我国新能源的伦理考量:以光伏产业为例

近年来,随着能源危机和全球变暖问题的日益突出,新能源越来越受到各国政府的重视,在世界范围内得到迅速发展。新能源产业的发展不仅是整个能源供应系统的有效补充手段,而且是环境治理和生态保护的重要措施,是满足人类社会可持续发展的最终能源选择。在世界经济面对金融危机的背景下,新能源产业也成为各国摆脱经济衰退、创造就业机会、抢占未来发展制高点的重要战略产业。

为建设资源节约型、环境友好型社会,在《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等国家政策和全球市场的推动下,我国的新能源产业发展势头迅猛,2008年我国太阳能光伏电池产量占据世界xx,2000-2008年全球/中国太阳能光伏电池产量详见图1

 

1 全球/中国太阳能光伏电池产量(2000-2008年)[1]

 

中国是一个能源消耗大国,新能源对缓解目前中国经济快速发展带来的能源压力有显而易见的效果,而且新能源产业带动的农业、工业、相关服务业增长将又给中国经济以强劲推动力,并有效增加就业安置。尽管如此,在新能源问题上,专家们的意见除了在发展新能源的必要性上高度统一之外,在其他大多数议题上,都还远未达成共识,如政府应该发挥怎样的作用、应该重点发展哪些领域、如何解决国家能源战略中各自为政、体系分割的问题等[2]

 

值得注意的是,新能源的伦理问题并不在讨论的范围之列。而随着新能源产业的不断发展,相关伦理问题开始显现,如生物能源的利用与能源农业发展已经引起的国际粮食问题,加剧了全球粮荒[3],光伏废弃物可能成为新的污染源[4]等。对此我们有理由相信,如果不能系统、客观地认识有关新能源的伦理问题,新能源技术和产业的发展必将产生相应的社会风险,也可能使新能源产业的发展陷入瓶颈。

基于此,本文以我国太阳能光伏产业为例,根据我国的发展情况,重新审视光伏产业与环境的关系,对其进行伦理的反思,其目的也是如何发展新能源产业进行有益的探索和思考。

一、我国太阳能光伏产业中的环境污染

太阳能光伏技术是利用特定半导体材料的光生伏打效应Photovoltaic effect,简称光伏效应)将太阳能转化为电能。光伏系统的核心是太阳能电池,通常由半导体材料制成。目前硅基太阳能电池是技术最成熟,应用最广泛的太阳能光伏产品,2007年占全球太阳能电池产量份额为88.34%,其产业链见图2

 

 

 

 

2 太阳能光伏产业链

 

从产业链来看,太阳能光伏产业属于传统行业,其前端属于化工业,中后端属于加工业。尽管化工业并不意味着重污染和高能源消耗,但由于技术落后、相关政策制度不规范等原因,使得我国光伏产业在多晶硅提纯阶段存在着较严重的环境问题,此外光伏产品的废弃物也带来了一定的环境隐患。

1、多晶硅提纯中的污染、耗能问题

多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来,通常用HCl和工业硅粉在一定的温度下合成SiHCl3三氯氢硅,然后对SiHCl3进行分离精馏提纯,提纯后的SiHCl3在氢还原炉内进行CDV反应生产高纯多晶硅。这个过程中,不仅耗电量很大,而且产生大量的等氯硅烷污染物。目前国际上主流的生产方法是改良西门子法,采用闭环生产进行尾气回收,增加尾气运用效率,从而减少了能耗,能有效控制了环境污染。

但西门子改良法生产工艺的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等7家主要硅料厂商中,由于技术封锁,大部分国内厂商都是利用欧美的设备配合俄罗斯的技术,这些方法均不能实现整个生产流程的闭环运行,也不能很好解决高能耗和环保问题。200839,《华盛顿邮报》在太阳能公司将垃圾留在中国一文称,国内一家公司,生产的多晶硅被用于在全世界范围内销售的太阳能电池上,而副产品SiCl4却是剧毒物质,严重污染了环境,倾倒或掩埋四氯化硅的土地将变成不毛之地,草和树都不会在这里生长。它不仅有毒,还污染环境,人根本不能接触,这给当地村民的正常生活带来了巨大的影响。[5]

2、光伏废弃物正在成为新的污染源

光伏发电在整个能源消费中所占比例虽然不大,但在某些应用场合却是无法替代的,目前我国光伏发电的40%以上用于解决边远无电地区人民生活用电问题。在这些地区,受客观条件制约,铅酸蓄电池等光伏废弃物很难得到有效回收处理,往往就地掩埋或倾倒处理,将可能直接污染当地环境以及畜产品、农产品和水产品。

青海光伏废弃物污染状况的调查显示,光伏系统可造成环境污染的主要是废弃铅酸蓄电池和荧光灯,这两个部件之所以容易污染环境,一是因为铅酸蓄电池非光伏系统专用设备,使用寿命较短,而且电池中的介质是液态硫酸,当电池废弃后,用户一般将其扔在地上,对土壤、地下水、草原等造成污染。同时还因市场竞争激烈、信息不对称,小作坊式的厂子生产的产品充斥市场,正规厂家产品因成本及价格偏高而纷纷退出了市场,家用蓄电池质量普遍存在严重问题,使用寿命更短。二是直流灯具多采用单管间歇振荡或自激推挽电路,其匹配性能差、效率低、输出波形为非正弦渡,灯管使用寿命短。此外灯管多是采用稀土三基色荧光粉和液体汞,破碎后对环境污染严重。这些光伏废弃物虽然目前的相对量不算大,但鉴于其成分属危险废物,污染具有严重性、长期性和隐蔽性特点,一旦积累到一定程度,渗透到土壤、地下水中,则很难xx,必将对居民的健康、对生物多样化、对畜牧业特别是有机畜牧业的发展产生很大影响。[4]

 

二、全球光伏市场中的环境非正义

欧盟《2009太阳能光伏态势报告》[1]数据显示,2008年中国(不包括台湾省)太阳能光伏电池产量约为2.4GW,占世界总产量32.7%,居世界{dy}位,但当年中国的光伏安装量只有40MW,仅占全球安装量的0.73%,占国内太阳能电池产量的1.7%。为此,2009926,国务院在《批转发展改革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若干意见的通知》中明确指出,多晶硅是信息产业和光伏产业的基础材料,属于高耗能和高污染产品。从生产工业硅到太阳能电池全过程综合电耗约220万千瓦时/兆瓦。…… 我国光伏发电市场发展缓慢,国内太阳能电池98%用于出口,相当于大量输出国内紧缺的能源。全球光伏市场结构已经产生了实质性的环境非正义。

一般来说,国际环境正义问题的核心议题是国际间环境保护中权利和义务不对等,主要指不同国家、群体应得到公平、平等地对待以及环境后果和治理责任的合理分担。光伏市场在经济全球化背景下,在唯利是图的跨国资本和物质主义的大众消费欲望驱动下,不同国家遵守同样的贸易规则,即使受到相对公正与公平的对待,但市场逻辑使得经济实力不同、国际分工不同的国家在环境后果、收益以及责任分配上存在与传统环境正义类似的不公平关系。这种环境不公现象是隐藏的,却是我国光伏产业在对现代化内涵与进程的片面理解下的主动选择的结果,更值得深思。

长期以来,在全球性的环境危机背后存在着一个不争的事实,即一方面占全球极少数的发达国家消耗和浪费了过多的资源,并造成了巨大的环境破坏和制造了大量的环境污染;另一面,大多数发展中国家却缺乏必要的资源,并承受了巨大的环境危害。不仅如此,发达国家还常常将大量生产和消费之后的有害垃圾和废弃物运往发展中国家,对相关国家的人民造成了巨大的危害。[6]目前这些情况还没有得到根本性的抑制。由于我国在电力储存、电网接入、太阳能光伏发电的间歇性等问题都没有完善,未来在一个相对较长的时期内新能源无法成为商业化的主体替代能源,并且我国除少数几家新能源企业拥有核心技术和专业能力之外,其余企业仅仅依靠廉价劳动力、廉价土地参与国际竞争。在这种条件下,过分发展光伏产业的{wy}结果就是发达国家享受到清洁能源而我国承担相应的能源消耗和环境污染,必将进一步加剧国际环境不公现象。

 

三、我国发展光伏产业的误区与思考

20046月初在德国召开的国际可再生能源大会提出了开发新能源,解决能源来源多元化与保障能源安全、发展经济与脱贫和减排温室气体与应对气候变化等一系列问题。自此,世界各国开始大规模地开发利用新能源。我国政府也提出把发展新能源和提高能源效率作为应对气候变化的重要措施,2010年和2020年新能源在整个能源中的比例将分别达到10%和15%。在国家政策和全球市场驱动下,地方政府对发展新能源产业表现出异乎寻常的兴趣。全国超过一半的省份在打造新能源基地,或者把新能源作为支柱产业来发展,上百个城市在做新能源发展规划[7]。这是因为发展新能源项目,符合国家战略需求,缓解能源危机,遏制全球变暖,更关键的是在金融危机使中国GDP增速放缓的背景下,找到新的经济增长点。这种逻辑使得新能源肩负过多的历史使命。在工业文明的经济增长与环境保护的冲突并没有解决的情况下,这种多重使命必将使我国新能源产业的发展走入误区。

对光伏产业来说,其环境问题并不是全球普遍现象,发达国家往往通过严格的环境规制来控制污染。上世纪90年代初德国学者Hagedom开始xx光伏系统各环节生产的能耗问题,开展光伏系统生命周期研究,目前太阳能并网光伏发电系统的能量回收期为1.5-6.9年,远远小于光伏系统的寿命期。随着技术水平的提高和产业的发展,未来单晶硅和多晶硅太阳能光伏系统的能量回收期都有可能降至1年以下[8]。因此光伏产业在发达国家是清洁的,但由于很高的技术要求和较高的环境治理成本,使得该产业的资本回收期较长,集中度较高。

我国的光伏产业存在的问题直接反映了我国环境规制的不足。《环境保护法》第四条规定:环境保护工作同经济建设与社会发展相协调,这就意味着经济建设优先于环境保护,多年来围绕这一立法目的的争议清晰勾勒出了环境保护与经济发展的关系,这是问题与主义之争。今后,环境立法的主要难题是既得利益的博弈,是利益集团的经济利益与公众权利、个体权利之争,这也是当前环境立法的关键所在[9]

 

在后京都时代,原有的一些地方支柱产业面临转型,也使得地方政府把快速拉动GDP的希望寄托在新能源这个战略新兴产业上。在追求GDP的逻辑下,必将会重生产轻使用,往往放弃新能源发电项目而热衷于引入新能源设备制造项目。政府的层层鼓励和优惠,扭曲了市场价格传导机制,往往放宽了环境、资源的要求,使一些原本可能亏本的新能源项目变得有利可图,也产生相应的环境问题。在缺少核心技术的情况下,这种意义上的新能源仅仅是标有新能源光环的一个冶炼或加工过程,只是世界制造工厂在新能源领域的一个延伸,而与新能源本身却没有多大关系。

从长远来说,世界经济要向低碳化、可持续、能循环、少污染的方向发展,因而新能源的重要性是毋庸置疑的,可以说它代表着未来能源的发展方向,是未来真正的替代能源。但是能源替代有一个相互竞争、相互比较的过程,新能源的发展必须循序渐进。目前来讲,新能源只能作为补充能源,还不能作为主流、主导能源。因为{dy},新能源比煤、石油、天然气要贵得多,需要逐渐降低成本以适应市场需求;第二,大部分新能源是间歇性能源,比如说风能、太阳能,有风、有阳光的条件下才能发电,因而储能技术、大规模并网成为了新能源发展所面临的{zd0}瓶颈[10]

面对一代人、几代人需努力的新能源发展方向,GDP导向下的急功近利的发展应该是{zd0}的进步阻碍!特别是在各种技术都有待完善的情况下,只有合理的根据自身状况,迎接新技术的挑战。否则,不仅会产生环境问题,而且可能使其发展陷入停滞。这才是应从各方面理性面对的大问题。

 

参考文献

[1]Arnulf Jäger-Waldau ,PV Status Report 2009- Research, Solar Cell Production and Market Implementation of Photovoltaics. August 2009. European Commission, DG Joint Research Centre, Institute for Energy, Renewable Energy Unit. EUR 24027 EN.<http://www.epia.org/publications/other-publications.html>

[2]肖强,聚议新能源,瞭望东方周刊,2009,总第311期,20091029<>

[3]张帆,中国能源农业政策可能产生的伦理冲突及其对策研究,黑龙江农业科学,20095):130-132

[4]王恒生,尼玛江才,对青海光伏废弃物污染状况的调查,青海社会科学,20075):58-60

[5]Ariana Eunjung ChaSolar Energy Firms Leave Waste Behind in ChinaThe Washington Post, March 9, 2008.

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[6]杜鹏,环境正义:环境伦理的回归,自然辩证法研究,20076):4 -719

[7]杨军,新能源冲动,南风窗,200918),200992< >

[8]胡润青,太阳能光伏系统的能量回收期有多长?,太阳能,20083):6-10

[9]李萱,中国环境立法,已进入利益博弈时期,绿叶,200910):122-125

[10]李俊峰,一个新的高风险、过度竞争产业:新能源,绿叶,20096):46-50

 

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