從碳當量的角度來說，光伏發電的產業功耗比是否還是太高，比不上水力風力？

01-16

在琢磨IDC中心建設的時候，想到這麼個話題。

轉一個 http://www.solarzoom.com/forum-viewthread-tid-194095-extra-page%3D2%26orderby%3Ddateline.html

目前國內一流的多晶硅企業每公斤多晶硅用電約80千瓦時 ，高於100的活不下去了，這能耗這幾年也是一直在迅速下降。

晶體硅太陽能電池技術把這些能量固化到電池板里，在之後的幾十年里一直可以提供能量，只要他輸出的能量比製造過程中消耗的多，能耗稍高又有什麼問題呢。

其實看看google對太陽能的利用就知道了

謝邀，

我是研究反射聚光光伏的，其機構與斯特林系統很相似的，都是追日儀，反射鏡，聚光。

砷化鎵光伏電池聚光比1000倍，所以電池消耗量極小，電池效率已經超過40%，這個效率已經可以和最優秀的熱機相比較了，而消耗材料明顯小於熱機，電池不運動，所以壽命和維護成本也明顯優於熱機。

光熱發電對比光伏而言成本不佔優，對聚光光伏而言效率也沒優勢，熔融鹽還有潛在的泄漏帶來的環境風險，唯一優勢是能夠儲能，併網發電功率相對平穩。

但如果考慮到用沼氣發電做光沼互補電站，光伏也可以實現平穩併網的，而沼氣成本低，風險小。建設成本約3元/W，並且在無光條件下仍然可以持續產沼氣，其無光供電時間遠比熔融鹽的儲能時間要長。沼氣池需要維持一定溫度才能穩定產氣，而聚光光伏系統需要散熱，二者溫度基本匹配，可以互補建設。

進一步可以結合種植和養殖，種植的植物用來飼養動物，而動物糞便和植物廢物都作為沼氣原料。這樣電站還可以多出一塊出售動植物產品的收益。

進一步，為解決光沼電站的勞動力需要，可以在光沼電站附近建設工學，學員半工半讀形式參見學習，學員能學到真的知識，電站也獲得了勞動力。

平衡計算後，這個電站在併網電價0.5~0.6元之間仍可以正常盈利。

基於以上分析，聚光光熱電站就沒有什麼優勢可言了。

具體調研不清楚，目前功耗比網上查個文獻應該都有論述，現在光伏發電1美元一度的成本只能讓這玩意開開太陽能汽車做個秀啥的，高晶硅造價昂貴，還有使用壽命，目前是不靠譜的。我的導師說過這麼一句話，大體意思就是成本核算的時候拋去人工費，超過化石工藝就說明碳排放是正的。不知道我所說的能否解答你的疑惑，感謝邀請。

這個碳當量我自己理解應該是：生產光伏產品所需要消耗的能源，相比光伏產品在其壽命內能產生的能源。如果碳當量是負值，意味著光伏產業本身根本不是什麼新能源，而是新「消耗能源」，投入1000瓦生產出來的光伏產品，可能就能產生900瓦的電就報廢。

如果這個理解是對的，那麼幾年前Sandia國家實驗室做個一個研究調查，大概光伏產品確實碳當量為0或者負值，也有一些其他研究機構得出的結論是正值，不過也比零大不了多少。大部分研究都表明現在光伏碳當量就是在0附近波動，考慮到光伏本身需要變壓或者不穩定之類的其他問題，那麼很有可能是負值。

這個報告應該是兩年前出得（具體不太記得），不知道光伏技術現在有沒有突飛猛進。否則的話只能扮演下資源調配的作用，難成大器

謝謝Amy的邀請。

首先說說「碳當量」：

碳當量的全稱應當是「二氧化碳當量」，是指將某種行業的上游、自流程、下游中產生的溫室氣體總量，按照行業間的分界（Boundary）劃歸後，折算成二氧化碳CO2的總量。

舉個例子來說，火力發電企業每年產生的CO2量是非常巨大的，但歸屬於發電企業的CO2當量很小，僅僅包含煤炭儲存、工廠運行、部分廢氣等等，而煤炭運輸、煤炭燃燒產生的大部分溫室氣體等等，由於並非發電廠自身消耗，所以劃歸下游。

而銀行、公司等場所，除員工以外，本身雖不產生大量CO2，但也需分擔一部分用電、用水、交通的溫室氣體。

而放到我們的問題里，就是橫向比較「光伏發電」，「風電」，「水電」這三大清潔能源產業的CO2當量，因此我們必須首先規定各個產業的「分界」。

光伏發電的分界應處於硅原料精鍊和電網之間；

風力發電的分界應處於一般材料生產和電網之間；

水力發電的分界應處於一般材料生產和電網之間。

之所以這樣分，是由於光伏發電的主要材料太陽能級多晶硅，是作為這一行業的專用材料生產的。而風力發電所主要使用的鋼鐵、化纖、合成材料、電機，以及水力發電使用的鋼鐵、電機、水泥等等，都是普通常用材料。

而衡量CO2當量，很大程度上就是衡量電能消耗程度，最簡便的方法就是比較不同產品的單位耗能情況：

多晶硅：最低 40 kWh/kg，平均160 kWh/kg （40,000 kWh/t，160,000 kWh/t）

鋼鐵：平均 460 - 470 kWh/t

水泥：平均 100 kWh/t

化纖：平均 1200-1300 kWh/t

由於水電和風電還涉及材料的再加工，我們這裡的數字並不能直接用來比較。但即便如此，還是可以看出，常規材料的耗能與多晶硅相比，平均值至少相差100倍左右。所以從這點來說，多晶硅--光伏發電行業，是超高耗能超高排放行業這一點，是毋庸置疑的。

光伏是不是高耗能要看其在生產過程中消耗了多少電能。現在一般來講1W組件，從石英砂提煉高純硅開始，到鑄錠切片，電池片生產，封裝組件，總共算下來，消耗的電能大約是1.5KWh，並且隨著技術的進步這個數值還在不斷下降。而光伏組件的使用壽命是30年，在三十年里，基本上1W組件可以發電30度電，其消耗的電能在一年半的時間裡就可以收回。這能叫做高耗能嗎？

至於是不是高污染，不在於行業，而在於對生產過程的控制，包括廢水廢氣的處理和回收。這基本上看國家和企業的控制，同行業關係大嗎？

數據來源 IPCC SRREN Report

我理解這個問題可能是這麼考慮的：煤炭；石油；天然氣是遲早會用光的資源，即便時間會很長，但是隨著資源的枯竭，價格也會不斷上漲，最後變成像黃金鑽石一樣。到那時闊佬們開法拉利享受汽油帶來的澎湃動力是真正的奢華。

拉回主題來：現在趁著石油等價格低廉的時候，將石油所含的能量轉化到硅板中，可以在日後幾十年中無窮盡的為人們服務，這才是大力開發太陽能的目的。太陽能高耗能是正常的，耗能就是儲能。N年之後石油將會枯竭，人們可以依賴的將會是這些十幾年前製造的硅板，當然還有其它可再生能源。而我相信其它可再生能源發電設備的製造能耗與其自身發電量相比也不會是低能耗水平。因為它會為人類服務25年甚至更長時間。

從材料製備方面來看，光伏行業中多晶硅提純環節的確有較高的能耗，但是理論上光伏電站有25年以上的壽命，且光伏電站日常維護小，基本無需再投入。有人計算過，光伏電站兩三年內的發電量即可抵消其在多晶硅提純環節的能耗。

ps：碳當量只是衡量清潔能源的一個方面。光伏、水電以及風電三者之間碳當量差距應該遠低於三者與火電的差距。對於環境的影響、使用地域限制、使用時間的限制以及發展空間都需要重點考慮

光伏比水力風力發電肯定C當量要高的多，但是問題是陸地風力電站的容量非常有限，比如中國剩餘的風力發電場並不多，開發率非常高。

水力就別說了，解決好了移動問題，水電站就是印鈔機，關鍵是哪裡有這麼多好的水電資源？

光伏的好處就是能源總量幾乎無限，就資源來計算，暫時看不到缺乏資源的那一天，它的對手不是水力風力，而是火電（煤、天然氣），發電成本現在已經降到了大約0.7元每度，在某些國家地區（義大利、澳大利益、加州）實現了用戶端平價，按照現在的趨勢可能會在2015年在中國實現火電平價。