认识太阳能光伏发电的耗能与污染，展望揉动技术向大自然取能的美好前景

摘要：太阳能光伏发电，曾被认为是{zh0}的取之不尽、用之不竭的清洁能源，但根据中国能源信息网{zx1}报道，目前，太阳能光伏发电产业链的上游产品――多晶硅属于高耗能、高污染的产品，同时有人认为，太阳能发电系统的电能再生比太低，因此风力发电、无坝水电和洋流发电是目前大自然提供给我们的{zh0}的清洁能源，加上揉动技术的众多优点，我们一定会在不久的将来就能看到揉动技术在向大自然取电、降低能源消耗、保护生态环境等方面为人类作出的贡献。

一、对光伏发电的担忧

1、对光伏发电的片面认识

　　目前，由于长期的片面宣传，使得不少人仍然只知道太阳能光伏发电的好处，而不知道它的害处。有关的分析报告指出：到2007年年底，全国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦（100MW），从事太阳能电池生产的企业达到50余家，太阳能电池生产能力达到290万千瓦（2900MW），太阳能电池年产量达到1188MW，超过日本和欧洲，并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链，特别是多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产千吨大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶颈制约，为我国光伏发电的规模化发展奠定了基础。2007年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能产业的长期利好，整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。
　　太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。
　　根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。预计，到2050年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的25%，其中光伏发电装机将占到5%。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。
　　2、光伏发电上游产品的高耗能与污染

　　中国能源信息网的文章“多晶硅生产：毒污染高耗能不容忽视”　 （）指出：多晶硅是高污染的项目，中国多数多晶硅企业环保不xx达标。生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。用于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。它具有潜在的极大危险，不仅有毒，还污染环境，回收成本巨大。

　　四氯化硅为制造多晶硅时产生的副产品，是一种高度有毒的物质，会对环境造成严重污染。由于该种物质回收再利用的成本昂贵，多数中国太阳能厂房均未装设或xx安装相关的回收设备。

　　多晶硅是高污染项目，中国多数多晶硅企业环保不xx达标。生产多晶硅的副产品——四氯化硅是高毒物质。用于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。它具有潜在的极大危险，不仅有毒，还污染环境，回收成本巨大。

　　多晶硅项目投资庞大，一个千吨级项目规模等于一座中型石化厂，投资约12亿元，且氯气有毒，空气中超过0.001毫克/升人就有危险，技术不过关的话，多晶硅会随氯气跑出，严重污染环境。

　　这正是中国太阳能产业所不得不面临的现实。多晶硅核心技术——三氯氢硅还原法垄断在美国、德国、日本等六七家企业手中，中国企业很难获得关键技术。生产多晶硅是一个提纯过程，金属硅转化成三氯氢硅，再用氢气进行一次性还原，这个过程中约有25%的三氯氢硅转化为多晶硅，其余大量进入尾气，同时形成副产品——四氯化硅。在这个过程中，如果回收工艺不成熟，三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、氯气等有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。四氯化硅一遇潮湿空气即分解成硅酸和剧毒气体氯化氢，对人体眼睛、皮肤、呼吸道有强刺激性，遇火星会爆炸；氯气的外溢则可使人出现咳嗽、头晕、胸闷等病状，并导致农作物大面积减产和绝收。

　　目前，国内在建多晶硅生产厂所用改良西门子生产法是向俄罗斯购买的技术，而该技术与美国、日本等国企业还有相当差距，没有经过大批工业化生产，其缺点是气体回收率低，污染大，产出率低，耗能高。

　　多晶硅是典型的高耗能产业，项目选址必须兼顾硅、煤炭和氯碱资源。年产1000吨多晶硅项目需要投资10亿元，年耗电10万千瓦时。

　　国内光伏业领军人物、尚德电力董事长施正荣曾公开表示，中国不是适合制造多晶硅的国家，因为电费太贵，生产多晶硅不符合科学发展观。在他看来，投资多晶硅应该去加拿大、美国、澳大利亚等电费相对便宜的国家。国外多晶硅巨头生产的产品成本在25美元/kg左右，而目前国内产品的成本则在70～80美元/kg。

　　中国科学院院士简水生曾指出，目前生产多晶硅的企业一般都采用改良西门子法。使用该方法，1千瓦的太阳能电池约需10公斤的多晶硅，需要消耗电能5800～6000度，耗电量十分巨大。即使电池能够稳定使用20年，太阳能电池的电能再生比也不到8，水平较低。这导致多晶硅太阳能的发电成本大约是生物质发电的7～12倍，风能发电的6～10倍，更是传统煤电方式的11～18倍。

　　多晶硅一哄而起的根本原因在于，以GDP增长为政绩考核指标，使得地方政府官员对经济和社会发展的理解还停留在“惟增长论”上，对资源的过度开采和使用，以及对外来资本的重视则是这一思路指导下的顺理成章之举。结果是，那些高耗能的企业可以生存了，另外能够实现固定资产投资增长的任何外来资本，都会成为地方政府的座上宾。为了创造所谓的“良好投资环境”，某些地方政府官员甚至成为企业的利益代言人，听任一些项目在环保上违规违法。

二、揉动技术向大自然高效率获取能源

　　“揉动技术”是造福于人类的世界重大发明，具有绿色新能源、节能、环保、低成本四大优势。其节能30％～50％的幅度；她的绿色能源重要应用，如风力发电、无坝水电和洋流发电，她的节能、环保和绿色新能源的应用价值，足以改变世界的能源消费和人类社会的生存模式。其绿色新能源(风力、水力发电)的潜力可全部或部分替代火力能源，可为改变大气变暖危机奠定坚实的技术基础。

　　揉动技术特大发明在第十七届全国发明展览会上荣获金奖，其应用被列为国家863计划项目，并与航星（航天239厂）签约结成战略伙伴关系，组建了揉动风电（美国）有限公司。
　　这项重大发明，可以让一些企业获得新生，也可以让一些企业腾飞。希望有合作意向的战略投资者及企业家直接与发明家蒋子刚先生联系。我相信，应用揉动技术的新范式风电、水电、洋流电产品以其众多的优势，一定会被有远见卓识的企业家青睐。

、揉动技术用于风力发电

　　揉动技术演绎应用所构成的“揉动式流体传动聚能型双目标风电系统”，是一种与现行技术xx不同的新技术系统。该系统有针对性地、逐个地突破了现行风电技术的瓶颈，创造了技术路线、技术范式、技术功能和经济技术性能的新境界。
　　“揉动式流体传动聚能型双目标风力发电系统”由高适应性风叶轮、揉动式流体传动系统、风力－扭矩自调节器组成。这是一种分布式配置的、具有跨多个数量级的环境和资源适应性的新型风电系统。该系统具有微风发电、灾害性风力避让等优异的运行特性，其千瓦成本较现行技术降低80％，发电时间增加30％。这是在社会和工程系统论高度上进行创新所产生的效果。而揉动式流体传动技术则是实现系统性革新的技术关键。
　　揉动式聚能型双目标风电系统的三大特征：
　　（1）原理特征:采能发电各自独立，揉动式传动，微风效率大风安全两优化。采能与发电参数在系统设计中适配，采用揉动机械传动，效率、安全两得其所。
　　（2）结构特征:多杆叶轮-揉动泵采能，流体传动，驱动高速马达-发电机组。大量叶轮－揉动泵单元采能，流体传动，高速大功率马达－发电机机组输出。水平轴小直径风叶轮，水泥或钢管立杆支承，带自适应偏航机构。风叶轮采用柔性宽叶片，具有微风大迎角、大风小迎角之变角度特性。

　　（3）能流特征:(风动能→轴功→流体压力能)×n→(轴功→电能)×1。高速马达与发电机联轴，经济速度运转，传动效率高, 电机成本大幅降低。
　　揉动式聚能型双目标风电系统的七大优势：
　　（1）控制优势：微风启动，大风避让，速度检测闭环控制，频率电压自适应。
　　（2）特性优势：采能部件低端提升，变扭变速，数控励磁，发电特性全面提升。
　　（3）效率优势：微风2米/秒启动，发电时间增30％，效率增至50％左右。
　　（4）安全优势：叶片轴向力限幅，叶柄和塔杆弯矩限幅，较大叶轮降99.9％。
　　（5）环境优势：景观融入性好，独占土地极少，环境风源噪声级，墙壁隔离。
　　（6）工期优势：迁延性工期缩短约50％，实际平均等效工期缩短约80％。
　　（7）成本优势：安全成本、发电机及控制器成本、施工工期成本大幅度降低。

、揉动式无坝水电系统

　　揉动式无坝水力发电系统的主要功能是：分布式采能、集中发电。
　　（1）将传统的“大坝蓄能”取消，直接收集流动（3米／秒以上）河水里的动能；
　　（2）将水轮机“集中采能”取消，改变为小型化多点化分布式（水中）水轮采能；
　　（3）利用专利传动技术的高效性和简易性，将各水轮采集的能量通过揉动泵和管路及控制单元，使系统中的高压液体被高效传送并被集中到集能箱内；
　　（4）被集中的高能量（高压）液体推动揉动马达并带动发电机来实现平稳发电。
　　　　　　揉动式无坝水电设备与现有传统水电设备主要性能对比：

揉动式无坝水电设备与现有传统水电设备经济性对比：

三、结束语

　　由于太阳能光伏发电产业链的上游产品――多晶硅属于高耗能、高污染的产品，并且太阳能发电系统的电能再生比太低，因此，随着人们对光伏发电系统的全面认识，国家将会在一定程度上改变可再生能源产业的导向，随之，采用揉动技术的风力发电、无坝水电和洋流发电产品一定会在获取自然能量、降低能源消耗、保护生态环境等方面为人类作出贡献。

说明：本文并非xx属于原创作品，主要内容来自一些相关的报道，经过整理、删改、编辑而成，主要参考资料附录如下：

关于揉动技术的介绍：

多晶硅生产：毒污染高耗能不容忽视，中国太阳能信息网，

太阳能电池的污染与能耗

电能再生比太低——太阳能路灯不应该推广