太阳能电池板制造的碳足迹

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太阳能电池板制造的碳足迹

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https://sigmaearth.com/zh-CN/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E8%83%BD%E7%94%B5%E6%B1%A0%E6%9D%BF%E5%88%B6%E9%80%A0%E7%9A%84%E7%A2%B3%E8%B6%B3%E8%BF%B9/

太阳能发电经常被誉为化石燃料的清洁绿色替代品，但太阳能电池板的制造过程究竟如何清洁呢？本文将仔细研究太阳能电池板制造过程中的碳足迹以及抑制碳足迹的有效策略。

了解太阳能电池板制造的碳足迹

太阳能电池板制造的碳足迹包括总温室气体温室气体排放以二氧化碳当量吨 (tCO2e) 为单位，在产品整个生命周期内直接或间接释放。虽然太阳能电池板的生产过程确实会导致温室气体排放，但值得注意的是，一旦投入使用，太阳能电池板就会产生清洁电力，从而抵消其初始碳足迹在几年内。这一抵消的具体时间范围取决于多种因素，例如太阳系的大小、日照量以及所用太阳能电池板的类型。

太阳能电池板制造的碳足迹

太阳能电池板系统由于其在运行过程中污染极小，因此被认为是清洁和可持续的能源。然而，其整个生命周期（从制造到处置）对环境的影响不容忽视。这些影响包括土地使用、空气污染、有害物质排放和用水。

1. 土地利用

安装大型太阳能发电场需要大量土地，这可能会破坏当地的生态系统和土地使用模式。建设阶段通常会对土地和栖息地的环境影响产生重大影响，主要是由于使用混凝土、重型机械以及安装结构和电缆。一些报告和研究表明，太阳能发电系统，包括光伏系统和集中式太阳能（CSP）与其他能源技术相比，太阳能发电的能源土地利用强度最高。仅在美国，太阳能发电系统的快速发展就需要数千英亩的土地，这引发了人们对土地退化和栖息地丧失的担忧。

2. 空气污染

与化石燃料不同，太阳能电池板在发电时不会产生排放。这就是为什么它们是清洁能源转型的重要组成部分，旨在减少温室气体总排放量并防止气候变化。然而，从开采金属和稀土矿物到太阳能电池板生产过程，再到运输原材料和成品电池板，太阳能发电的生产步骤都可能产生排放。

太阳能电池板的碳足迹主要取决于太阳能电池的生产方式。它们通常以硅为基础，而硅基太阳能电池的生产会产生四氯化硅当暴露在潮湿的空气中时，它会变成有害的氯化氢，对环境和人类健康构成威胁。

此外，太阳能电池板的生产还涉及使用危险材料。太阳能电池板制造会产生大量受盐水、三氯硅烷、二氯硅烷和盐酸污染的废气。这些有毒物质和温室气体在每个过程中都会释放出来，导致空气污染。然而，太阳能电池生产的排放量与煤炭排放量相比要低得多（太阳能电池生产每吉瓦时排放 32 吨碳，而煤炭生产每吉瓦时排放 960 吨碳).

3. 用水量

太阳能光伏电池不使用水来发电。但是，与所有制造过程一样，制造太阳能光伏组件时也会使用一些水。太阳能电池板需要大量半导体，这对于将阳光转化为能量至关重要。制造商依靠水来达到各种目的，包括清洁、冷却、蚀刻和加工晶体和薄膜太阳能电池板。大型超级工厂每天可以使用数百万加仑的水，同时产生大量废水。

清洁和蚀刻太阳能光伏系统是提高太阳能电池效率的关键，会产生反渗透离子交换再生浓缩废物。生产太阳能光伏电触点和电线也会产生废水，因为需要使用大量净化溶剂，如硝酸或盐酸。产生的废水毒性很强，需要经过处理才能重新使用或安全地排放回环境中，因此，水的回收和净化对于二次和三次用途至关重要。

请参阅本文以更好地了解太阳能电池板制造的碳足迹：Tawalbeh, M.、Al-Othman, A.、Kafiah, F.、Abdelsalam, E.、Almomani, F. 和 Alkasrawi, M. (2021)。太阳能光伏系统对环境的影响：对近期进展和未来展望的批判性回顾。整体环境科学，759，143528。