李惠民 董文娟 朱 巖 齊 曄

(1．清華大學(xué)公共管理學(xué)院，北京100084;2．清華大學(xué)氣候政策研究中心，北京100084)

晶硅光伏組件出口對中國碳排放的影響

李惠民1，2董文娟2朱 巖2齊 曄1，2

(1．清華大學(xué)公共管理學(xué)院，北京100084;2．清華大學(xué)氣候政策研究中心，北京100084)

基于文獻資料，估算了2004－2009年中國晶硅光伏組件制造過程中的能源消耗和CO2排放強度。研究發(fā)現(xiàn)，2004－2009年，晶硅光伏組件制造過程中的能耗強度和CO2排放強度均逐年下降。2009年，單晶、多晶光伏組件制造過程中的能耗強度分別為2 629 kWh/kWp和2 242 kWh/kWp，碳排放強度分別為1 829 gCO2/Wp和1 559 gCO2/Wp。由于晶硅光伏組件的大量出口，中國不僅出口了大量的隱含碳，還損失了數(shù)量可觀的、潛在的CO2減排能力。2004－2010年，中國的隱含碳凈出口量由3萬tCO2增加到852萬tCO2;如果出口的晶硅電池全部用于國內(nèi)，在其生命周期內(nèi)累計可減排CO23．4億t。除2004年和2010年外，國內(nèi)安裝的晶硅光伏組件在其生命周期內(nèi)所能減少的CO2排放不足以抵消晶硅光伏行業(yè)的CO2排放，晶硅光伏行業(yè)對中國CO2減排的貢獻為負。在多晶硅全部國產(chǎn)的情況下，中國若維持晶硅電池應(yīng)用中的CO2減排量與全行業(yè)CO2排放量的平衡，至少應(yīng)將晶硅組件制造的7．2%安裝在國內(nèi)使用。若多晶硅進口比例仍保持在50%左右，則至少應(yīng)將晶硅組件制造的4．9%安裝在國內(nèi)使用。

晶硅光伏組件;隱含碳;二氧化碳排放;全生命周期

光伏產(chǎn)品在制造和應(yīng)用過程中具有不同的能源屬性。光伏產(chǎn)品的制造是一個能源消耗過程，應(yīng)用則是一個能源生產(chǎn)過程。從全生命周期來看，光伏產(chǎn)品的能量回收期一般在1．5 －6．92 年［1－5］，遠小于其使用壽命。從碳排放的意義上，光伏發(fā)電是一種清潔的低碳能源［6］。2004年以來，中國的光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，太陽能電池產(chǎn)量由2004年的50 MWp增長到2010年的約9 000 MWp，年均增長率超過237%。與此同時，中國的光伏應(yīng)用卻相對偏低。2004－2010年，新增裝機容量由10 MWp增長到530 MWp，年均增長率約193%，遠低于光伏產(chǎn)量的增長速度。2004年，光伏產(chǎn)品出口量占當(dāng)年太陽能電池產(chǎn)量的百分比為80%，之后一直保持在96%以上，2010年有所下降，但仍高達94%，光伏產(chǎn)品的制造和應(yīng)用已經(jīng)嚴重脫節(jié)。

光伏產(chǎn)品的制造和應(yīng)用對中國的碳排放具有不同的影響。光伏產(chǎn)品的制造是一個能源消耗和碳排放過程;通過光伏產(chǎn)品的出口，中國出口了大量的隱含能、隱含碳，推動了國內(nèi)能源消費和碳排放的增長。光伏產(chǎn)品的應(yīng)用則是一個能源生產(chǎn)過程，通過光伏系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地減少了國內(nèi)的CO2排放。盡管從全生命周期上看，光伏發(fā)電是一種清潔的低碳能源，但由于制造和應(yīng)用的脫節(jié)，中國光伏產(chǎn)品應(yīng)用過程中所減少的CO2排放，并不一定能抵消光伏制造過程中國內(nèi)產(chǎn)生的CO2排放。本文用生命周期評價法，計算了光伏產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的能源消耗和CO2排放強度;分析了2004－2010年中國光伏組件制造過程中的CO2排放和應(yīng)用過程中所形成的減排能力。在此基礎(chǔ)上，研究了光伏組件出口對中國CO2排放的影響，回答了中國光伏產(chǎn)品應(yīng)用所減少的CO2排放能否抵消光伏制造過程中國內(nèi)產(chǎn)生的碳排放這一問題。

1 晶硅光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗和CO2排放強度

1．1 光伏產(chǎn)品的全生命周期

根據(jù)制造材料及工藝的不同，光伏產(chǎn)品一般分為晶硅電池和薄膜電池2類?，F(xiàn)階段，批量化生產(chǎn)并進入民用領(lǐng)域的主要是晶硅電池，占全球產(chǎn)量的90%以上［7］。受資料所限，本文所研究的對象僅包括晶硅電池。

商業(yè)化晶硅電池的制備工藝大致相同，通過硅礦開采—工業(yè)硅制備—多晶硅提純—多晶硅鑄錠(單晶硅拉制)、切片—電池制備—光伏組件封裝等環(huán)節(jié)，完成光伏組件的制造。光伏組件輔以控制器、逆變器、蓄電池等，進一步建設(shè)成光伏發(fā)電系統(tǒng)。安裝后形成的光伏發(fā)電系統(tǒng)，通過離網(wǎng)或并網(wǎng)的形式，將電力供應(yīng)給用戶使用。隨著設(shè)備的老化，光伏發(fā)電系統(tǒng)在25年左右的時間內(nèi)完成它的生命周期(圖1)。中國光伏產(chǎn)品的制造和出口以組件為主，而組件制造過程中的能源消耗占到整個光伏系統(tǒng)制造過程能源消耗的95%以上［3］，為了分析光伏產(chǎn)品出口對中國能源消耗和碳排放的影響，本文的研究邊界定義為光伏組件。

圖1 晶硅光伏系統(tǒng)的生命周期Fig．1 Life cycle of crystalline silicon(C －Si)solar PV system

1．2 方法和數(shù)據(jù)

本文用生命周期評價法(Life cycle assessment，LCA)來估算光伏組件制造過程中的能源消耗和CO2排放強度。根據(jù)各制造環(huán)節(jié)的物質(zhì)消耗和能源消耗，可計算出光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗量。光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗量可用下式表示:

E光伏組件=E電池封裝+E晶硅電池+(E鑄錠切片+α·E多晶硅提純+α·b·E工業(yè)硅冶煉+a·b·c·E硅礦開采)·d/a

其中，E光伏組件表示光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗量，單位為 kWh/kWp;E電池封裝、E晶硅電池表示晶硅電池封裝、晶硅電池制備環(huán)節(jié)的能源消耗量，單位為kWh/kWp;E鑄錠切片、E多晶硅提純、E工業(yè)硅冶煉、E硅礦開采分別表示鑄錠切片、多晶硅提純、工業(yè)硅冶煉、硅礦開采環(huán)節(jié)的能源消耗量，單位為kWh/kg;a表示鑄錠切片－晶硅電池環(huán)節(jié)的成品率;a、b、c分別表示單位硅錠所需要的多晶硅量、單位多晶硅所需要的工業(yè)硅量、單位工業(yè)硅所需要的硅礦量;d指每kWp晶硅電池的用硅量，單位kg/kWp。結(jié)合參考文獻，各參數(shù)的取值見表1。

每Wp晶硅電池的用硅量(參數(shù):d)與硅片厚度密切相關(guān)，是影響晶硅電池生命周期內(nèi)能源消耗量的關(guān)鍵因素。2004－2009年，硅片厚度明顯下降，由250μm下降到180 μm，下降了28%;受此影響，每Wp晶硅電池的用硅量由12 g下降到6．9 g，下降了42%(見表2)。本文假設(shè)各制造環(huán)節(jié)的能耗強度不變，晶硅光伏組件生命周期內(nèi)能耗強度的變化僅與硅片厚度相關(guān)，以此來估算2004－2009年晶硅光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗。

表1 光伏組件各制造環(huán)節(jié)的物質(zhì)消耗和能源消耗Tab．1 Material and energy consumption of each section through PV module manufacturing chain

用上述方法和數(shù)據(jù)計算得出的光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗，其單位為kWh/kWp。為了計算光伏組件生命周期內(nèi)的CO2排放，有必要計算出每kWh電力生產(chǎn)過程中的CO2排放。本文根據(jù)中國電力部門的CO2排放量及發(fā)電量，估算了2004－2009年中國每kWh電力的CO2排放，結(jié)果見表3。

表2 2004－2009年晶硅電池硅片厚度與每瓦用硅量Tab．2 Wafer thickness and silicon consumption per watt of C－Si cell(2004－2009)

表3 2004－2009年中國度電排放系數(shù)Tab．3 CO2emission per kWh electricity generated in China(2004－2009)

1．3 計算結(jié)果

圖2 2004－2009年晶硅光伏組件生命周期內(nèi)的能耗強度Fig．2 Energy consumption intensity of C-Si cell module throughout the life cycle(2004－2009)

圖3 2004－2009年晶硅光伏組件生命周期內(nèi)的CO2排放強度Fig．3 CO2emission intensity of C-Si cell module throughout the life cycle(2004－2009)

2004－2009年晶硅光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗強度見圖2，CO2排放強度見圖3?？梢钥闯?，單晶光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗和CO2排放強度均高于多晶光伏組件。2004－2009年，單晶、多晶光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗和CO2排放強度均逐年下降。其中，能耗強度下降了約39%;CO2排放強度下降了約45%。

為了與其它研究相比較，計算了光伏系統(tǒng)生命周期內(nèi)的能源消耗，即在光伏組件的基礎(chǔ)上，加上光伏系統(tǒng)集成過程的能源消耗。經(jīng)計算，2009年，硅片厚度180 μm的情況下，單晶、多晶光伏系統(tǒng)生命周期內(nèi)的能源消耗分別為2 858 kWh/kWp、2 471 kWh/kWp。這一結(jié)果低于胡潤青［3］的研究，其計算的多晶光伏系統(tǒng)的能源消耗為3 573 kWh/kWp;與嚴大洲等［12］、中國可再生能源學(xué)會和中國科學(xué)院廣州能源研究所［7］的研究結(jié)果接近，其計算的多晶光伏系統(tǒng)的能源消耗分別為2 597 kWh/kWp、2 415 kWh/kWp;高于中國能源中長期發(fā)展戰(zhàn)略研究項目組［6］的研究，其估計的單晶電池、多晶電池全生命周期能耗分別是2 600 kWh/Wp和2 200 kWh/Wp。

為了衡量多晶硅進口中的隱含碳，用全生命周期法和表1提供的數(shù)據(jù)，計算了多晶硅生命周期內(nèi)的能耗強度，約220kWh/kg。值得一提的是，該強度的測算基于中國的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，由于國外的技術(shù)水平較高，進口多晶硅生命周期內(nèi)的實際能耗強度要低于此值。

2 晶硅光伏組件制造中的CO2排放量與應(yīng)用中的CO2減排量

2．1 中國的光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

2004年以來，中國的光伏產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。光伏電池產(chǎn)量由2004年的50 MWp增加到2010年的9 000 MWp，增長了179倍，年平均增速高達237%，遠遠超過工業(yè)的發(fā)展速度，是近年來增長最為迅速的新興產(chǎn)業(yè)。表4列出了2004－2010年中國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r?？梢园l(fā)現(xiàn)，中國的光伏產(chǎn)業(yè)突出地表現(xiàn)出兩個基本特征:

(1)光伏電池的制造與應(yīng)用嚴重脫節(jié)。2004年，光伏電池出口量占當(dāng)年產(chǎn)量的80%，2005－2009年出口比例則維持在96%以上，2010年出口比例有所下降，但仍高達94．1%。如此高的出口率在其它產(chǎn)業(yè)間并不多見。

(2)原材料的大量進口與成品的大量出口同時存在。在光伏電池大量出口的同時，作為基本原料的多晶硅卻主要依賴于進口。2005－2010年，盡管多晶硅進口依存度由95%下降至51%，但中國多晶硅主要依靠進口的局面依然存在。

2．2 晶硅光伏組件制造過程中的CO2排放量

由于缺乏多晶硅組件與單晶硅組件產(chǎn)量的具體數(shù)據(jù)，本文假設(shè)晶硅光伏組件制造中，多晶硅組件與單晶硅組件比例相同，以此估算了2004－2010年中國晶硅光伏組件制造過程中的CO2排放量(見圖4)。可以看出，2004－2010年，晶硅光伏組件制造產(chǎn)生的CO2排放量逐年上升，由2004年的14萬tCO2上升到2010年的1 440萬tCO2，增長了近102倍。

表4 2004－2010年中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩rTab．4 The status of China’s PV industry development(2004 －2010)

多晶硅制造是光伏組件制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)生CO2排放的主要環(huán)節(jié)。多晶硅制造過程中的CO2排放占到組件排放的70%左右。由于多晶硅的大量進口，中國生產(chǎn)的光伏組件中包含了大量的國外排放?？鄢嗑Ч柽M口中的CO2排放，中國晶硅光伏產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)排放的CO2也在逐年上升，由2004年的5．7萬tCO2增加到2010年的936．8萬tCO2，增長了164倍左右。

圖4 2004－2010年中國晶硅光伏組件制造過程中的CO2排放量Fig．4 CO2emissions of C － Si PV module manufacturing process(2004－2010)

2．3 晶硅光伏產(chǎn)品應(yīng)用過程中的CO2減排量

光伏系統(tǒng)建成后主要表現(xiàn)為能源生產(chǎn)過程，光伏發(fā)電系統(tǒng)運行中的自耗電不足千分之一，可以忽略不計［6］。光伏系統(tǒng)的發(fā)電量與太陽輻射、光伏組件的朝向、傾角、表面清潔度、環(huán)境溫度等因素相關(guān)，估算光伏系統(tǒng)的發(fā)電量較為復(fù)雜，并具有很強的不確定性。本研究采用年有效利用小時數(shù)乘以裝機容量來估算光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。年有效利用小時數(shù)是光伏組件傾斜方陣面上總輻射與發(fā)電系統(tǒng)綜合效率的乘積。李俊峰等［21］計算了不同發(fā)電方式下中國各省的年有效利用小時數(shù)，本文取并網(wǎng)系統(tǒng)的低值1 241小時作為中國光伏系統(tǒng)的年平均有效利用小時數(shù)。以此計算，中國每Wp光伏系統(tǒng)年發(fā)電量約1．241 kWh。

2004－2010年，中國光伏電池年新增裝機容量逐年上升，由2004年的10 MWp上升到2010年的530 MWp，增長了52倍。光伏電池具有較大的減排潛力，光伏電池每生產(chǎn)1 kWh電力的減排量與所替代的電力密切相關(guān)。受電源結(jié)構(gòu)的影響，2004－2009年中國度電排放變化較大(表3)，這導(dǎo)致光伏電池的減排潛力也不斷變化。為了便于分析，采用2004－2009年間的最大度電排放系數(shù)(2006年，772 gCO2/kWh)作為光伏電池的度電減排量，計算了2004－2010年晶硅電池新增裝機每年的CO2減排能力(見圖5)。可以看出，2004－2010年，年新增減排能力隨晶硅電池裝機量的上升而上升。平均而言，中國每Wp晶硅電池每年可減排CO2958 g。

圖5 2004－2010年中國晶硅電池年新增裝機量與年新增減排能力Fig．5 China’s annual new installed capacities and new emission reduction capacities of C－Si cell(2004－2010)

3 晶硅光伏組件出口對中國CO2排放的影響

3．1 晶硅光伏組件出口導(dǎo)致隱含碳出口

假設(shè)晶硅光伏組件出口中，多晶硅組件與單晶硅組件比例相同，估算了2004－2010年中國晶硅光伏組件出口中的隱含碳(見圖6)。2004－2010年，中國晶硅組件出口中的隱含碳逐年增加，由11萬tCO2增加到1 355萬tCO2，增長了123倍左右。同期，由于多晶硅進口量的逐年增加，多晶硅進口中的隱含碳也逐年增加，由8萬tCO2增加到503萬tCO2，增長了近62倍。晶硅組件出口中的隱含碳與多晶硅進口中的隱含碳相減，中國表現(xiàn)為隱含碳凈出口國，凈出口量由2004年的3萬tCO2增長到2010年的852萬tCO2。隨著多晶硅進口比例的減少及晶硅組件出口的快速增長，中國光伏產(chǎn)業(yè)中隱含碳凈出口量有進一步增長的趨勢。

圖6 2004－2010年中國光伏貿(mào)易中的隱含碳Fig．6 Embodied CO2from foreign trade of China’s PV products(2004－2010)

3．2 晶硅光伏組件出口損失了潛在的CO2減排能力

光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終目標在于提高可再生能源比例，減少CO2排放。由于光伏電池的大量出口，中國損失了數(shù)量可觀的、潛在的CO2減排能力。2004－2010年，中國晶硅電池出口量由36．8 MWp增長到7 999 MWp，增長了216倍。如果出口的晶硅電池全部用于國內(nèi)，每年可形成巨大的減排能力。2004－2010年，由于晶硅電池出口所損失的CO2減排能力逐年增加(見圖7)。2004年，中國損失的CO2減排能力為4萬tCO2/年，2010年達到了766萬tCO2/年。按照發(fā)電效率每年0．8%的衰減率計算，2004－2010年出口的晶硅光伏組件25年生命周期內(nèi)累計可減排 CO2約3．4億 t，占 2005年全國 CO2排放量(52．7 億 t［22］)的 6．5%左右。

圖7 2004－2010年中國晶硅光伏組件出口量與損失的CO2減排潛力Fig．7 Export of C － Si PV modules and loss of potential CO2emission reduction capability(2004－2010)

3．3 晶硅光伏行業(yè)對中國CO2減排的貢獻為負

由于晶硅光伏組件出口比例過高，中國國內(nèi)安裝的晶硅電池在其生命周期內(nèi)所能減少的CO2排放難以抵消晶硅光伏組件制造過程中國內(nèi)產(chǎn)生的CO2排放。圖8是2004－2010年晶硅光伏組件制造中的國內(nèi)排放與國內(nèi)裝機形成的減排能力的對比?？梢钥闯?，除2004年和2010年減排能力略大于CO2排放外，其余年份的CO2減排能力均小于國內(nèi)實際的CO2排放。這說明，2005－2009年，晶硅光伏行業(yè)對中國CO2減排的貢獻為負。

圖8 2004－2010年晶硅光伏組件制造中的國內(nèi)排放與國內(nèi)裝機形成的減排能力的對比Fig．8 Comparison of domestic CO2emission of C － Si PV modules manufacturing and domestic CO2emission reduction capability of installation(2004－2010)

假設(shè)未來一段時間內(nèi)，多晶硅供應(yīng)全部實現(xiàn)國產(chǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)水平下，中國每制造1 Wp晶硅光伏組件，需要在國內(nèi)排放CO21 693 g。中國每安裝1 Wp晶硅電池，每年可減排CO2958 g，按照發(fā)電效率每年0．8%的衰減率計算，25年壽命內(nèi)可減排CO221．785 kg。以此計算，中國若維持晶硅電池使用中的CO2減排量與制造過程中的CO2排放量的平衡，至少應(yīng)將晶硅組件制造的7．2%安裝在國內(nèi)使用。假設(shè)未來一段時間內(nèi)，多晶硅進口比例仍保持在50%左右，現(xiàn)有技術(shù)水平下，中國每制造1 Wp晶硅光伏組件，則需要在國內(nèi)排放CO21 117 g。這種情況下，中國若維持晶硅電池使用中的CO2減排量與制造過程中的CO2排放量的平衡，至少應(yīng)將晶硅組件制造的4．9%安裝在國內(nèi)使用。

4 結(jié)論

基于文獻資料，估算了2004－2009年中國晶硅光伏組件生命周期內(nèi)的能源消耗和CO2排放強度。研究發(fā)現(xiàn)，2004－2009年，晶硅光伏組件制造過程中的能耗強度和CO2排放強度均逐年下降。2009年，單晶、多晶光伏組件制造過程中的能耗強度分別為2 629 kWh/kWp和2 242 kWh/kWp，碳排放強度分別為1 829 gCO2/Wp和1 559g CO2/Wp。

2004－2010年，由于晶硅光伏組件的大量出口，中國不僅出口了大量的隱含碳，還損失了數(shù)量可觀的、潛在的CO2減排能力。光伏組件出口中的隱含碳與多晶硅進口中的隱含碳相減，中國表現(xiàn)為隱含碳凈出口國，凈出口量由2004年的3萬tCO2增長到2010年的852萬tCO2。如果出口的晶硅電池全部安裝在國內(nèi)使用，2004－2010年出口的晶硅光伏組件25年生命周期內(nèi)累計可減排CO2約3．4 億 t。

由于晶硅光伏組件出口比例過高，除2004年和2010年外，國內(nèi)安裝的晶硅光伏組件在其生命周期內(nèi)減少的CO2排放不足以抵消晶硅光伏行業(yè)當(dāng)年的CO2排放量，晶硅光伏行業(yè)對中國CO2減排的貢獻為負。在多晶硅全部國產(chǎn)的情況下，中國若維持晶硅電池應(yīng)用中的CO2減排量與制造過程中的CO2排放量的平衡，至少應(yīng)將晶硅組件制造的7．2%安裝在國內(nèi)使用。若多晶硅進口比例仍保持在50%左右，則至少應(yīng)將晶硅組件制造的4．9%安裝在國內(nèi)使用。

References)

［1］IEA．PVPS Annual Report 2008［R］．Task 12 － PV Environmental Health ＆ Safety Activities．2008．http://www．iea － pvps．org/index．php?id=6＆eID=dam_frontend_push＆docID=39．

［2］胡潤青．太陽能光伏系統(tǒng)的能量回收期有多長［J］．太陽能，2008，(3):6 －10．［Hu Runqing．How Long Is the Energy Payback Period of the Solar Photovoltaic System ［J］．Solar Energy，2008，(3):6 －10．］

［3］胡潤青．我國多晶硅并網(wǎng)光伏系統(tǒng)能量回收期的研究［J］．太陽能，2009，(1):9 －14．［Hu Runqing．Study on the Energy Payback Period of Multicrystalline Silicon Grid-connected PV System in China［J］．Solar Energy，2009，(1):9 －14．］

［4］吳抒．我國光伏產(chǎn)業(yè)的能源、環(huán)境與經(jīng)濟效益評估［D］．北京:清華大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009．［Wu Shu．Assessment on Energy，Environmental and Economic Benefits of China’s PV Industry［D］．Beijing:Master Thesis of Tsinghua University，2009．］

［5］楊金煥．光伏系統(tǒng)能量償還時間的分析［J］．上海節(jié)能，2010，(1):11 －14．［Yang Jinhuan．Analysis of Energy-Back Time of Photovoltaic System ［J］．Shanghai Energy Conservation，2010，(1):11 －14．］

［6］中國能源中長期發(fā)展戰(zhàn)略研究項目組．中國能源中長期發(fā)展戰(zhàn)略研究:可再生能源卷［M］．北京:科學(xué)出版社，2011:175－189．［China’s Medium and Long-term Energy Development Strategy Research Project Group．China’s Medium and Long-term Energy Development Strategy Research:Dossier of Renewable Energy［M］．Beijing:Science Press，2011:175 －189．］

［7］中國可再生能源學(xué)會，中國科學(xué)院廣州能源研究所．中國新能源與可再生能源年鑒 2009［R］．2009．［China Renewable Energy Society，Guangzhou Institute of Energy Conversion of Chinese Academy of Science．Yearbook of China’s new energy and renewable energy 2009［R］．2009．］

［8］四川省廣漢市經(jīng)濟和信息化局網(wǎng)．四川省主要工業(yè)產(chǎn)品能耗限額表［S/OL］．［2008 － 3 － 12］，http://www．ghgy．gov．cn/upfiles/2008－3/200831211322942064．doc．［Guanghan City of Sichuan Province Economic and Information Technology Bureau．Energy Consumption Limit Tables of Major Industrial Products of Sichuan［S/OL］．［2008 － 3 － 12］．http://www．ghgy．gov．cn/upfiles/2008 －3/200831211322942064．doc．］

［9］班輝，鄒智勇，張萬福．工業(yè)硅生產(chǎn)能耗及節(jié)能分析［J］．輕金屬，2005，(1):42 －43，48．［Banhui，Zou Zhiyong，Zhang Wanfu．Analysis of Power Consumption and Saving in Commercial Silicon Production［J］．Light Metals，2005，(1):42 －43，48．］

［10］傅積賚．我國硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展需審慎［J］．精細與專用化學(xué)品，2010，18(3):1 －4．［Fu Jilai．Development of Silicon Lndustry in China to Be Taken Prudent［J］．Fine and Specialty Chemicals，2010，18(3):1 －4．］

［11］吳復(fù)忠，金會心．工業(yè)硅生產(chǎn)能耗分析及節(jié)能方向與途徑［J］．工業(yè)爐，2010，32(6):27 － 30．［Wu Fuzhong，Jin Huixin．Analysis of Energy Consumption and Directions and Measures of Energy Conservation in Metallurgical Silicon Production［J］．Industrial Furnace，2010，32(6):27 －30．］

［12］嚴大洲，宗紹興，湯傳斌，等．多晶硅生產(chǎn)不存在“高能耗、高排放”［J］．有色冶金節(jié)能，2010，26(6):19 －22．［Yan Dazhou，Zong Shaoxin，Tang Chuanbin，et al．“High Energy Consumption，High Emissions”Does Not Exist in Polysilicon Production［J］．Energy Saving of Non-ferrous Metallurgy，2010，26(6):19 －22．］

［13］中華人民共和國工業(yè)和信息化部公告．工聯(lián)電子(2010)137號［EB/OL］．［2010 －12 －31］．http://www．gov．cn/zwgk/2011 －01/24/content_1791452．htm．［Announcement of MIIT of the People’s Republic of China．Electronics Industry Alliance(2010)No．137 ［EB/OL］．［2010 － 12 － 31］．http://www．gov．cn/zwgk/2011 －01/24/content_1791452．htm．］

［14］PHOTON Consulting and Solarbuzz LLC．Solar Power Industry Overview［R/OL］．2009．http://pg．jrj．com．cn/acc/HK_DISC/stock_NT/2009/10/19/00712_000879423_11．pdf

［15］國家統(tǒng)計局能源統(tǒng)計司．中國能源統(tǒng)計年鑒2009［M］．北京:中國統(tǒng)計出版社．［Department of Energy Statistics of National Bureau of Statistics of China．China Energy Statistical Yearbook 2009［M］．Beijing:China Statistics Press．］

［16］國家統(tǒng)計局能源統(tǒng)計司．中國能源統(tǒng)計年鑒2010［M］．北京:中國統(tǒng)計出版社．［Department of Energy Statistics of National Bureau of Statistics of China．China Energy Statistical Yearbook 2010［M］．Beijing:China Statistics Press．］

［17］中國可再生能源學(xué)會，中國科學(xué)院廣州能源研究所．中國新能源與可再生能源年鑒2010［R］．2010．［China Renewable Energy Society，Guangzhou Institute of Energy Conversion of Chinese Academy of Science．Yearbook of China’s New Energy and Renewable Energy 2010［R］．2010．］

［18］SEMI，PVGroup，CPIA．2011中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告［R］．2011．［SEMI，PVGroup，CPIA．China PV Industry Development Report 2011［R］．2011．］

［19］趙玉文，王斯成，王文靜，等．中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告(2006－2007)［R］．2007．［Zhao Yuwen，Wang Sicheng，Wang Wenjing，et，al．China PV Industry Development Research Report 2006 －2007［R］．2007．］

［20］趙勇強，時璟麗，高虎，中國可再生能源發(fā)展?fàn)顩r、展望及政策措施建議［J］．中國能源，2011，33(4):5－8．［Zhao Yongqiang，Shi Jinli，Gao Hu．Renewable Energy Development in China －Overview in 2010 and Prospect in 2011［J］．Energy of China，2011，33(4):5 －8．］

［21］李俊峰，劉穎，王斯成，等．中國兩岸光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告［R］，2010．［Li Junfeng，Liu Ying，Wang Sicheng，et al．Report on China’s PV Industry Development among Cross-strait Destinations［R］，2010．］

［22］齊曄．2010中國低碳發(fā)展報告［M］．北京:科學(xué)出版社，2011．［Qi Ye．Annual Review of Low-carbon Development in China:2010［M］．Beijing:Science Press．2011．］

Impacts of Crystalline Silicon Solar PV Module Exports on China’s Carbon Emission

LI Hui-min1，2DONG Wen-juan2ZHU Yan2QI Ye1，2
(1．School of Public Policy and Management，Tsinghua University，Beijing 100084，China;2．Climate Policy Initiative，Tsinghua University，Beijing 100084，China)

This study examines the energy consumption and CO2emissions of China’s crystalline silicon solar photovoltaic(c-Si PV)module manufacturing process from 2004 to 2009．Analysis based on available literature shows that the intensities of both energy consumption and CO2emissions of module production gradually decreased year by year during this period．In 2009，energy consumptions of the manufacturing process of mono-crystalline and poly-crystalline silicon PV modules were2629 kWh/kWp and 2242 kWh/kWp，respectively;CO2emissions were 1829g/Wp and 1559 g/Wp，respectively．China’s large export volume of PV modules brought about substantial embodied carbon export as well as a huge loss of potential CO2emission reduction capability．China’s net export of embodied CO2increased from 30，000 tons in 2004 to 8，520，000 tons in 2010．If all the exported c-Si cells were installed domestically，China would reduce a total of 340 million tons of CO2emissions within the solar cells’service life．Since carbon emissions avoided from China’s domestic c-Si PV installations in their full-life cycle could not offset the total emissions from module manufacturing process，the development of c-Si PV industry has barely contributed to China’s CO2emissions reduction initiative．In order for avoid emissions through PV applications to balance CO2emissions in the manufacturing process of the PV modules，a minimum of 7．2%of China’s c-Si solar PV modules needs to be installed domestically if all poly-crystalline silicon feedstock was produced domestically．A minimum of 4．9%of China’s c-Si solar PV modules needs to be installed domestically if the import rate of poly-crystalline silicon feedstock remains at 50%．

crystalline silicon solar PV cell;embodied carbon;CO2emission;life cycle assessment

F203:X324

A

1002－2104(2012)03－0070－07

10．3969/j．issn．1002－2104．2012．03．012

2011－11－08

李惠民，博士后，主要研究方向為中國低碳發(fā)展政策。

齊曄，教授，主要研究方向為氣候變化政策。

清華大學(xué)自主科研計劃“低碳經(jīng)濟研究院特別項目”;科技部科技支撐計劃“應(yīng)對全球環(huán)境變化綜合支撐技術(shù)研究”(編號:2007BAC03A12)。

(編輯:劉照勝)