光伏电池回收精选(九篇)

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第1篇：光伏电池回收范文

关键词：公交车；太阳能；光伏电源；能源供给；绿色能源 文献标识码：A

中图分类号：TM914 文章编号：1009-2374（2015）32-0091-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.049

目前，环境污染和能源紧缺成为全球性问题，而随着经济的发展和城市化进程的加快，人们对能源的需求量越来越大，特别是电力消耗、能源紧缺成为制约社会经济发展的主要问题。所以，国家要积极推行和研发风能、水能、太阳能等清洁、无污染、可再生的新能源，缓解全球能源紧缺和环境污染问题。近几年太阳能光伏电源被广泛应用在交通运输中，取得较好的应用效果和社会效益，符合现阶段我国提出的可持续发展观念。

1 太阳能光伏电源概述

太阳能光辐射是一种取之不尽、用之不竭的能源类型，在地球大气圈以外，太阳辐射的功率密度为1.353kW/m2，到达地球表面时，一些太阳光被大气层吸收，其光辐射被降低。而在地球海平面上，正午垂直射向大地时，太能辐射的功率密度为1kW/m2，一般被作为是测试太阳能电池性能的标准光辐射强度。从这方面来看，太阳能的光辐射有比较大的能量辐射，每年到达的地球辐射能源相当于49000亿吨标准煤的燃烧，是一种比较理想的绿色能源。太阳能转换为光能主要有3种方式：光能―电能、光能―化学能、光能―热能。太阳能光伏带能的工作原理是半导体的光电效应，在纯硅中掺入5个电子的原子和磷原子，转化为带负电的N型半导体；如果掺入3个电子的原子，就转化为P型半导体。当P型和N型半导体结合在一起时会出现电势差，从而形成太阳能电能，从而使太阳能直接转化为电能，被称为光电转换，也就是我们常说的光伏发电。而快速公交系统建成BRT，它是一种新型公共客车运行系统，属于大运量交通运输方式。它主要是利用现代公交技术结合智能交通的运行管理方式，是目前比较先进和便利的交通方式。我国2012年新能源汽车与节能发展规划，提出新能源汽车技术与节能创新技术的发展，首次在政府的名义上将太阳能应用于交通运输中。而我国对一些国家这方面的研究表明，比如英国很早就颁布了电动汽车计划；日本长期坚持能源安全与产业竞争力提高的双重战略，积极制定电动汽车产业的发展，同时日本也比较重视低碳能源的研究与应用，重视科技创新。

2 太阳能光伏电源系统

2.1 太阳能光伏电源系统构成

太阳能光伏电源系统组成部件主要由太阳能电池板、逆变器、控制器以及蓄电池组成。其中太阳能电池板是构成太阳能发电系统的重要组成部分，它的主要作用是将太阳的辐射转化为电能，或者把太阳能的辐射能力通过蓄电池储存起来，或者是推动负载工作；太阳能控制器是整个光伏电源系统中工作状态的一种表现形式，它通过工作对蓄电池起到放电、充电等保护作用。另外，在温差比较大的情况下，控制器能够起到较好的温度补偿作用。而且控制器还有一些附加功能，比如时控开关、光控开关等。系统中蓄电池一般为铅酸电池，在光伏电源的微小型系统中，能够使用镍镉电池、镍氢电池以及锂电池，能够在有光束的环境下把太阳能电池板发出来的电能储存起来，需要的时候再释放出来。逆变器是太阳能光伏电源构成部件之一，太阳能一般直接输出24VDC、14VDC或者是48VDC，以便能向220VAC的电气提供电能，从而把太阳能发电系统所发出的直流电能转换为交流电能，这个转变过程就是DC-AC逆变器转换的。逆变器的选择标准是效率，效率越高系统的光电组件产生的直流电转换为交流电时产生的电量损耗就越少。从某种意义上说，逆变器的质量决定了发电系统的效益，所以在选购的过程中一定要注意使用质量过关的逆变器。

2.2 太阳能光伏发电系统分类

2.2.1 离网发电。在太阳能光伏发电系统中，离心发电系统一般配备有逆变器和蓄电池，一般情况下白天光伏产生的电能经过控制提供给负载，而且能够把系统产生的多余的电能存储到蓄电池中，在阴天或者下雨天将蓄电池内的能量通过逆变器转换为交流电提供给负载。这种应用一般在遥测、通信以及检测设备电源或者是航标塔、路灯中使用。这种通信方式应经被广泛应用于社会发展中，比如中国移动、联通公司等，近几年随着交通事业的发展，光伏电源逐渐被应用于公交、汽车及客车的领域，取得了较好的经济效益。

2.2.2 并网发电。并网发电是太阳能光伏发电的一种，并网发电系统主要是通过光伏阵列产生的直流电经过变速器转换为符合本项目工程电网要求的交流电之后直接接入电网系统中。在没有太阳的阴雨天，光伏阵列就不能产生电能，也无法满足负载需求时电网的供电。并网发电是直接将电能数据电网，在系统中不用配置蓄电池，设置了蓄电池的储能和释放过程，能够使系统充分利用太阳能阵列实施发电，从而减少能量损耗，降低系统成本，提高系统的经济效益。但是，如果系统需要专用的并网逆变器保证输出的电力满足电网电力对频率、电压的要求，可以实施电网并行，能够使太阳能光伏和电能作为本地交流负载的带能源，降低系统负载，另外并网能够对公共电网起到较好的调峰作用，它作为一种分散式发电系统，对传统的供电系统可能会产生一定的不良影响，比如系统发生的孤岛效应等。

3 太阳能光伏电源在公交车上的应用

目前，公交车上使用的能源一般是通过太阳能电池转换来的，功率密度较低，仍然不能单独成为动力来源，但是可以通过燃油汽车的启动蓄电池提供电能，以便保证车辆电能输送，防止车辆因电力不够而不能启动，同时能够减少发电机的负载，起到节约能源的作用，实现较大的使用效益。

3.1 燃油客车太阳能光伏电源的应用

图1 电动车太阳能系统

在燃油车的基础上采用太阳能电池的实施方案是一种比较简单的太阳能光伏应用模式，只需要在原来的系统中增加一个太阳能电池板和一个变换器。其工作框图如图1所示。系统的变换器一般由太阳能电池板供电，利用开关电源的模式进行设计，这样能够实现提高系统变换率、增加电压输入、提高电压的稳定性等优势。太阳能电压一般比较低，但是效率比较高。太阳充足的情况下，变换器会参与供电，而在太阳光线不充足的情况下，转换器就会停止工作，使整个太阳能模块不消耗整个汽车的电能，从而提高汽车的经济效益。

3.2 太阳能光伏电源的复合能源应用

在电动大客车中，纯电动汽车一般采用复合能源系统，能源装置一般由超级电容、太阳能电池以及蓄电池复合组成，太阳能电池与最大功率的电根据其串联结构实施能量转移，在这个过程中能够实现双向DC/DC变换器和超级电容的串联，形成2个串联回路，然后将这2个串联回路与系统的蓄电池并联在同一个直流母线上。在电能工作过程中，根据系统输出信号和指令合理、准确地判断系统工作状态，进而实施电能信号，实现电池检测功能，并科学、合理地调节系统能量和功率。此复合能源电流约束的整体控制策略一般由约束电流控制蓄电池，使电流处于安全区域。在实际工作中电动汽车大部分时间均是在行驶过程中，避免不了会出现上下坡或加减速，在这种工作状态下系统的负载电流也会随之产生较大的变化。此时如果负载电流超过蓄电池所能承受的最大电流，一般情况下为了避免蓄电池过度放电，可以用超级电容代替其释放电能，降低蓄电池的工作流量，从而起到保护蓄电池的作用。在工作工程中，对于能量回收功率，正功率表示能量源的输出功率，负功率代表其能量回收功率。超级电容吸收能源回收负功率，这部分电流的主要特点是峰值高、电流大，这部分电流如果由蓄电池直接实施回收，可能会损坏蓄电池，从而影响蓄电池的使用寿命；而工作过程中的正功率所有的输出功率均由蓄电池提供，超级电容主要负责吸收太阳能电池发出的电能，以便为下一个峰值到来时能够有足够的电源能量。这个过程中一般由超级电容和蓄电池同时供电，蓄电池提供车辆的额定功率，而超级电容提供峰值功率，或者在工作的过程中可以采用另一种没有超级电容的设计方案，此方案不采用DC/DC性超级电压，直接将电池板输出的电压转化为12V的低压，利用电池管理器监控电池状态，同时控制开关状态，完成对电压、电量较低的电池的充电。

4 公交车太阳能光伏能源的应用效益

目前，太阳能光伏电源的发电系统的造价比较高，就太阳能的发展趋势来说，太阳能光伏系统的造价会越来越低，而且国家在新能源使用方面会有更多的政策倾向，所以说该系统投资会越来越低。

我国每年大型客车的年产量比较大，据统计全国的公交运营客车超过了40万辆，可见公交行业是社会主要耗油行业之一，从这方面来看其承担着重大的节能减排任务，比较适合应用、推广新能源。全国各地的公交客车开始纷纷使用新能源，在北京、济南等地首先开始使用新能源，无论是燃油客车，还是新能源汽车都可以采用太阳能电池技术，实现节能减排的作用，而大客车的车顶面积比较大，安装太阳能电池板能够获得较大的电能，以便产生较好的经济效益和社会效益。近几年，国家对太阳能专题提出相关规划，将产业定位为中国先进新兴能源支柱产业。到2012年各地机关政府开始大力实施光伏电能，据统计，中国的光伏产能达到40GM左右，相对于世界每年需求的24GW来说，我国光伏产能出现过剩问题。但是光伏产能在未来的发展中具有较好的发展空间。目前政府主要支持独立光伏发电、并网光伏发电等，并根据市场发展规律和我国产业发展实际情况实施投资补助，一般情况下，政府会对光伏电网实施50%的补助，给予偏远地区的独立光伏点系统实施70%的补助，这样就大大降低了太阳能光伏电源的建设成本，提高了其使用效益。

目前，我国太阳能光伏电源成本已经出现下降的趋势，太阳能电池的价格逐渐下滑，光伏组件的单价以及蓄电池的单价均有所下滑，这些对于公交车能源使用问题具有较大的益处。比如在公交顶部大部分面积安装太阳能电池，如果每块太阳能电池按照20%的效益进行计算，假设一个地区的日平均太阳辐射量为12～13MJ/（m2・d），那么安装1600个标准太阳能电池，会产生640V的电压，采用40个12V的蓄电池进行充电，对于普通的晶硅太阳电池组件来说，其峰值功率其峰值功率一般为140Wp，组件价格为5元/W，成本为11200元加上其他的零部件，价格大概在22000元左右，以0.8元/kWh电价计算，经济回收7.2年，再加上政府补贴，能够实现较大的经济效益。

5 结语

在能源紧缺、环境污染的现代社会环境下，石油、煤炭资源等不能长久地维持社会的可持续发展，节能减排成为社会经济发展的主体曲，因此必须找到一种新型、环保能源代替不可再生能源，缓解生态压力。太阳能光伏电源的应用就很好地解决了这个问题。太阳能不仅是可再生资源，而且它清洁、无污染，在公交车上应用太阳能光伏电源，能够有效缓解环境能源紧缺和环境污染问题，具有较好的环境效益，提高公交行业的社会效益和经济效益。

参考文献

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[4] 陈屹.太阳能光伏发电系统在轨道交通中的应用研究[J].现代城市轨道交通，2010，（2）.

[5] 张倩.太阳能光伏发电系统在厦门快速公交中的应用研究[J].铁道勘测与设计，2010，23（3）.

第2篇：光伏电池回收范文

【关键词】自动化程度高 多地形作业 低耗能

近年来，随着国家对新能源的大力开发及应用，太阳能光伏发电产业迅速发展。随之而来对太阳能电池板的清洗就成了一大难题，解决太阳能电池板的清洁问题日益迫切。于是 “太阳能电池板清洁机器人”应运而生，其主要解决在平地、山地、沙漠等地形下太阳能电池板的清洁问题。根据统计，太阳能电池板在没有及时清洗的情况下，由于表面灰尘的积累导致发电量降低7%-35%，从而降低整个发电厂的经济效益；采区手动清理会消耗大量人力、物力、财力和时间。此款机器人具有成本造价低、续航时间长，可以大幅度解放劳动力、减少企业开支、增加发电量、提高光伏电厂的经济效益等优点。

1 发展背景

在节能环保政策的驱动下，新能源的研发及相关产业迅速崛起。在这一背景下，大同市不止在加快推进煤电一体化项目，还抓住国家能源局批复的大同市采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地的机会，大力推动光伏发电、风力发电和生物质能、抽水蓄能电站等能源项目建设。灵丘县生态治理的100万千瓦光伏项目，浑源、天镇光伏扶贫项目正加速推进。天镇光伏、晋能阳高项目，阿特斯阳高常规光伏项目进程不断加速。预计至2020年，全市的光伏产业扶贫、常规光伏项目总装机容量可以增加到300万千瓦。因为太阳能电池板受到环境的影响致使清洁度下降，发电率降低7%―35%，但目前国内市场并没有适用于清洁太阳能电池板的清洗机器人。针对这一现状，项目组研发了一款专门用于清洁太阳能电池板的智能机器人，此款机器人可用于平地、山地和沙漠等地域。

2 产品介绍

2.1 模型图（如图1）

2.2 车体基本情况

如表1。

2.3 一台样机所需成本

如表2。

3 研究计划

（1）进一步制定详尽的研究工作计划和课题实施方案；对已建立的数学模型进行分析其运动学和动力学特性；

（2）第一阶段仿真实验，机器人的感觉运动系统设计，信号传输系统的基于无线基站器件的物理实验；

（3）第二阶段机器人原理样机的研制，物理机器人测试，机器人的感觉运动系统设计的完善；

（4）第三阶段信号传输系统的基于无线基站器件的物理实现，机器人改进样机的研制。

4 市场

4.1 市场需求规模。

大同市规划从2015-2017年，在三年的时间于左县区新荣区和南郊区的十三个乡镇，1687.8平方公里采煤沉陷区范围内，建成3000000千瓦光伏发电项目。而对这些太阳能电池板的清洁就成了一个大难题，如果是依靠人工白天作业不仅会影响发电效率还会浪费水，而且人工费也是一笔不小的开销。目前国内还没有成熟的清洁太阳能电池板的机器人，仅仅对于大同市而言太阳能电池板清洁机器人市场前景就不小。按照每平方千米2台机器人，那么大同市的需求量就是3376台，由此可见太阳能电池板清洁机器人的市场需求规模很大。

4.2 未来的发展趋势

近年来，我国西部地区大力发展光伏发电，但是随着集中式光伏电站的大规模建设，一些问题已经有所显现。部分地区用电量低，已经无法完全消纳这些电量，并且受到电力系统接纳能力限制，发电厂的大规模发展也因此受限。因此，国家鼓励东、中部地区发展分布式发电，鼓励自发自用，这将成就光伏发电的发展方向。当下，广东、浙江、山东等省份的光伏发电建设规模宏大，预计于2020年将分别达到400万千瓦、600万千瓦、400万千瓦，届时对这些太阳能电池板的清洁工作将为机器人清洁提供了更加广阔的前景。

5 营销

5.1 公司可根据市场现状进行有计划的营销

5.1.1 开发商合作

合作营销方式：定点展示合作和项目合作。

（1）项目合作：主要是针对那些刚刚起步的项目，把太阳能电池板清洁机器人研制这一块纳入预算中，这样对产商来说，太阳能电池板清洁机器人可以提高太阳能电池板的清洁度，使太阳能电池板发电量增加30%。

销售模式的优缺点：影响大、利润丰厚、可是工期长、投资额度大、资金回收时间长。

（2）定点展示合作：在发电站设点展示，演示太阳能电池板清洁机器人。

销售模式的特点：成交期短、成交率高是最直接的接触方式，货款可立刻收到，最直接、最经济最实用、最有效、货款结算方式：与生产商交付场地费、月租费结算货款。

5.1.2 加盟商合作

通过地方性质的招商形式找寻下一级和经销商，分享太阳能电池板清洁机器人的乐趣、投资商机，统一的政策。

5.1.3 专业市场设点

经过专业市场设点销售、宣传太阳能电池板清洁机器人，如大型建材市场、专业电子市场等，因为来这里的客户大部分为准客户。

销售模式的特点：成交率高、客户群集中、成交速度快、资金回收快是比较经济而且稳定的销售方式。

货款结算方式：与客户直接结算货款。

5.2 研发方向

可以转向现有产品的互补型产品，市场经济发展的已经太过于饱和，研发新产品的难度远远大于互补型产品的研发。

5.3 扩展策略

努力发展现有产品，使本公司具有一定的知名度。以后再根据自身能力，开发新产品.同时兼并其他具有发展潜力的公司，使本公司有能力扩展。

第3篇：光伏电池回收范文

自2011年下半年起，由于国内产能过剩、欧洲市场需求下降与贸易壁垒等多重因素叠加，用进入“寒冬”来形容我国光伏行业毫不为过。期间最有代表性的事件即是在2013年3月，全球最大太阳能电池板生产商尚德电力宣布其在中国的主要子公司破产。无锡尚德的破产进一步暴露出全球太阳能行业的糟糕境遇。在此之前，西方太阳能行业发生一连串倒闭事件，包括德国的Q-Cells和美国Solyndra的破产事件。一连串企业倒闭尤其是大型企业倒闭，可以理解为行业见底的重要标志。遭受欧美“双反”（反倾销和反补贴）与国内产能严重过剩双重考验的中国光伏产业，是否还能迎来自己的第二个春天引人深思。

我国光伏产业发展现状

（一）产能高度集中于中游生产环节，关键技术设备需进口

一般而言，光伏产业链分为上游、中游和下游三大环节。其中，上游包括技术研发、硅材料和其他材料的提炼生产，中游包括硅片、电池片及组件的生产制造，下游则是指光伏系统安装建设及运营与维护。光伏产业链的各个环节对技术、投资与资本规模要求差异较大。资金与技术问题所产生的壁垒，使得硅材料提纯与光伏终端应用环节的价值量相对更高，而中游的太阳能电池生产与组件封装环节因进入门槛较低，导致其竞争激烈，产业价值量也最低。

我国光伏企业则恰恰集中在产业链中游低附加值、低利润回报率的电池和组件制造环节，而在产业链上游的多晶硅和产业链下游的光伏发电环节，发展还比较滞后。自2007年起，我国的太阳能电池产量便稳居世界第一位，是全球名副其实的光伏电池制造中心，如表1所示。低端产业链生产环节的重复建设，对产能扩张的盲目追求，使得产量严重过剩，为光伏产业的发展埋下了极大隐患。

表1 近年来我国光伏电池产量增长态势及与全球产量比较

年份 全球太阳能电池产量（MW） 中国太阳能电池产量（MW） 中国占比（%）

2000 287.00 3.00 1.05

2001 401.00 4.60 1.15

2002 560.00 6.00 1.07

2003 750.00 12.00 1.60

2004 1256.00 50.00 3.98

2005 1815.00 145.00 7.99

2006 2536.00 438.00 17.27

2007 4279.00 1088.00 25.43

2008 7911.00 3238.00 40.93

2009 12464.00 5851.00 46.94

2010 27381.00 7710.60 28.16

2011 37185.00 12983.88 34.92

数据来源：Wind资讯

虽然我国在太阳能电池产能与产量方面位居世界第一，但行业核心技术大多掌握在其他发达国家的手中，产业核心竞争力不强，许多关键技术和设备对外依存度很高，如薄膜电池生产线、四氯化硅闭环回收装置、自动电焊机等设备都主要依赖进口。这种技术设备方面的差距，导致光伏产业发展缺乏稳定的基础，直接致使我国光伏产品的生产成本偏高，市场竞争力不强。

此外，虽然与使用传统能源相比，使用太阳能产生的固体废物少、能源消耗低，作为绿色能源的代表其在应用环节具有无污染、无排放的环境友好型特征，但并非光伏产业链的每个环节都是无污染的。光伏电池的生产与制造环节是存在严重污染问题的，尤其是太阳能多晶硅的生产和铸锭、切片所需的能源消耗较大，环境影响也较大。对于我国光伏企业而言，集中于电池制造环节且尚未掌握产业清洁发展技术的现状，除了带来低端生产环节的重复建设与产能过剩外，也对生态环境产生了重大影响，有悖于绿色新能源应用的初衷。

（二）原材料高纯度多晶硅进口依存度高

多晶硅是光伏产业最主要的原材料。我国多晶硅工业起步于上世纪50年代，但早期发展并不景气。近年来随着光伏市场的不断发展，我国多晶硅产业获得迅速发展，产量也得到迅速扩张，从2005年到2013年，我国多晶硅产量从41吨迅速增至8.2万吨，如图1所示。

图1 我国2001年至2013年多晶硅产量

（编辑注：去掉纵坐标数据中的“，”）

数据来源：Wind资讯

我国硅矿尤其是优质石英硅矿储量丰富，可以为多晶硅的生产提供丰富的原材料，但生产高纯度多晶硅不仅对技术水平要求高，还需要大量的资金投入，所以存在着较高的技术壁垒和资金门槛。目前，生产多晶硅的主流技术是改良的西门子法，但是该法的核心技术主要集中在美国、德国、日本的几家大型厂商手中，国内除少数大型企业突破了技术限制外，大部分厂商是从国外引进技术。核心技术的缺乏，直接导致我国大部分厂商所生产的多晶硅产品质量较差，生产成本略高，因此每年仍需从国外进口大量高纯度多晶硅（见表2）。原材料的高度进口依存度，使得我国光伏产业发展风险大增，制约着整个行业的健康持续发展。

表2 2010―2013年我国高纯度多晶硅进口量与产量（单位：吨）

年份 2010年 2011年 2012年 2013年

进口量 47510 64614 82760 72104

生产量 52203 84801 71000 82000

数据来源：Wind资讯

（三）产品销售严重依赖国外市场

第4篇：光伏电池回收范文

    除了光伏电池板和电器元件以及变压器的使用时间较长之外,光伏并网逆变器整机的有效使用时间只有25年,内部电容元件等使用寿命一般为15年,更换的光伏元件一般可进行返厂处理进行再利用,较少产生固体废弃污染。但光伏产业中的主变压器所产生的废油若在事故中处理不当则很有可能产生泄漏造成污染。

    多晶硅电池组件的玻璃表面结构也会产生化学光污染,因此光伏企业一般都会采用透光率高的防眩光涂层材料,这种材料透光率高达98%,主要散射阳光,防静电、高耐磨,如合理利用放置地点则可以有效避免产生光污染。

    二、光伏产业环境污染的对策

    1.加大监管力度

    加大光伏产业监管力度,对光伏产业项目进行严格把关,完善光伏产业投资监管制度,做到光伏产业既高产又安全环保。企业根据国家相关法规进行项目审批,环保部门要严格按照“98.7%HCI(氯化氢)、99.3%SiCl4(四氯化硅)、99.5%Cl2(氯气)的回收利用标准”的规定对光伏产业的尾气回收执行严格执法监管。

    大力支持太阳能多晶硅环保产业技术的研发,引导光伏企业中的多晶硅电厂与化工联营的生产模式,对不合格企业进行坚决取缔与严惩,确保企业在进行多晶硅提纯时所生产出的有害物质能够被有效回收和处理,使我国尽快成为低能耗、低污染的高纯硅材料生产大国。

    2.鼓励企业升级

    国家和政府鼓励光伏企业产业进行升级改造,进一步优化我国的工业布局,同时加快我国产业结构的调整,有效节约土地资源,加强环境保护,实现节能减排。

    美国是拥有最先进的多晶硅生产技术国家,而我国目前的多晶硅生产企业项目技术仍然处在短缺阶段,若我国能够获得美国的强大资金支持,成功引进美国先进的多晶硅提纯生产技术,这将势必成为我国光伏产业进行自我调整和升级的重大契机。因此,我国应尽快制定相应的政策鼓励企业和地方政府积极参与产业升级。

    3.建立CDM机制

    CEM清洁能源发展机制可有效提高能源节约,根据现有能源结构来看,我国CDM项目主要是可再生能源的研究,这类项目成本低、收益高,往往能够给企业带来较好的发展前景。

第5篇：光伏电池回收范文

1独立风光互补发电系统结构一个典型的独立风光互补发电系统主要包括风力发电机、太阳能发电机、控制系统、储能装置、逆变器、整流器、直流或交流负载、电缆和其他辅助设备或柴油（汽油）发电机等。独立风光互补发电系统结构图如图1所示。风能和太阳能共同作用来满足负载的用电需求，当风能和太阳能能源充足并满足负载用电需求时，多余的能量给储能装置供电；当风能和太阳能不足时，储能装置协助混合系统给负载供电。为了保证变频器的正常工作，转储负荷（thedumpload）用于系统所产生的剩余能源消耗。最图1风光互补发电系统机构图大功率跟踪器将使风力发电机和光伏发电机始终在最大功率点运行，以提高系统的效率。在短时间内，当风能和太阳能无法满足高峰负载用电需求时，这种混合风光互补发电系统通常配有柴油（汽油）发电机来供用负荷用电，但这增加了整个系统的成本及对环境污染。因此，为减少柴油发电机的使用，混合系统可以增加储能装置。图1中的不间断电源设备（UPS）用来稳定风力发电机的输出，用来保护敏感设备防止意外电源的波动[6～10]。

2独立风光互补发电系统经济性指标独立风光互补发电系统用到的三个经济性指标分别为寿命周期成本、年度平均成本和平准化能源成本。

2.1寿命周期成本[11～12]寿命周期成本（lifecyclecost，LCC）分析给出了系统的总体成本，包括系统生命周期中的所有消费及残余价值。LCC=C+M+E+R-S式中，LCC为寿命周期成本；C为用户发生的初始成本，即为设备、系统设计、工程实施和安装支付的资本现值；M为年运行维护的全部成本之和，即项目运行维护支出的现值。运行维护成本包括运行人员的薪酬、现场交通、担保、和维护费用等；E为能源成本，每年的全部燃料成本之和，对于有柴油发电机或汽油发电机的独立风光互补发电系统，这一支出是消费的柴油或汽油成本及其运输成本；R为系统寿命期间预期的可替代电量的成本现值；S为残值，即最后一年年底的净值。

2.2年度平均成本[8]系统的年度平均成本（annualizedcostofsystem，ACS）是系统的某一项成本乘以资金回收系数。Cacs=C×CRF式中，Cacs为系统的年度平均成本；C为系统某一项成本，如系统初始成本；CRF为资金回收系数。式中，i为年度实际利率；T为系统的寿命周期。而式中，i′为名义利率；d为年度通胀率。

2.3平准化能源成本[13～16]平准化能源成本（levelizedcostofenergy，LCE）是发电系统的全部折算为现值的寿命周期成本（LCC）乘以资金回收系数再除以系统的年发电能量。式中，LCC为发电系统的寿命周期成本（$）；Egen为发电

3独立风光互补发电系统的经济模型本文中我们所讨论的独立风光互补发电系统寿命周期成本主要包括其初始投资成本、更换成本、运行成本和维护成本[5]。

第6篇：光伏电池回收范文

从根本上说，现在所使用的大部分能源，都来自太阳。太阳能让动物和植物生长，最后变成煤和石油等化石燃料。核能、地热、潮汐能与太阳能关系不大，但它们在现代能源消耗中的比例也不算高。

人们对能源的渴望几乎无穷无尽，恨不得最好是能直接转化太阳能：太阳无时无刻不在发射着巨大的能量，一小时投射到地球上的能量，就已经足够人类使用一整年。它可以被认为是永不枯竭的能源，而且相当环保。只要能从太阳能中分出一小部分，就已经可以改善地球上岌岌可危的生态环境。

使用太阳能的尝试由来已久。传说希腊人阿基米德组织了一小支部队，用磨光的盾牌布设成一个巨大的反光镜，烧毁了罗马人的战船。那是公元前212年。此后的近两千年，人们一直在使用太阳带来的热量，只是没办法将其变成更方便使用的能源，比如电能。

1839年，太阳能的利用终于出现了转机。法国物理学家亚历克山大・埃德蒙德・贝克勒尔在用电解电池做实验时，发现了光伏效应，这也是今天太阳能发电的理论基础。某些半导体材料经过光照后，表面会携带少量电荷。使用金属电极将这些电荷导出，可以形成直流电。1876年，威廉・吉利奥・亚当斯发现硒有这种特性，随后发现硅也能导电。

太阳能计算器很多人都用过。计算器上那几块黑色材料就是光伏材料，只要有光照，就会产生电流驱动计算芯片。现在通用的做法是将晶体硅做成薄片，然后安装上金属触点以导出电荷。只要有光线，它可以一直发电。现在的光伏电池一般包含两层或者更多层的半导体薄片，以产生更多的电量。

伊利奥特・拜尔曼在上世纪70年代开发出低成本太阳能电池，将电能的成本从每瓦100美元降低到每瓦20美元。但这样高的成本是难以接受的。随着制造工艺的高效化，光伏系统的成本将继续下降。如今，光伏系统的价格只是20年前的1/25。当然，每瓦l美元的成本还是太高了。光伏系统可以为卫星供电，但要用于地面供电，明显不合适。

由于现在工艺和材料的限制，一般使用单晶硅的光伏电池，能量转换率大概不到20％，而使用多晶硅的电池，转换率只不到15‰目前正在开发的薄膜光伏电池，转换率约是5％左右。很明显，转换率越低，成本越高，资本回收期也就越长。

第7篇：光伏电池回收范文

城市矿产中蕴含大量的高技术矿产，它们是战略性新兴产业发展的关键原材料。本文从中国国情出发，界定了涵盖新能源技术、通讯设备、交通工具、电池、电器电子产品等5大类共计27种高技术城市矿产，从资源、技术、环境三个维度设计了11项指标，对高技术城市矿产进行战略性筛选；并通过半定量化不确定性分析方法确定研究结果的可靠性。结果显示：①从资源-技术两维度看，电器电子产品用电池资源指数高，且技术相对成熟；动力汽车电池资源指数值略低，但未来开发潜力大。②从资源-环境两维度看，电池是拆解处置重点。③从资源-技术-环境三维度来看，高技术城市矿产可以分为四个梯队：高资源指数、高技术指数、高环境指数的“三高”梯队，包括EEE用镍氢电池、EEE用镍镉电池、EEE用锂离子电池；中高资源指数、中高技术指数、中高环境指数的“三中高”梯队，包括手机和动力汽车电池；低资源指数、低技术指数、中高环境指数的“二低一中高”梯队，包括风涡轮机、荧光灯、动力汽车永磁电机和电话机；资源指数、技术指数、环境指数都相对较低的“三低”梯队，包括电器电子产品和光伏电板。此外，随着时间的推移，筛选结果会发生动态变化，因此高技术城市矿产的战略性筛选是一个持续动态的评估过程，需要建立与之相适应的“开发一批、储备一批、谋划一批”的动态管理系统。基于研究结论，本文从高技术城市矿产的基础数据库建立、重点开发目录制定与调整、在线回收与交易平台构建、拆解技术储备以及可持续供应体系建立等方面提出了建议。

关键词高技术矿产；城市矿产；战略性新兴产业；战略性筛选

中图分类号C939；F426

文献标识码A文章编号1002-2104（2017）07-0025-10DOI：10.12062/cpre.20170460

高技术矿产指那些地球上存量稀少，因技术和经济因素提取困难，现代工业以及未来伴随着技术革命所形成的新兴战略产业所必须的矿产，它们用于在低碳经济条件下生产精密的高科技产品及环保型产品[1]，尤其是在新能源部门中扮演重要角色[2]，因此也被称作能源金属（energy metal）或新时代金属（new age metal）[3]。随着风力发电、太阳能光伏发电、电动汽车、3D打印、电子信息等技术创新及其商业化步伐加快，全球对锂、钴、铌、铟、镓、锗、钒、钨、稀土等高技术矿产需求强劲，高技术矿产成为各国利益争夺的焦点，供需矛盾凸显。从需求侧来看，自2010年以来，美国、欧盟、日本纷纷围绕本国或本地区战略新兴产业筛选高技术矿产[4-5]，视为未来掌控的重点，并采取了全球资源控制、循环替代研发、战略收储等一系列措施来保障资源供给。从供给侧来看，高技术矿产在地球上存量稀少，且通常是主要工业金属如铜、锌、铝开采和加工的副产品，其可供性主要受主产品可供性的制约[6]。未来10年主要工业金属矿产陆续进入需求峰值，供应增幅也随之逐步放缓，高技术矿产的供应风险将进一步加大。另一方面，随着自然资源的生产和消费，大量矿产资源蓄积在产品中，以在用存量或废弃物的形态不断堆积在城市中，形成丰富的城市矿产。随着技术发展、消费升级，富集在城市矿产中的高技术矿产种类越来越丰富。以Intel芯片为例，20世纪80年代左右，它只含有11种元素，到20世纪90年代，元素种类达到了15种，而在21世纪初时其元素种类已经超过60种[7]。同时金属元素的循环性使得城市矿产对资源供给具有重要的乘数效应，一单位的任意城市矿产，如果其回收利用率达到90%，则一次循环可增加0.9倍的资源量，二次循环可增加1.7倍的资源量，而无限次循环则可增加9倍的资源量[8]。城市矿产已成为高技术矿产的重要来源，界定高技术城市矿产并进行战略性筛选对保障战略性新兴产业发展具有重要现实意义。然而现有文献关于高技术城市矿产战略性筛选的研究还比较少，主要集中在原材料的关键性评估方面[4-5， 9-12]，重点评估原生矿的供应风险，少有从二次资源的角度考虑如何缓解供应风险；对城市矿产的战略性筛选也只停留在特定产业和企业层面[13-15]。当前，中国正大力发展战略性新兴产业，而城市矿产可为其发展提供关键原材料――高技术矿产。因此，本文将从中国国情出发，首先界定高技术城市矿产范围，然后从“资源-技术-环境”三个维度构建指标体系，再对其进行战略性筛选，为国家高技术城市矿产开发利用的战略和政策设计提供科学依据。

1研究方法

1.1高技术城市矿产范围界定

自2008年以来，美国、日本、欧盟、中国纷纷根据自己的产业发展需求确定了高技术矿产，尽管稀土金属、铂族金属、镓、铌、钽、铟等是各国和地区公认的高技术矿产，但由于产业发展差异，各国和地区确认的高技术矿产不尽相同。因此，本研究根据中国国情，采用中国国土资源部国土资源战略研究重点实验室对高技术矿产的界定，主要包括稀土金属（包括 17 种元素）、钨、锑、锂、镓、锗、铍、镁、铟、铋、锶、钒、钪、钛、镉、硼、钡、钼、铂族金属（特别是铂、钯、钌）、钴、铌、钽、锆、铪、碲、铷、铯、铬、铼、硒、铊、铀、钍等33种。

本文把富含高技术矿产的城市矿产称为高技术城市矿产。高技术城市矿产主要有两方面的来源：一方面是传统产业产品，但富含高技术矿产，如电器电子产品等，该类城市矿产已经到了成矿成熟期，有一定的回收规模；另一方面是战略性新兴产业产品，未来将大规模消耗高技术矿产，如风涡轮、光伏电板、动力汽车等，该类产品当前还处于成矿初期，但已形成较大的在用存量规模，且在快速增长。本文在详细分析比较现有文献的基础上，借鉴欧盟、美国能源局、麻省理工大学、联合国环境署等机构对高技术矿产主要应用领域的分析和界定[4-5，9，16]，咨询相关产业和矿产资源领域专家，并结合中国国情最终界定了5大类27种高技术城市矿产（表1）。

1.2构建筛选指标体系

对原材料的关键性评估主要有双因素和三因素分析框架。美国国家研究委员会、欧盟委员会等组织和机构构建了双因素评价框架，从供应风险、脆弱性或经济重要性两方面来评估原材料的关键性，重点考察可开采年限、进口依赖、社会发展水平、回收潜力、经济重要性、原材料价值等指标，并把环境影响作为供应风险的一个测量指标。考虑到环境风险对于评估矿产品生产出口国（地区）V产资源关键性具有重要意义，耶鲁大学将环境影响作为与供应风险、供应受限的经济影响并列的第三个维度，提出了三因素分析框架。在具体评估方法方面，主要有关键性矩阵、关键性指数等。

目前关于城市矿产的战略性评估研究还比较少，尚没有形成完善的评估体系。Kim 等[14]从排放率、回收效益、EPR项目以及塑料处置费用四个方面考虑韩国电子废弃物回收的优先序，其中回收效益指标包括回收利用技术、金属回收利用以及回收系统。Nelen 等[13]从目标原材料回收占比、关键性金属回收、原材料回收闭环程度以及减少的环境负担四个方面对电子废弃物的回收效应进行了评估。Sun 等[15]站在拆解处理企业的角度构建了两个指标即资源指数和技术指数来衡量城市矿产的重要性排序，其中资源指数考虑了市场价值、经济重要性和供应风险，技术指数考虑了回收率、环境影响、物理处理成本和冶炼成本。总结发现，回收的资源效益、回收利用技术以及环境污染是城市矿产战略性评估的共性指标。在具体评估方法方面，有比重分析法、德尔菲法和指数法等。

本文在前人研究的基础上，构建了资源指数、技术指数、环境指数对高技术城市矿产进行战略性筛选。①资源指数。城市矿产的本质是资源，其内含的丰富的金属元素，具有可循环利用的特性。耶鲁大学的研究表明随着人类技术水平的提升，其研究的56种以金属为主的元素中，可回收利用比例低于90%的资源类型仅有锌、砷、硒、铥、镱、镥、汞和铋8种元素[17]。因此，资源是高技术城市矿产战略性筛选的首要指标。②技术指数。根据物质不灭定律，城市矿产中的元素是可以永远循环的，但作为人类活动的产物，其实际回收主要取决于技术水平。因此，技术是高技术城市矿产战略性筛选的重要指标。③环境指数。城市矿产的社会属性决定了其开发利用具有环境价值，一方面可以减少城市固体废弃物，缓解垃圾围城困境，另一方面相对于原生矿开采，城市矿产开发利用可以大大降低能源消耗，实现节能减排[18]。因此，环境是高技术城市矿产战略性筛选不可或缺的指标。基于此，本文最终确定了包含11个测量指标的高技术城市矿产“资源-技术-环境”战略性筛选指标体系（见图1）。

1.3指标测量与数据获取

本文数据来源首先选择公开出版的文献、报告以及政府或行业协会统计数据，其次为行业专家意见、产品说明、生产标准等，个别数据无法直接获取则通过其他相关数据进行推算。具体来看，城市矿产内高技术矿产含量数据主要来源于文献及政府研究报告，高技术矿产资源产量、储量、价格等数据主要来源于中国国土资源部、美国地质调查局、亚洲金属网、中国有色金属网、wind数据库、中国有色金属统计年鉴等，城市矿产报废量及在用存量数据主要来源于中国电器研究院、光伏等各行业协会官网、主要生产商官网、研究报告、统计年鉴等。本文在系统回顾多种描述城市矿产战略性评估、原材料关键性评估的模型和方法的基础上[4-5， 9， 15-16]，对指标进行定义和测量，指标的详细描述和测量如下。

1.3.1资源指数

资源指数衡量某一城市矿产的资源价值，评估城市矿产经济重要性以及未来回收潜力[15]。资源指数值越高，表示城市矿产回收利用产生的经济效益越高，反之亦然。资源指数从经济重要性、供应风险、回收潜力三个方面进行测量。

（1）经济重要性（ECI）。某一高技术城市矿产的经济重要性可从两个方面来衡量，一是城市矿产回收提炼出的高技术矿产的市场价值，直接体现了其所能产生的经济效益；二是高技术矿产创造的战略性新兴产业增加值，体现了城市矿产对国家未来产业发展的支持。

济价值（MV）。某一城市矿产回收利用的经济价值是由其内含高技术矿产的市场价格决定的，矿产价格越高，且含量越丰富，经济价值越大。由于高技术矿产价格最大值与最小值分别为248 152.2万元/t和0.079万元/t，且方差较大。因此，借鉴Graedal 等[10]提出的换算方法，通过公式（1）把高技术矿产价格转换为取值[0，100]的指标Vi・tran：

其中，Vi代表i矿产在2016年5月15日至2016年8月15日近3个月的市场平均价格。在此基础上，计算城市矿产j的经济价值MVj：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量。

矿产价格数据来源于海通证券以及中国金属新闻网http：///。

战略性新兴产业影响值（SI）。SI集中体现了城市矿产中高技术矿产在战略性新兴产业中的应用，主要由其内含高技术矿产的战略性新兴产业影响值决定，创造的战略性新兴产业影响值越大，其对国家产业升级的支持越大。城市矿产j的战略性新兴产业影响值指数SIj计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，ECj代表i矿产对战略性新兴产业影响值。参考飞等[19]的研究提出的稀有矿产资源的战略性新兴产业增加值，本文计算得到城市矿产的战略性新兴产业经济影响指标值。

汇总经济价值和战略性新兴产业影响值两个指标得到经济重要性指标：

（2）供应风险（SR）。高技术城市矿产的供应风险可从其内含矿产资源的可开采年限、进口依存度、价格波动性三个方面来衡量。这三者分别体现了国内供应风险、海外供应风险以及供应价格风险。

可开采年限（RY）。可开采年限反映了在现有规模生产条件下，剩余储量可以支撑的年限，体现了我国资源的国内供给情况，可开采年限越长，风险越小。为了将矿产资源的可开采年限转换为和供应风险方向一致，并减小不同矿产之间的量级差别（最大值2 350，最小值1.1），通过公式（5）把高技术矿产可开采年限转换为取值[0，100]的正向指标（R/P）i・tran：

其中，（R/P）i为i矿产2015年可开采年限。在此基础上，计算高技术城市矿产j的可开采年限指标RYj：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量。

矿产资源的储量、产量数据主要来源于USGS和中国国土资源部。

对外依存度（ED）。对外依存度体现了对海外资源的依赖程度，依赖程度越高，则当海外资源供给出现问题时，带来的风险越大。城市矿产j的对外依存度EDj计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，EDi代表i矿产2015年的对外依存度。

矿产资源的对外依存度数据主要来源于中国国土资源部。

价格波动性（PV）。价格波动性体现了以合理价格稳定获得资源的风险，波动性越大，风险越大。城市矿产j的对价格波动性指标计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，PVi代表i矿产近3个月价格序列标准差变异系数。

矿产价格数据来源于海通证券以及中国金属新闻网http：///。

汇总可开采年限、对外依存度和价格波动性三个指标得到供应风险指标：

（3）回收潜力（RP）。高技术城市矿产的回收潜力可从两个方面来衡量，一是当前报废量，二是当前社会存量。报废量体现了当前的回收潜力，在用存量体现了未来回收潜力。

报废量（WQ）。由于研究范围内的城市矿产2015年报废量最大值为616 500 t，最小值为0.1 t，且方差较大，因此，通过公式（10）将其转换为取值[0，100]的指标：

其中，Qj为城市矿产j在2015年的报废量。

报废量数据主要来源于中国电器研究院、光伏等各行业协会官网，部分产品单位重量来源于生产商官网。

在用存量（IS）。由于研究范围内的城市矿产2015年报废量最大值为6 750 000 t，最小值为443 t，且方差较大，因此，通过公式（11）将其转换为取值[0，100]的指标：

其中，IQj为城市矿产j在2015年的社会存量。

在用存量数据主要来源于中国电器研究院、光伏等各行业协会官网，部分产品单位重量来源于生产商官网。

汇总报废量和在用存量两个指标得到回收潜力指标：

汇总经济重要性、供应风险和回收潜力，得到资源指数：

1.3.2技术指数

技术指数衡量某一城市矿产回收利用的技术难度，即评估回收利用某一城市矿产的技术成本有多大。技术指数值越高，表示当前技术越成熟，城市矿产开发利用所需投入技术开发成本越低，反之亦然。本文从元素回收率、拆解技术成本、提炼技术三个方面构建技术指数。

（1）回收率（RR）。回收率指标衡量特定城市矿产中高技术矿产全部得到回收的潜力，一般基于矿产提取难度以及元素的回收率。城市矿产j的回收率指标计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，RRi代表i矿产的回收率。

回收率数据来源于Graedal 等[20]的研究中元素的全球平均报废后回收率（endoflife functional recycling rates，EOLRR）。

（2）拆解技术成本（MC）。拆解技术成本可用当前的拆解技术、设备以及研究水平来衡量。拆解技术越成熟、设备越完善，则所需的技术公关难度越小，用于拆解技术的成本投入越小，拆解技术成本指标值越高。由于目前缺乏拆解技术成本的量化数据，因此设计了城市矿产拆解技术评价的Likert五级量表（表 2），并请多位矿产资源、回收拆解领域专家依照量表对各类城市矿产进行打分，最后取均值作为最终结果MCj。

（3）提炼技术成本（MEC）。参考Sun等[15]的方法，可用城市矿产内含元素的集中性来评估提炼技术成本，城市矿产j的提炼技术成本MECj具体计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，n代表城市矿产j所含高技术矿产的种数，m代表城市矿产j所含其他金属矿产的种数。

汇总回收率、拆解技术成本和提炼技术成本，得到技术指数（TIj）：

1.3.3环境指数

环境指数衡量某一城市矿产回收利用创造的环境价值，即通过城市矿产回收利用所能减少的原生矿开采利用产生的环境影响。环境指数越高，表示城市矿产开发利用所减少的h境污染越多，创造的环境价值越高，反之亦然。

本文基于Steen[21]报告中的矿产品全生命周期环境影响来考察城市矿产的环境价值。由于本研究中26种高技术矿产的环境影响指数最高值为7 430 000 ELU/kg，最低值为0.952 ELU/kg，且方差很大，因此利用公式（17）将其转换为取值范围[0，100]的指标WFi・tran：

其中，WFi为i金属的全寿命环境影响指数。在此基础上，计算高技术城市矿产j的环境价值EIj：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，Xi代表i矿产在城市矿产j中的含量。

Steen的报告中给出了除镉外的25种矿产开发利用的全寿命环境影响指数，本文中将25种矿产的平均值作为镉的环境指数值。

1.3.4筛选方法

本文借鉴欧盟联合研究中心[22]的做法，采用不聚合的方法进行战略性筛选，突出资源、技术、环境各指数的特点和影响，并结合美国国家研究委员会[23]的关键性矩阵表达形式，先分别构建了“资源-技术”、“资源-环境”的两维度筛选矩阵，最后构建了“资源-技术-环境”的三维立体筛选模型。

1.4不确定性分析方法

本研究的数据主要来源于公开发表的文献、报告、统计数据库，少部分来源于专家咨询、产品说明等，个别数据通过推算获得，不同来源数据可靠性不一样，因此本文参考Zhang 等的研究[24-25]，采用半定量化方法进行不确定性分析。根据获取数据的来源判断数据不确定性水平的原则见表3。

不确定性分析分为三个步骤：①确定各矿产数据的不确定性水平。②根据矿产数据不确定性水平及其在城市矿产中的相对占比，求出各测量指标的不确定性水平；报废量、在用存量、拆解水平及产品内含元素复杂性等四个直接关于城市矿产数据的指标，则直接根据城市矿产数据来源确定不确定性水平。③通过平均加权的方式，求出三个指数的不确定性水平。

2研究结果与讨论

2.1研究结果描述性统计分析

按照图1设计的“资源-技术-环境”指标体系，测算结果如表 4。

从三个维度来看，资源指数平均得分为28.76，标准差为31.97；技术指数平均得分为30.75，标准差为28.85；环境指数平均得分为56.52，标准差为25.70。可以看出，三个指数中环境指数平均值最高，且波动最小，资源指数平均值最低，波动最大；这说明高技术城市矿产回收利用均能产生比较好的环境效益，但资源效益差异大，且需提高拆解处理技术水平。

从各类高技术城市矿产来看，新能源技术资源指数均值为16.45，技术指数均值为9.33，环境指数均值为46.76；通讯设备资源指数均值为53.39，技术指数均值为52.30，环境指数均值为80.86；交通工具资源指数均值为20.17，技术指数均值为18.99，环境指数均值为64.17；电池资源指数均值为81.82，技术指数均值为79.76，环境指数均值为89.23；电器电子产品资源指数均值为8.41，技术指数均值为14.90，环境指数均值为40.63。由此可见，电池的资源指数、技术指数和环境指数均值均是最高的，这表明电池将是高技术城市矿产重点开发的对象。

2.2“资源-技术”两维度分析

“资源-技术”两维度结果如图2。其中，电器电子产品用镍氢电池（B4）、镍镉电池（B3）及锂离子电池（B5）的资源指数值和技术指数值均高于90；动力汽车用锂离子电池（B1）、镍氢电池（B2）资源指数值和技术指数值均在50上下的中等水平。数据表明EEE用电池回收能够提供大量的高技术矿产，且技术相对成熟，动力汽车电池资源指数值较低，但未来潜力大。2012―2014年，中国累计生产镍镉电池10.43亿只、镍氢电池23.33亿只、锂离子电池90.3|只，这些电池几乎已全部投入市场，根据混合动力汽车电池包平均6―9年的寿命分布，该批电池将在未来5年内进入报废高峰。

通信设备中手机（C1、C2）的资源指数值和技术指数值在65―75的较高水平，资源指数较高，拆解处理技术也相对成熟。但存在的现实问题是，目前手机的拆解回收还有相当大的一部分是手工作坊式，粗糙提取其中的贵金属，而对内含的其他高技术矿产关注较少。

新能源技术（G1、G2、G3）、动力汽车（V1、V2）以及电器电子产品（E1―E14）的资源指数值和技术指数值都相对较低，在0―30的范围内分布。新能源技术以及动力汽车资源指数和技术指数偏低，主要是由于风涡轮永磁电机、荧光灯以及动力汽车永磁电机中含有的主要高技术矿产“稀土”是我国的优势矿产，其资源储量在全球领先，供应风险小，从而导致资源指数较低。同时，由于新能源技术和动力汽车均是近些年才开始快速发展，尚未进入报废高峰，还未吸引市场对拆解回收技术、设备的研发投入，因此技术指数也较低。电器电子产品拆解技术和设备已经比较成熟，但由于内含元素的复杂性，对元素进行全部提取有一定困难，这也是未来要突破的重点。

2.3“资源-环境”两维度分析

“资源-环境”两维度结果如图3。其中，EEE用镍氢电池（B4）、EEE用镍镉电池（B3）及EEE用锂离子电池（B5）的资源指数值和环境指数值均高于90；手机（C1、C2）的资源指数在70左右，环境价值大于85。数据表明：

电池以及手机不仅回收资源潜力比较大，环境效益也大。其中，镍镉电池中含有将近15%的有毒金属镉，不进行无害化回收处理将会对环境和人体健康造成巨大危害。因此，镍镉电池的回收利用能产生很大的环境效益。

新能源技术（G1、G3）、动力汽车（V1、V2）以及电话机（C3）的资源指数值在15―30的低水平，但环境指数在60―75的较高水平。这表明风涡轮和动力汽车中的永磁电机回收虽然目前来看资源价值相对较低，但能创造较高的环境价值高。

相比较而言，电器电子产品的环境指数值偏低，但绝大多数都接近或高于50，尤其是在当前电器电子产品已经进入大规模报废阶段，不进行回收处理，将严重危害环境。

从数据结果分析来看，为解决环境污染问题，目前应该把电器电子产品作为回收处理重点，但从长远来看，电池应成为解决资源瓶颈、环境污染问题的拆解处置重点。

2.4“资源-技术-环境”三维度分析

从资源-技术-环境三维度筛选结果来看，27种高技术城市矿产可以分为以下四个梯队（见图4、表5）：

第一梯队特点是“三高”：高资源指数、高技术指数、高环境指数，包括EEE用镍氢电池（B4）、EEE用镍镉电池（B3）、EEE用锂离子电池（B5）。位于第一梯队的高技术城市矿产是我们首要关注重点，EEE用各类电池内含高技术矿产品位高，含量合计占比达10%―30%，远高于其他类型城市矿产。当前该梯队高技术城市矿产尚未进入成矿高峰，还不具备大规模开发利用的条件，但未来一旦进入大规模报废阶段，将是一座高技术矿产富矿，需提前做指数、中高环境指数，包括手机（C1、C2）和动力汽车电池（B1、B2）。位于第二梯队的高技术城市矿产有两类，一类是已进入大规模报废阶段的手机，一类是正在快速发展的动力汽车电池。手机已纳入《电器电器电子产品处理目录》，得到了政策支持，同时市场针对手机的“互联网+”回收平台也正在构建和完善。动力汽车电池回收则刚刚起步，虽然在2016年1月，中国第一个新能源汽车动力电池回收国家标准《车用动力电池回收利用拆解规范》和《车用动力电池回收利用余能检测》通过审定，中国动力电池回收标准化、规范化大幕拉开，但在回收体系构建、技术攻关方面还需进一步提升，以应对未来的报废高峰。

第三梯队特点是“二低一中高”：低资源指数、低技术指数、中高环境指数，包括新能源技术（G1、G3）、动力汽车永磁电机（V1、V2）、电话机（C3）。位于第三梯队的高技术城市矿产需重点关注其未来潜力和环境影响。风涡轮、动力汽车的永磁电机是稀土的主要应用终端，由于当前中国稀土资源储量丰富、供应风险小、“白菜式”的低廉价格，稀土的战略价值没有得到很好的体现。但从长远来看，随着国内对稀土资源的高强度开采，以及对稀土金属需求的快速增长，未来稀土金属的供应风险将逐步加大，而新能源技术、动力汽车也将进入报废高峰，其资源效益将逐步增大，需要提前关注和布局回收。荧光灯因含汞而被列入《国家危险废物名录》，但却没有相应的法规配套和监督，废旧荧光灯的处理量远跟不上报废量。以北京为例，一年废旧荧光灯管产生量达1 000多万根，但实际处理不足100万根。完善回收体系，突破无害化资源化处理关键技术是废旧荧光灯回收处理的重点。

第四梯队特点是“三低”：资源指数、技术指数、环境指数都相对较低，包括电器电子产品（E1―E14）和光伏电板（G2）。位于第四梯队的高技术城市矿产和其他类别相比，资源指数、技术指数和环境指数都偏低，但不可忽视。电器电子产品当前正处于大规模报废的阶段，同时随着产品升级的加快、消费水平的提升，电器电子产品的实际使用时间远低于理论可使用寿命，产品生命周期大幅度缩短，将持续维持较高的报废量和在用存量水平，电器电子产品回收利用将是目前的重点。另一方面，中国太阳能光伏产业从2007年之后逐渐进入产业化发展阶段，以光伏电板平均寿命20年计算，首批规模报废将在10年之后，目前光伏电板还在快速发展布局，《电力发展“十三五”规划》计划到2020年太阳能发电装机达到110 GW以上，其中分布式光伏60 GW以上，未来光伏电板回收资源潜力巨大。

本文的筛选是基于我国城市矿产目前的在用存量、报废量进行的静态分析，随着时间的推移，筛选结果会发生动态变化。如动力汽车、风涡轮、光伏电板等目前大规模消费的战略性新兴产业产品未来将进入首轮报废高峰，其资源指数将大幅度提升；而CRT电视机等传统电器电子产品将逐渐退出市场，社会存量将逐步减小。因此高技g城市矿产的战略性筛选是一个持续动态的评估过程，需要建立与之相适应的“开发一批、储备一批、谋划一批”的动态管理系统。

2.5不确定性分析结果

半定量化不确定性分析结果如表 6。资源指数的平均不确定性水平为±16.21%，技术指数的平均不确定性水平为±16.67%，环境指数的平均不确定性水平为±10.96%。根据Zhang 等的判断标准[24-25]，本文的研究结果是可以接受的。

3结论与建议

随着新能源、3D打印、电子信息等战略性新兴产业的发展，以及国际矿业结构调整的深化，未来资源竞争将从大宗金属转向高技术矿产，高技术矿产安全形势严峻；城市矿产开发利用将开辟国家高技术矿产资源安全保障新路径。本文从中国国情出发，界定了5大类27种高技术城市矿产，从资源、技术、环境三个维度设计了11项指标对高技术城市矿产进行战略性筛选。结果显示：

（1）从资源-技术两维度看，EEE用电池资源指数高，且技术相对成熟；动力汽车电池资源指数值较低，但未来开发潜力大；新能源技术以及动力汽车资源指数和技术指数偏低；电器电子产品拆解技术和设备已经比较成熟，但由于内含元素的复杂性，全部提取有困难。

（2）从资源-环境两维度看，为解决环境污染问题，目前应该把电器电子产品作为回收处理重点，但从长远考虑，电池应成为拆解处置重点。

（3）从资源-技术-环境三维度来看，高技术城市矿产可以分为四个梯队：第一梯队是高资源指数、高技术指数、高环境指数的“三高”梯队，包括EEE用镍氢电池、EEE用镍镉电池、EEE用锂离子电池；第二梯队是中高资源指数、中高技术指数、中高环境指数的“三中高”梯队，包括是手机和动力汽车电池；第三梯队是低资源指数、低技术指数，中高环境指数的“二低一中高”梯队，包括风涡轮机、荧光灯、动力汽车永磁电机和电话机；第四梯队是资源指数、技术指数、环境指数都相对较低的“三低”梯队，包括电器电子产品和光伏电板。

城市矿产是高技术矿产的重要来源，为更好地促进高技术城市矿产的开发利用，本文提出以下几点建议：①加强城市矿产的流量和存量动态追踪，建立高技术城市矿产基础数据库。②制定高技术城市矿产重点开发目录，并予以动态调整。③构建在线回收与交易的公共信息服务平台，解决回收交易混乱、信息不通畅、布局不合理的问题。④绘制高技术城市矿产科技发展路线图，加大科研投入力度，做好拆解处置技术储备。⑤推动冶炼企业搭配使用城市矿产与原生矿，建立高技术矿产可持续供应体系。

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第8篇：光伏电池回收范文

沈阳工程学院学报（自然科学版）

JournalofShenyangInstituteofEngineering（NaturalScience）

Vol畅7No畅1Jan．2011

太阳能光伏发电与建筑一体化

马一鸣，马龙翔

1

2

（1．辽宁太阳能研究应用有限公司生产部，沈阳110136；2．沈阳工程学院能源与动力工程系，沈阳110136）

摘　要：太阳能光伏发电是新能源和可再生能源的重要组成部分，被认为是当前世界上最具发展前景的新能源技术．针对太阳能利用和建筑一体化这一新的课题，简述了太阳能光伏发电的工作原理，详细阐述了太阳能光伏与建筑集成系统的组成结构及其功能，并对太阳能光伏发电与建筑一体化的优点和存在的问题进行了详尽的分析．同时，根据目前我国太阳能光伏发电和太阳能光热利用技术日趋成熟的现实，提出了太阳能光伏发电与建筑一体化的发展方向，并预测了其未来的发展．

关键词：太阳能电池；太阳能光伏发电；太阳能建筑

中图分类号：TK511

文献标识码：A

文章编号：1673－1603（2011）01－0009－04

1　太阳能光伏发电的工作原理

太阳能光伏发电的能量转换器是太阳能电池，又

称光伏电池．太阳能电池将光能转变为电能的基本原理是：太阳能电池吸收一定能量的光子后，半导体内即产生电子—空穴对，称为“光生载流子”，两者的电性相反，电子带负电，空穴带正电；电性相反的光生载流子被半导体P－N结所产生的静电场分离开；光生载流子电子和空穴分别被太阳能电池的正、负极所收集，并在外电路中产生电流，从而获得电能．这样，光能就成了可以付诸实用的电能．

网，住户使用时再从电网购买．与独立光伏系统相比，并网系统的初投资较小，运行维护费用低，并避免了使用蓄电池带来的环境污染，此外，还可以实现光伏电力随发随用，最大限度地转化太阳能，缩短投资回收期．但是，并网系统对电网质量和逆变控制器精度要求很高，而且需要地方电网企业的配合，因此采用并网型光伏建筑集成系统时，必须经过详细的技术、政策和经济可行性分析．

联网光伏系统主要由太阳能电池方阵、联网逆变器和控制器等3大部分构成（见图

1）．

2　太阳能光伏建筑集成系统

太阳能光伏建筑集成技术是在建筑围护结构外表面铺设光伏组件，或直接取代外围结构，将射到建筑表面的太阳能转化为电能，以增加建筑供电渠道，减少建筑用电负荷的新型建筑节能措施．常见的光伏建筑集成系统主要有光伏屋顶、光伏幕墙、光伏遮阳板、光伏天窗等，其中光伏屋顶系统的应用最为广泛，光伏幕墙和光伏遮阳板的发展也非常迅速．目前，国内光伏建筑集成技术主要应用于国家和地方的各示范工程中，尚未实现完全商业化发展．

联网光伏系统是目前太阳能光伏建筑集成系统的首选发电方式．光伏屋顶或光伏幕墙系统产生的直流电，可通过逆变控制器转化为交流电，直接输送给电

收稿日期：2010－09－10

作者简介：马一鸣（1978－），男，沈阳人，工程师．

1．接线箱；2．联网逆变器；3．配电箱；4．电表（向电网输出）；

5．电表（从电网引入）图1　典型住宅联网光伏系统

2．1　太阳能电池方阵

太阳能电池方阵是联网光伏系统的主要部件，接收到的太阳光能将由它直接转换为电能．目前工程上应用的太阳能电池方阵多为由一定数量的晶体硅太阳能电池组件，按照联网逆变器输入电压的要求串、并联后固定在支架上组成．住宅联网系统的光伏方阵一般

10・・

沈阳工程学院学报（自然科学版）

第7卷

都用支架安装在建筑物的屋顶上，如能在住宅或建筑物建设时就考虑方阵的安装朝向和倾斜角度等要求，并预先埋好地脚螺栓等固定元件，则光伏方阵安装时就将更方便和快捷．

住宅联网光伏系统光伏器件的突出特点是与建筑相结合，目前主要有如下2种形式：

1）建筑与光伏系统相结合．作为光伏与建筑相结合的第一步，是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处，引出端经过逆变和控制装置与电网联实现自动开始和停止．

2）最大功率点跟踪（MPPT）控制．对跟随太阳能电池方阵表面温度变化和太阳辐照度变化而产生的输出电压与电流的变化进行跟踪控制，使方阵经常保持在最大输出的工作状态，以获得最大的功率输出．

3）防止单独运转．系统所在地发生停电，当负荷电力与逆变器输出电力相同时，逆变器的输出电压不会发生变化，难以察觉停电，因而有通过系统向所在地供电的可能，这种情况叫做单独运转．在这种情况下，接，然后由光伏系统和电网并联向住宅（用户）供电，多余的电力向电网反馈，不足的电力向电网取用．

2）建筑与光伏组件相结合．光伏与建筑相结合的进一步目标，是将光伏器件与建筑材料集成化．建筑物的外墙一般都采用涂料、马赛克等材料，为了美观，有的甚至采用价格昂贵的玻璃幕墙等，其功能是起保护内部及装饰的作用．如果把屋顶、向阳外墙、遮阳板甚至窗户等的材料用光伏器件来代替，则既能作为建筑材料和装饰材料，又能发电，一举两得，一物多用，并可使光伏系统的造价降低，发电成本下降．但这就对光伏器件提出了更高、更新的要求，它应具有建筑材料所要求的隔热保温、电气绝缘、防火阻燃、防水防潮、抗风耐雪、重量较轻、具有一定强度和刚度且不易破裂等性能，还应具有寿命与建材同步、安全可靠、美观大方、便于施工等特点．如果作为窗户材料，还要能够透光．美国、日本、德国等发达国家的一些公司和高校，在政府的资助下，经过几年的努力，已经研究开发出不少这类光伏器件与建筑材料集成化的产品．其中，有的已在工程上应用，有的正在试验示范，目前已研发出的产品有：双层玻璃大尺寸光伏幕墙，透明和半透明光伏组件，隔热隔音外墙光伏构件，光伏屋面瓦，大尺寸、无边框、双玻璃屋面光伏构件，代替屋顶蒙皮的光伏构件，光伏电池不同颜色、不同形状、不同排列的构件，屋面和墙体柔性光伏构件等2．2　联网逆变器．2．2．1　联网逆变器功能

联网逆变器是联网光伏系统的核心部件和关键技术．联网逆变器与独立逆变器的不同之处是，它不仅可以将太阳能电池方阵发出的直流电转换为交流电，并且还可对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功与无功、同步、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制．它的具体功能如下：

1）自动开关．根据从日出到日落的日照条件，尽量发挥太阳能电池方阵输出功率的潜力，在此范围内

本应停了电的配电线中又有了电，这对于检修人员是很危险的，因此要设置防止单独运行的功能．

4）自动电压调整．在剩余电力逆流入电网时，因电力逆向输送而导致送电点电压上升，有可能超过商用电网的运行范围，为保持系统的电压正常，运转过程中要能够自动防止电压上升．

5）异常情况排解与停止运行．当系统所在地电网或逆变器发生故障时，应及时查出异常，安全加以排解，并控制逆变器停止运转．2．2．2　联网逆变器构成

联网逆变器主要由逆变器和联网保护器2大部分构成（见图

2）．

图2　联网逆变器构成（绝缘变压器方式）

1）逆变器包括3个部分：①逆变部分，其功能是采用大功率晶体管将直流高速切割，并转换为交流；②控制部分，由电子回路构成，其功能是控制逆变部分；③保护部分，也由电子回路构成，其功能是在逆变器内部发生故障时起安全保护作用．

2）联网保护器是一种安全装置，主要用于频率上下波动、过欠电压和电网停电等的监测．通过监测如发现问题，应及时停止逆变器运转，把光伏系统与电网断开，以确保安全．它一般装在逆变器中，但也有单独设置的．2．2．3　联网逆变器回路方式

目前，联网逆变器的回路方式主要有电网频率变压器绝缘方式、高频变压器绝缘方式和无变压器方式3种．①电网频率变压器绝缘方式采用脉宽调制

第1期

马一鸣，等：太阳能光伏发电与建筑一体化

・　11・

（PWM）逆变器产生电网频率的交流电，并采用电网

频率变压器进行绝缘和变压．它具有良好的抗雷击和削除尖波的性能．但由于采用了电网频率变压器，因而较为笨重．②高频变压器绝缘方式，它体积小，重量轻，但回路较为复杂．③无变压器方式，它体积小，重量轻，成本低，可靠性能高，但与电网之间没有绝缘．除第一种方式外，后2种方式均具有检测直流电流输出的功能，进一步提高了安全性．无变压器方式由于在成本、尺寸、重量及效率等方面具有优势，因而目前应用广不需要配备蓄电池，既节省投资，又不受蓄电池荷电状态的限制，可以充分利用光伏系统所发出的电力．

4）建筑节能．光伏阵列吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，减少了墙体得热和室内空调冷负荷，所以也可以起到建筑节能作用．因此，发展太阳能光伏建筑一体化，可以“节能减排”．

4　太阳能光伏建筑一体化的特点及存

在的问题

泛．该回路由升压器把太阳能电池方阵的直流电压提升到无变压器逆变器所需要的电压；逆变器把直流转换为交流；控制器具有联网保护继电器的功能，并设有联网所需手动开关，以便在发生异常时把逆变器同电网隔离（见图

3）．

图3　无变压器方式联网逆变器回路构成

2．2．4　最大功率点跟踪（MPPT）技术

太阳能电池方阵的输出随太阳辐照度和太阳能电池方阵表面温度而变动，因此需要跟踪太阳能电池方阵的工作点并进行控制，使方阵始终处于最大输出，以获取最大的功率输出．采用最大功率点跟踪技术就是要起到这种作用．每隔一定时间让联网逆变器的直流工作电压变动一次，同时测定此时太阳能电池方阵输出功率，并同上次进行比较，使联网逆变器的直流电压始终沿功率变大的方向变化．

3　太阳能光伏建筑一体化的优点

1）绿色能源．太阳能光伏建筑一体化产生的是绿色能源，是应用太阳能发电，不会污染环境．太阳能是最清洁并且是免费的，在开发利用过程中不会产生任何生态方面的副作用，同时它又是一种再生能源，取之不尽，用之不竭．

2）不占用土地．光伏阵列一般安装在闲置的屋顶或外墙上，无需额外占用土地，这对于土地昂贵的城市建筑尤其重要；夏天是用电高峰的季节，也正好是日照量最大、光伏系统发电量最多的时期，对电网可以起到调峰作用．

3）太阳能光伏建筑一体技术采用并网光伏系统，

虽然太阳能光伏建筑一体化具有高效、经济、环保等诸多优点，并已在世博场馆和示范工程上得以运用，但光伏建筑还未进入寻常百姓家，成片使用该技术的民宅社区尚未出现．这是由于太阳能光伏建筑一体化还存在一些问题．

1）一体化设计建造的带有光伏发电系统的建筑物造价较高．

2）太阳能发电的成本高．目前太阳能发电的成本是每度2畅5元，而常规发电成本只有1元．

3）太阳能光伏发电不稳定，受天气影响大，有波动性．这是由于太阳并不是一天24h都有，因此如何解决太阳能光伏发电的波动性和如何储电也是亟待解决的问题．

4）光伏建筑一体化系统的关键技术之一是设计良好的冷却通风，这是因为光伏组件的发电效率随其表面工作温度的上升而下降．理论和试验证明，在光伏组件屋面设计空气通风通道，可使组件的表面温度降低15℃左右，电力输出提高8畅3％左右．

5　未来发展

国家发改委的枟中国可再生能源中长期发展规划枠明确提出，到2010年，太阳能发电总容量达到30万kW，到2020年达到180万kW．

枟规划枠在光伏建筑一体化方面的建设重点包括：在经济较发达、现代化水平较高的大中城市，建设与建筑物一体化的屋顶太阳能并网光伏发电设施，首先在公益性建筑物上应用，然后逐渐推广到其他建筑物，同时在道路、公园等公共设施照明中推广使用光伏电源．“十一五”时期，重点在北京、上海、江苏、广东、山东等地区开展城市建筑屋顶光伏发电试点．到2010年，全国建成1000个屋顶光伏发电项目，总容量5万kW．到2020年，全国建成2万个屋顶光伏发电项目，总容量100万kW．

可以看出，在近期目标中，光伏建筑一体化还不是

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沈阳工程学院学报（自然科学版）

第7卷

建设重点，仅仅占了我国太阳能发电总容量的1／6．在2020年的长期目标中，光伏建筑一体化进入商业化大规模推广阶段，大约占我国太阳能发电总容量的56％．

枟规划枠在大型开阔地建设并网光伏项目的计划包括：建设较大规模的太阳能光伏电站和太阳能热发电电站．“十一五”时期，在甘肃敦煌和西藏拉萨（或阿里）建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目；在内蒙古、甘肃、新疆等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地，建设太阳能热发电示范项目．到2010年，建成大型并网光伏电站总容量2万kW、太阳能热发电总容量5万kW．到2020年，全国太阳能光伏电站总容量达到20万kW，太阳能热发电总容量达到20万kW．

就近期目标而言，大型开阔地并网光伏项目仅仅开始示范，只占了我国太阳能发电总容量的7％．目前，太阳能热发电的技术还不够成熟，2020年以前沙

漠光伏电站可能占有更大的份额，并将成为我国未来主力能源之一．

6　结束语

绿色能源和可持续发展问题是本世纪人类面临的重大课题，开发新能源，对现有能源的充分合理利用已经得到各国政府的极大重视．太阳能发电作为一种取之不尽、用之不竭的清洁环保能源将得到前所未有的发展．参考文献

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Integrationofsolarphotovoltaicandbuilding

MAYi－ming，MALong－xiang

1

2

（1．ProductionDepartment，LiaoningSolarEnergyR＆DCo．，Ltd．，Shenyang110136，China；

2．DepartmentofEnergyandPowerEngineering，ShenyangInstituteofEngineering，Shenyang110136，China）

Abstract：Solarphotovoltaicgenerationisanimportantpartofthenewenergyandrenewableenergyandit’sregar－

dedasthenewenergytechnologywithbestdevelopmentprospects．Accordingtothenewsubjectofsolarutilizationandbuildingintegration，theworkingprinciplesofsolarphotovoltaicarebrieflyexplained，theintegrationsystemstruc－tureandfunctionsofintegrationofsolarphotovoltaicandbuildingaredetailedintroduced，theadvantagesandexistingproblemsareanalyzed．Theintegrationofsolarphotovoltaicandbuildingdevelopmentdirectionispresented，thedevel－opmentispredicted．

Keywords：solarcells；solarphotovoltaic；solarbuilding

（责任编辑　洪广欢）

（上接第4页）

DesignandperformanceevaluationsoftwaredevelopmentofBCHPsystem

LINHuan－huan，HUANGJin－tao，WANGYao－wen，LIANGTie－bo，CHANGJing－wei

（SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China）

Abstract：SystemdesignandperformanceanalysisonBCHPsoftwareiscodedaccordingtotheuserhourlyheating，

第9篇：光伏电池回收范文

近来，国内对多晶硅产能是否过剩、产业如何发展等问题再起争议，目前我国国内多晶硅的供需矛盾还依然突出，表现有二：一是多晶硅缺口仍然很大；二是晶硅电池产能急剧增大。

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，在国外技术层层封锁的情况下，以民营资本为主的国内企业毅然投资，开工建厂，通过自主研发、系统集成创新、引进国外先进技术等方式，在短短的3～5年内基本掌握了高纯多晶硅材料的生产技术，使我国多晶硅产业规模迅速扩大。2007年、2008年和2009年的产能分别达到1093吨、4685吨和20357吨，今年产能和产量分别有望超过8万吨和4万吨，但也仅能满足国内多晶硅市场需求的一半左右。据海关统计数据显示，我国今年1-9月份总共进口多晶硅31503吨，平均每月的多晶硅进口量在3500吨以上。依此速度，预计我国今年的多晶硅进口量将在4万吨以上，市场缺口仍然较大。

我国多晶硅项目投产期约为2年，而在2009年下半年至今，多晶硅项目按国务院38号文要求，新建、扩建的多晶硅项目较少，预计在2011-2012年，我国多晶硅产能变化不大。

晶硅电池生产由于其技术成熟、技术门槛低、建设周期短，加之我国发达的制造业，易于形成规模经济。但是作为晶硅电池主要生产原材料的多晶硅，因其在生产初期投资大（1000吨需7亿）、建设周期长（2年）、技术门槛高，其发展速度较难跟上晶硅电池制造业发展的步伐。特别是我国将光伏产业列为未来的战略性新兴产业，对晶硅电池的需求增大，而目前我国的多晶硅产业由于受“能耗高、排放大”的影响，与国家所倡导的节能减排理念相左，这一本质性的矛盾决定了我国多晶硅依赖进口的局面仍将持续一段时间。

目前太阳能电池产量急剧增加，据保守估计，今年我国的电池组件产能将在1200万千瓦以上。适逢今年为我国“十二五”规划年，很多地区将光伏产业作为未来该地区发展的重要产业之一，纷纷规划上马太阳能电池生产线，预计电池产能在未来几年将呈爆发式增长，对多晶硅材料的需求也将急剧加大。

受制于“双高”

自去年国务院38号文《国务院转发发改委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展的若干意见》，将多晶硅产业界列为过剩行业以来，多晶硅产业的发展一直处在风口浪尖之中。而到了2010年，有关部门继续发力整顿多晶硅行业，国家发改委今年批准的多晶硅项目极少。四川发改委则自7月份起暂停多晶硅等6个行业的扩大产能项目。

多晶硅的高污染、高能耗无疑给多晶硅产业的发展带来了极大的困扰。实际上，通过多位专家的测算，以现在多晶硅的市场价格和生产能耗推算，多晶硅生产的单位GDP能耗约为0.94吨标准煤/万元，低于2009年全国单位GDP能耗的平均水平（1.077吨标准煤/万元）。在多晶硅生产排放方面，我国多晶硅企业的副产物回收利用率都在90%以上，先进多晶硅企业的综合利用率甚至已达国际先进水平。多晶硅生产是不存在“双高”问题的。另外，从多晶硅提纯到制造出太阳能电池组件这一过程中所消耗的能源，晶硅电池只需工作两年即可将该能耗回收，而电池的工作寿命在25年以上，即太阳能电池可实现23年以上的零排放发电。

除了“双高”问题外，多晶硅的生产技术不高也是限制其发展的重要原因。我国多晶硅企业生产技术与国外主要竞争对手相比，仍有一定的差距，综合生产能耗比较高，对副产物的综合利用率与国外相比也有一定的差距，这也使得我国多晶硅平均生产成本高于国外先进企业。多数企业生产成本在40美元/千克以上，而国外的先进厂家生产成本已低于30美元/千克，另外我国多数多晶硅企业投产规模不大，投产时间不长，产品的品质和稳定性有待进一步提升。

此外，我国多晶硅产业仍需摆脱传统加工业的影响。我国多数多晶硅企业刚刚成立，从国内外引进技术人员进行设计和指导，然后通过购置生产设备以进行生产，其经营模式仍然秉承着我国电子加工制造业的传统，主要进行来料加工，企业鲜少有自己的技术团队、研发队伍或核心生产技术。虽然多晶硅产品主要应用于半导体产业，但多晶硅的提纯更多属于化工行业，属于技术和资本密集型产业，如果从“大化工”角度来看，多晶硅产业只是化工生产中很小的一部分。我国“大化工”产业非常发达，如果善用我国在化工行业的经验，助力我国多晶硅产业，一方面可以保证生产原料，另一方面可以充分利用其生产副产物，提高产品附加值。其实国外的先进多晶硅企业无不归属于化工集团或本身控制有其他化工企业。

最后，我国多晶硅产业发展起步较晚，多数多晶硅企业于2005年后成立，生产技术和生产设备以从国外引进为主，在生产层面的影响力不足，缺乏权威性的人物。

大企业战略

首先，我们应该鼓励成本低、竞争力强的多晶硅企业壮大发展规模。多晶硅产业是资本和技术密集型产业，技术门槛较高，从国外多晶硅产业的发展经验看，大企业在产业发展中占据了主导地位，只有通过大企业对技术和生产的持续投入，才能在国际市场中保持竞争优势。鼓励我国生产成本低、竞争力强的多晶硅企业依靠技术进步、优化存量、扩大生产规模等方式，实施“走出去”战略，积极参与国际产业竞争。

其次，要鼓励多晶硅项目在西部资源能源丰富地区落户。多晶硅生产提纯所需的能耗较高，目前电力成本约占据了多晶硅成本的30%～40%。我国西部地区石英矿储量高，能源资源丰富，电力成本较低，非常适合发展多晶硅产业，以实现能源的就地转换，提高能源产品的附加值。在新疆等西部地区发展多晶硅产业，也是响应国家西部地区大开发的号召，有利于获得政府部门的差异化政策支持。