量的一半以上。2010年国内组件的实际产量也达到10.5GW，而且电池组件的产能还在持续增加中，预计2011年电池和组件的产量分别是20GW和16GW，2005-2011年中国太阳能电池组件产量及增长率如图3所示。2010年，中国光伏发电的新增装机为500MW，国内95%以上的光伏产品依赖出口。国内光伏产业供需失衡，对海外市场严重依赖，易受到欧美市场波动影响。一方面由于欧美市场增速放缓，国内产能释放，库存大量积压，导致了激烈的价格战，使得企业盈利下降；另一方面，产品的大量外销也导致欧美国家对中国光伏产品提起反倾销诉讼，引发贸易战。2011年10月，以SolarWorld公司为首的7家美国光伏电池厂商向美国政府提出申请，对中国的晶硅光伏电池产品提起双反调查。中国的光伏产品价格过低已经成为多方指责的对象，暴露出中国光伏产品成本中除了劳动力、土地等生产成本外，环境成本被压制过低的现状。18000300%214%139%151514产量（MW）增长率（％）12472525438210500142%102%73%250%200%150%100%50%0%1600014000120001000080006000400020002005200620072008200920102011e0139.5%52%16000图3、2005-2011年中国电池组件产量对光伏行业产业链而言，“清洁生产”应当可以划分为三个阶段、三个标准。首要的也是基本的目标是严格执行现行标准。作为年产值数千亿的工业产业，光伏企业的技术工艺和排放也应符合国家、地方政府和所在工业园区环保标准（见表2）。企业生产过程中产生的废气、废水、废渣、设备噪声、员工生活污水、生活垃圾等环境不利因素的排放要执行相关的排放标准，生产工艺要符合行业规定。企业能够严格贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国环境影响评价法》、《清洁生产促进法》等法规中环境保护的要求，企业的生产技术标准符合国家的资源综合利用和能耗指标。2光伏清洁生产的标准中国光伏产业清洁生产研究报告07表2、国家相关环境保护标准执行标准环境空气质量执行《中华人民共和国环境空气质量标准》(GB3095-1996)及2000年修改水环境执行《中华人民共和国地表水环境质量标准》(GB3838-2002)执行《中华人民共和国地下水质量标准》（GB/T14848-93）声环境执行《声环境质量标准GB12348-2008》执行《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）废气工艺废气执行《中华人民共和国大气污染物综合排放标准》(GB16297-96)锅炉废气执行《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）废水执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）噪声执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）固废执行《危险废物贮存污染控制标准》（GB18597-2001）和《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599-2001）资源回收和能耗指标通过《多晶硅行业准入条件》在达到国家环保标准要求的基础上，更进一步的要求是执行先进标准，指以先进企业的生产情况为标准，代表行业发展的先进水平。在做到达标排放的基础上，企业能够淘汰落后生产工艺，更新、改造落后老化的工艺、设备，完善生产环节，进一步实现节能降耗，减少产品的单位能耗，增加污染治理设施（见表3）。这一先进标准应作