单晶硅光伏系统全生命周期评价

骆钊; 喻品钦; 王华; 梁河森; 李家浩; 郑丽

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1022

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单晶硅光伏系统全生命周期评价

更新时间：2025-12-17

- 单晶硅光伏系统全生命周期评价
- Issue 10, Pages: 237-243(2025)
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- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1022
  CLC： M615
- Published Online：31 October 2025，
  
  Published：31 October 2025
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骆钊, 喻品钦, 王华, et al. 单晶硅光伏系统全生命周期评价[J]. 2025, (10): 237-243.
DOI：

骆钊, 喻品钦, 王华, et al. 单晶硅光伏系统全生命周期评价[J]. 2025, (10): 237-243. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1022.

摘要

为评估单晶硅光伏系统全生命周期环境影响

采用生命周期评价（LCA）方法

对1 kW单晶硅光伏系统的生产环节、运输环节、运行环节、回收环节的能源消耗和碳排放进行分析评价。结果表明：1 kW单晶硅光伏系统安装在昆明的全生命周期能源消耗量为992.08 kWh

碳排放为2033.24 kg

能量回收期和碳排放回收期分别为0.90、16.96 a

都小于光伏系统的使用寿命;能源消耗和碳排放主要集中在生产环节

在生产环节中

太阳能级多晶硅生产能源消耗和碳排放占比最大

其次是平衡组件生产和单晶硅片生产;改进太阳能级多晶硅、平衡组件和单晶硅片的生产技术

提高废弃光伏系统的回收效率是减少能源消耗和碳排放的关键。此外

运输距离和安装地点会对能量回收期和碳排放回收期产生影响。

Abstract

In order to assess environmental impact throughout the full life cycle of the monocrystalline silicon photovoltaic system

a life cycle assessment （LCA） method was used to analyze and evaluate the energy consumption and carbon emissions of the production

transportation

operation and recycling stages of the 1 kW monocrystalline silicon photovoltaic system. The results show that the whole life cycle energy consumption of the 1 kW monocrystalline silicon photovoltaic system installed in Kunming is 992.08 kWh

with carbon emissions of 2033.24 kg. The energy payback period and carbon payback period are 0.90 and 16.96 years

respectively

both of which are shorter than the system’s operational lifespan. Energy consumption and carbon emissions are primarily concentrated in the production stage

with the production of solar-grade polysilicon having the largest share

followed by the production of balance-of-system components and monocrystalline silicon wafers. Improving the production technologies for solar-grade polysilicon

balance-of-system components

and monocrystalline silicon wafers

as well as enhancing the recycling efficiency of discarded photovoltaic systems

is key to reducing energy consumption and carbon emissions. Additionally

transportation distance and installation location can impact the energy payback period and carbon payback period.

关键词

Keywords

references

曾鸣, 杨雍琦, 李源非, 等. 能源互联网背景下新能源电力系统运营模式及关键技术初探[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(3): 681-691.

金之钧, 张川. 面向碳中和的中国能源转型路径思考[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2024, 60(4): 767-774.

康重庆, 杜尔顺, 郭鸿业, 等. 新型电力系统的六要素分析[J]. 电网技术, 2023, 47(5): 1741-1750.

孙玲玲, 李海滨, 贾清泉, 等. 面向用户侧分布式光伏资源集群开发的博弈策略[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(10): 26-37.

张智刚, 康重庆. 碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(8): 2806-2819.

王鑫淼, 马志勇, 周旺潇, 等. 光伏发电系统碳中和及其影响因素[J]. 资源科学, 2022, 44(8): 1735-1744.

刁周玮, 石磊. 中国光伏电池组件的生命周期评价[J]. 环境科学研究, 2011, 24(5): 571-579.

赵若楠, 董莉, 乔琦, 等. 考虑处置阶段的光伏组件生命周期评价[J]. 环境工程技术学报, 2021, 11(4): 807-813.

于志强, 马文会, 魏奎先, 等. 冶金法多晶硅光伏系统能量回收期与碳足迹分析[J]. 太阳能学报, 2018, 39(2): 520-528.

YU Z Q, MA W H, XIE K Q, et al.Life cycle assessment of grid-connected power generation from metallurgical route multi-crystalline silicon photovoltaic system in China[J]. Applied energy, 2017, 185: 68-81.

庄园, 温金城, 卞与良, 等. 晶体硅和钙钛矿光伏组件碳足迹研究[J]. 太阳能学报, 2023, 44(12): 41-46.

张云龙, 陈新亮, 周忠信, 等. 晶体硅太阳电池研究进展[J]. 太阳能学报, 2021, 42(10): 49-60.

梁启超, 乔芬, 杨健, 等. 太阳能电池的研究现状与进展[J]. 中国材料进展, 2019, 38(5): 505-511.

ISO 14040 environmental management life cycle assessment general principles and framework[S].

何洋. 太阳能级多晶硅的生命周期评价[D]. 成都: 西南交通大学, 2013.

FAN M Y, YU Z Q, MA W H, et al.Life cycle assessment of crystalline silicon wafers for photovoltaic power generation[J]. Silicon, 2021, 13(9): 3177-3189.

FRISCHKNECHT R, STOLZ P, KREBS L, et al.Environmental life cycle assessment of residential[R]. USA: International Energy Agency, 2020: 36.

梁佳. 建筑并网光伏系统生命周期环境影响研究[D]. 天津: 天津大学, 2012.

傅银银. 中国多晶硅光伏系统生命周期评价[D]. 南京: 南京大学, 2013.

李鹞, 于随然. 中国光伏系统的生命周期评价[J]. 环境工程, 2014, 32(10): 119-124.

金胜利, 郭振兴, 干建丽, 等. 光伏电站组件清洁技术研究综述[J]. 能源工程, 2023, 43(5): 1-11.

张元海, 袁小燕, 杨吉洲, 等. 中国西北、华中、华南3个地区光伏电站的清洗效益比较分析[J]. 太阳能, 2023(3): 12-21.

董莉, 刘景洋, 周潇云, 等. 废晶体硅光伏组件中乙烯-醋酸乙烯共聚物热处理及产物分析[J]. 环境污染与防治, 2016, 38(10): 61-66.

WANG T Y, HSIAO J C, DU C H.Recycling of materials from silicon base solar cell module[C]//2012 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. Austin, TX, USA, 2012: 2355-2358.

杨金焕. 光伏系统能量偿还时间的分析[J]. 上海节能, 2010(1): 11-14.

胡润青. 我国多晶硅并网光伏系统能量回收期的研究[J]. 太阳能, 2009(1): 9-14.

GB/T 37526—2019, 太阳能资源评估方法[S].

何津津. 基于生命周期评价的光伏发电碳排放研究[D]. 南京: 南京航空航天大学, 2017.

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