Som en representant för ren energi har fotovoltaiska kraftverk ett fullt livscykel koldioxidavtryck dolt bakom deras "nollutsläpp" -etikett, från kiselrening till kraftverk. Med fördjupningen av målet "Dual Carbon" förändras den fotovoltaiska industrin från "bara fokusera på utsläppsminskning under kraftproduktionsstadiet" till "Full Chain Carbon Management". Genom att optimera råvaror, förbättra produktionsprocesser och innoverande återvinningstekniker minimeras koldioxidutsläppen av fotovoltaiska kraftverk under hela deras livscykel, vilket verkligen inser det gröna engagemanget för "från vagga till grav".
1 Produktionsprocess: "koldioxidreduktion" -revolutionen av fotovoltaiska paneler
Silikonmaterialproduktion är det "stora huvudet" av koldioxidutsläpp i den fotovoltaiska industrikedjan. Den traditionella Siemens -metoden för att producera polykristallint kisel förbrukar upp till 120000 kWh el per ton och avger cirka 80 ton kol. Den nya generationens fluidiserade bäddreaktor (FBR) minskar energiförbrukningen till 60000 kWh/ton och koldioxidutsläpp med 50%; Mer avancerad elektronisk kiselmaterialåtervinningsteknologi renar kisel från halvledaravfall, vilket minskar koldioxidutsläppen med endast 20 ton per ton kiselmaterial, vilket är 75% lägre än traditionella metoder. Efter att ha använt FBR -metoden minskade ett ledande företag sitt koldioxidavtryck under produktionssteget för fotovoltaiska paneler från 600 kgco ₂ E/W till 300 kgco ₂ E/W.
Iterationen av battericellstekniken fortsätter att minska enhetens energiförbrukning. Produktionsenergikonsumtionen för PERC -celler har minskat från den tidiga 1,5 kWh/W till 0,8 kWh/W; Ny teknik som TOPCON och HJT har minskat energiförbrukningen med ytterligare 30% genom att förenkla processstegen. HJT-celler använder teknik med låg temperatur (under 200 grad), vilket sparar mycket energi jämfört med PERC: s högtemperaturdiffusion (900 grader) och kan använda tunnare kiselskivor (120 μm), vilket minskar kiselmaterialförbrukningen med 15% och ytterligare minskar enstaka kiselutsläpp med 20%.
Den gröna substitutionseffekten av komponentram och glas är betydande. Att ersätta primärt aluminium med återvunnet aluminium för ramproduktion kan minska koldioxidutsläppen med 95% (primära aluminium avger 16 ton kol per ton, medan återvunnet aluminium endast avger 0,8 ton); Ultra White Rolled Glass antar optimering av flottör Glasprocess, i kombination med återvinningsteknik för fotovoltaisk glas, vilket minskar koldioxidutsläppen per glasenhet från 15 kg/m ² till 8 kg/m ². De "alla gröna komponenterna" i en viss komponentfabrik (återvunnet aluminiumram+återvunnet glas+lågkolbatteri) har minskat sitt koldioxidavtryck med 40% jämfört med traditionella produkter.
2 Konstruktion och drift: Lågkolpraxis för implementering av kraftverk
Kolavtrycket för fotovoltaiska kraftverk under byggfasen förbises ofta. I högfundamentkonstruktion kan användning av spiralhögar istället för betonghögar minska cementanvändningen med 70% (koldioxidutsläpp per betonghög är cirka 50 kg, medan spiralhögar bara avger 15 kg); När det gäller val av kabel används aluminiumlegeringskablar istället för kopparkablar, och utnyttjar lågkolanegenskaperna hos aluminium (aluminiumproduktionens koldioxidutsläpp är 60% lägre än koppar), medan de kompenserar för skillnaden i ledningsförmåga genom att öka tvärsnittsområdet. Efter att ha vidtagit dessa åtgärder minskade koldioxidutsläppen under byggfasen för en 100 MW kraftstation från 8000 ton till 5000 ton.
Kolhanteringen under driftsfasen fokuserar på "grön elektricitet för självanvändning". Alla underhållsfordon i kraftverket är elfordon, utrustade med fotovoltaiska laddningsanläggningar på plats, för att uppnå nollutsläpp under underhållsprocessen; Modeller med hög effektivitet och energibesparande väljs för hjälputrustning såsom inverterare och övervakningssystem, vilket minskar kraftstationens självanvändningshastighet från 3% till 1,5%. Vid en fotovoltaisk kraftstation i Tyskland minskar energilagringssystemen för att lagra elanvändning av elanvändning det årliga köpet av el från nätet med 50000 kWh, vilket motsvarar att minska koldioxidutsläppen med 30 ton.
Kolbindningsfunktionen för markanvändning har utnyttjats fullt ut. Plantering av kolbindningsanläggningar (såsom alfalfa och havstorn) under fotovoltaiska paneler kan ge ytterligare 1-2 ton kolbindning per tunnland per år; Konstruera skyddande skogsbälten runt kraftverket, välj snabbväxande trädarter och bilda ett sammansatt ekosystem av "Photovoltaic Array+Carbon Sink Forest". Praxis för en kraftverk i inre Mongoliet, Kina visar att denna modell ökar kraftverkets övergripande kolbindningskapacitet med 20%och blir ett viktigt tillskott till koletillgångar.
3 Pensionerad återvinning: Vägen för "cirkulär kolreduktion" för fotovoltaiska paneler
Den standardiserade återvinningen av fotovoltaiska paneler kan minska koldioxidavtrycket avsevärt under hela deras livscykel. En kristallin kiselfotovoltaisk panel innehåller 80% glas, 10% aluminiumram, 5% kiselskiva och en liten mängd metaller som silver och koppar. Genom fysisk krossning och hydrometallurgiåtervinningsprocesser når glasåtervinningshastigheten 95% och aluminiumramsåtervinningsgraden är 98%. Kiselskivan kan renas och återanvändas i fotovoltaiska eller halvledarfält. Data visar att återvinning av en pensionerad 250W fotovoltaisk panel kan minska koldioxidutsläppen från råmaterialproduktion med cirka 150 kg, vilket motsvarar tre månaders kraftproduktionsminskning för panelen.
Kaskadanvändning utvidgar kolreduktionscykeln för fotovoltaiska paneler. Pensionerade fotovoltaiska paneler (med effektivitet reducerad till under 15%) är inte lämpliga för stora kraftverk, men kan användas för lågeffektscenarier såsom utanför nätbelysning och fotovoltaiska vattenpumpar. Ett visst företag i Kina har förvandlat 5000 pensionerade solpaneler till fotovoltaiska bevattningssystem på landsbygden, vilket utvidgat koldioxidcykeln för varje panel med 5 år, vilket motsvarar att minska koldioxidutsläppen från återvinning och bearbetning med 300 ton.
Innovation inom återvinningstekniken minskar energiförbrukningen under behandlingen. Energikonsumtionen av traditionella återvinningsprocesser är cirka 100 kWh/block, medan den nya lågtemperaturpyrolysstekniken minskar energiförbrukningen till 50 kWh/block samtidigt som avgasutsläppen minskar. AI -sorteringssystemet som utvecklats av EU: s "Photovoltaic Cycle" -projekt kan automatiskt identifiera olika material i fotovoltaiska paneler, vilket ökar återvinningseffektiviteten genom tre gånger och minskar enhetsbehandlingskostnaderna med 40%.
Kolavtryckshanteringen av fotovoltaiska kraftverk är en fördjupning av definitionen av "ren energi" - True Green återspeglas inte bara i kraftgenereringsstadiet, utan går också igenom varje länk från produktion till återvinning. Med förbättringen av det fulla livscykeln-koldioxidredovisningssystemet och populariseringen av tekniker med låg koldioxid kommer fotovoltaiska kraftverk att uppgraderas från "lågkolstörningsutrustning" till "fullkedjiga koldämpningssystem" och spela en mer central roll i den globala kolneutralitetsprocessen.