光伏電池回收精選(九篇)

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第1篇：光伏電池回收范文

關(guān)鍵詞：公交車；太陽能；光伏電源；能源供給；綠色能源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM914 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0091-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.32.049

目前，環(huán)境污染和能源緊缺成為全球性問題，而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，人們對(duì)能源的需求量越來越大，特別是電力消耗、能源緊缺成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題。所以，國家要積極推行和研發(fā)風(fēng)能、水能、太陽能等清潔、無污染、可再生的新能源，緩解全球能源緊缺和環(huán)境污染問題。近幾年太陽能光伏電源被廣泛應(yīng)用在交通運(yùn)輸中，取得較好的應(yīng)用效果和社會(huì)效益，符合現(xiàn)階段我國提出的可持續(xù)發(fā)展觀念。

1 太陽能光伏電源概述

太陽能光輻射是一種取之不盡、用之不竭的能源類型，在地球大氣圈以外，太陽輻射的功率密度為1.353kW/m2，到達(dá)地球表面時(shí)，一些太陽光被大氣層吸收，其光輻射被降低。而在地球海平面上，正午垂直射向大地時(shí)，太能輻射的功率密度為1kW/m2，一般被作為是測(cè)試太陽能電池性能的標(biāo)準(zhǔn)光輻射強(qiáng)度。從這方面來看，太陽能的光輻射有比較大的能量輻射，每年到達(dá)的地球輻射能源相當(dāng)于49000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的燃燒，是一種比較理想的綠色能源。太陽能轉(zhuǎn)換為光能主要有3種方式：光能―電能、光能―化學(xué)能、光能―熱能。太陽能光伏帶能的工作原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，在純硅中摻入5個(gè)電子的原子和磷原子，轉(zhuǎn)化為帶負(fù)電的N型半導(dǎo)體；如果摻入3個(gè)電子的原子，就轉(zhuǎn)化為P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時(shí)會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，從而形成太陽能電能，從而使太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，被稱為光電轉(zhuǎn)換，也就是我們常說的光伏發(fā)電。而快速公交系統(tǒng)建成BRT，它是一種新型公共客車運(yùn)行系統(tǒng)，屬于大運(yùn)量交通運(yùn)輸方式。它主要是利用現(xiàn)代公交技術(shù)結(jié)合智能交通的運(yùn)行管理方式，是目前比較先進(jìn)和便利的交通方式。我國2012年新能源汽車與節(jié)能發(fā)展規(guī)劃，提出新能源汽車技術(shù)與節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展，首次在政府的名義上將太陽能應(yīng)用于交通運(yùn)輸中。而我國對(duì)一些國家這方面的研究表明，比如英國很早就頒布了電動(dòng)汽車計(jì)劃；日本長期堅(jiān)持能源安全與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提高的雙重戰(zhàn)略，積極制定電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)日本也比較重視低碳能源的研究與應(yīng)用，重視科技創(chuàng)新。

2 太陽能光伏電源系統(tǒng)

2.1 太陽能光伏電源系統(tǒng)構(gòu)成

太陽能光伏電源系統(tǒng)組成部件主要由太陽能電池板、逆變器、控制器以及蓄電池組成。其中太陽能電池板是構(gòu)成太陽能發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，它的主要作用是將太陽的輻射轉(zhuǎn)化為電能，或者把太陽能的輻射能力通過蓄電池儲(chǔ)存起來，或者是推動(dòng)負(fù)載工作；太陽能控制器是整個(gè)光伏電源系統(tǒng)中工作狀態(tài)的一種表現(xiàn)形式，它通過工作對(duì)蓄電池起到放電、充電等保護(hù)作用。另外，在溫差比較大的情況下，控制器能夠起到較好的溫度補(bǔ)償作用。而且控制器還有一些附加功能，比如時(shí)控開關(guān)、光控開關(guān)等。系統(tǒng)中蓄電池一般為鉛酸電池，在光伏電源的微小型系統(tǒng)中，能夠使用鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰電池，能夠在有光束的環(huán)境下把太陽能電池板發(fā)出來的電能儲(chǔ)存起來，需要的時(shí)候再釋放出來。逆變器是太陽能光伏電源構(gòu)成部件之一，太陽能一般直接輸出24VDC、14VDC或者是48VDC，以便能向220VAC的電氣提供電能，從而把太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能，這個(gè)轉(zhuǎn)變過程就是DC-AC逆變器轉(zhuǎn)換的。逆變器的選擇標(biāo)準(zhǔn)是效率，效率越高系統(tǒng)的光電組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電時(shí)產(chǎn)生的電量損耗就越少。從某種意義上說，逆變器的質(zhì)量決定了發(fā)電系統(tǒng)的效益，所以在選購的過程中一定要注意使用質(zhì)量過關(guān)的逆變器。

2.2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分類

2.2.1 離網(wǎng)發(fā)電。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，離心發(fā)電系統(tǒng)一般配備有逆變器和蓄電池，一般情況下白天光伏產(chǎn)生的電能經(jīng)過控制提供給負(fù)載，而且能夠把系統(tǒng)產(chǎn)生的多余的電能存儲(chǔ)到蓄電池中，在陰天或者下雨天將蓄電池內(nèi)的能量通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電提供給負(fù)載。這種應(yīng)用一般在遙測(cè)、通信以及檢測(cè)設(shè)備電源或者是航標(biāo)塔、路燈中使用。這種通信方式應(yīng)經(jīng)被廣泛應(yīng)用于社會(huì)發(fā)展中，比如中國移動(dòng)、聯(lián)通公司等，近幾年隨著交通事業(yè)的發(fā)展，光伏電源逐漸被應(yīng)用于公交、汽車及客車的領(lǐng)域，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 并網(wǎng)發(fā)電。并網(wǎng)發(fā)電是太陽能光伏發(fā)電的一種，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要是通過光伏陣列產(chǎn)生的直流電經(jīng)過變速器轉(zhuǎn)換為符合本項(xiàng)目工程電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入電網(wǎng)系統(tǒng)中。在沒有太陽的陰雨天，光伏陣列就不能產(chǎn)生電能，也無法滿足負(fù)載需求時(shí)電網(wǎng)的供電。并網(wǎng)發(fā)電是直接將電能數(shù)據(jù)電網(wǎng)，在系統(tǒng)中不用配置蓄電池，設(shè)置了蓄電池的儲(chǔ)能和釋放過程，能夠使系統(tǒng)充分利用太陽能陣列實(shí)施發(fā)電，從而減少能量損耗，降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，如果系統(tǒng)需要專用的并網(wǎng)逆變器保證輸出的電力滿足電網(wǎng)電力對(duì)頻率、電壓的要求，可以實(shí)施電網(wǎng)并行，能夠使太陽能光伏和電能作為本地交流負(fù)載的帶能源，降低系統(tǒng)負(fù)載，另外并網(wǎng)能夠?qū)搽娋W(wǎng)起到較好的調(diào)峰作用，它作為一種分散式發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)的供電系統(tǒng)可能會(huì)產(chǎn)生一定的不良影響，比如系統(tǒng)發(fā)生的孤島效應(yīng)等。

3 太陽能光伏電源在公交車上的應(yīng)用

目前，公交車上使用的能源一般是通過太陽能電池轉(zhuǎn)換來的，功率密度較低，仍然不能單獨(dú)成為動(dòng)力來源，但是可以通過燃油汽車的啟動(dòng)蓄電池提供電能，以便保證車輛電能輸送，防止車輛因電力不夠而不能啟動(dòng)，同時(shí)能夠減少發(fā)電機(jī)的負(fù)載，起到節(jié)約能源的作用，實(shí)現(xiàn)較大的使用效益。

3.1 燃油客車太陽能光伏電源的應(yīng)用

圖1 電動(dòng)車太陽能系統(tǒng)

在燃油車的基礎(chǔ)上采用太陽能電池的實(shí)施方案是一種比較簡單的太陽能光伏應(yīng)用模式，只需要在原來的系統(tǒng)中增加一個(gè)太陽能電池板和一個(gè)變換器。其工作框圖如圖1所示。系統(tǒng)的變換器一般由太陽能電池板供電，利用開關(guān)電源的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)提高系統(tǒng)變換率、增加電壓輸入、提高電壓的穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)。太陽能電壓一般比較低，但是效率比較高。太陽充足的情況下，變換器會(huì)參與供電，而在太陽光線不充足的情況下，轉(zhuǎn)換器就會(huì)停止工作，使整個(gè)太陽能模塊不消耗整個(gè)汽車的電能，從而提高汽車的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 太陽能光伏電源的復(fù)合能源應(yīng)用

在電動(dòng)大客車中，純電動(dòng)汽車一般采用復(fù)合能源系統(tǒng)，能源裝置一般由超級(jí)電容、太陽能電池以及蓄電池復(fù)合組成，太陽能電池與最大功率的電根據(jù)其串聯(lián)結(jié)構(gòu)實(shí)施能量轉(zhuǎn)移，在這個(gè)過程中能夠?qū)崿F(xiàn)雙向DC/DC變換器和超級(jí)電容的串聯(lián)，形成2個(gè)串聯(lián)回路，然后將這2個(gè)串聯(lián)回路與系統(tǒng)的蓄電池并聯(lián)在同一個(gè)直流母線上。在電能工作過程中，根據(jù)系統(tǒng)輸出信號(hào)和指令合理、準(zhǔn)確地判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)施電能信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電池檢測(cè)功能，并科學(xué)、合理地調(diào)節(jié)系統(tǒng)能量和功率。此復(fù)合能源電流約束的整體控制策略一般由約束電流控制蓄電池，使電流處于安全區(qū)域。在實(shí)際工作中電動(dòng)汽車大部分時(shí)間均是在行駛過程中，避免不了會(huì)出現(xiàn)上下坡或加減速，在這種工作狀態(tài)下系統(tǒng)的負(fù)載電流也會(huì)隨之產(chǎn)生較大的變化。此時(shí)如果負(fù)載電流超過蓄電池所能承受的最大電流，一般情況下為了避免蓄電池過度放電，可以用超級(jí)電容代替其釋放電能，降低蓄電池的工作流量，從而起到保護(hù)蓄電池的作用。在工作工程中，對(duì)于能量回收功率，正功率表示能量源的輸出功率，負(fù)功率代表其能量回收功率。超級(jí)電容吸收能源回收負(fù)功率，這部分電流的主要特點(diǎn)是峰值高、電流大，這部分電流如果由蓄電池直接實(shí)施回收，可能會(huì)損壞蓄電池，從而影響蓄電池的使用壽命；而工作過程中的正功率所有的輸出功率均由蓄電池提供，超級(jí)電容主要負(fù)責(zé)吸收太陽能電池發(fā)出的電能，以便為下一個(gè)峰值到來時(shí)能夠有足夠的電源能量。這個(gè)過程中一般由超級(jí)電容和蓄電池同時(shí)供電，蓄電池提供車輛的額定功率，而超級(jí)電容提供峰值功率，或者在工作的過程中可以采用另一種沒有超級(jí)電容的設(shè)計(jì)方案，此方案不采用DC/DC性超級(jí)電壓，直接將電池板輸出的電壓轉(zhuǎn)化為12V的低壓，利用電池管理器監(jiān)控電池狀態(tài)，同時(shí)控制開關(guān)狀態(tài)，完成對(duì)電壓、電量較低的電池的充電。

4 公交車太陽能光伏能源的應(yīng)用效益

目前，太陽能光伏電源的發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)比較高，就太陽能的發(fā)展趨勢(shì)來說，太陽能光伏系統(tǒng)的造價(jià)會(huì)越來越低，而且國家在新能源使用方面會(huì)有更多的政策傾向，所以說該系統(tǒng)投資會(huì)越來越低。

我國每年大型客車的年產(chǎn)量比較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國的公交運(yùn)營客車超過了40萬輛，可見公交行業(yè)是社會(huì)主要耗油行業(yè)之一，從這方面來看其承擔(dān)著重大的節(jié)能減排任務(wù)，比較適合應(yīng)用、推廣新能源。全國各地的公交客車開始紛紛使用新能源，在北京、濟(jì)南等地首先開始使用新能源，無論是燃油客車，還是新能源汽車都可以采用太陽能電池技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的作用，而大客車的車頂面積比較大，安裝太陽能電池板能夠獲得較大的電能，以便產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近幾年，國家對(duì)太陽能專題提出相關(guān)規(guī)劃，將產(chǎn)業(yè)定位為中國先進(jìn)新興能源支柱產(chǎn)業(yè)。到2012年各地機(jī)關(guān)政府開始大力實(shí)施光伏電能，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國的光伏產(chǎn)能達(dá)到40GM左右，相對(duì)于世界每年需求的24GW來說，我國光伏產(chǎn)能出現(xiàn)過剩問題。但是光伏產(chǎn)能在未來的發(fā)展中具有較好的發(fā)展空間。目前政府主要支持獨(dú)立光伏發(fā)電、并網(wǎng)光伏發(fā)電等，并根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展規(guī)律和我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況實(shí)施投資補(bǔ)助，一般情況下，政府會(huì)對(duì)光伏電網(wǎng)實(shí)施50%的補(bǔ)助，給予偏遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立光伏點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)施70%的補(bǔ)助，這樣就大大降低了太陽能光伏電源的建設(shè)成本，提高了其使用效益。

目前，我國太陽能光伏電源成本已經(jīng)出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，太陽能電池的價(jià)格逐漸下滑，光伏組件的單價(jià)以及蓄電池的單價(jià)均有所下滑，這些對(duì)于公交車能源使用問題具有較大的益處。比如在公交頂部大部分面積安裝太陽能電池，如果每塊太陽能電池按照20%的效益進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)一個(gè)地區(qū)的日平均太陽輻射量為12～13MJ/（m2?d），那么安裝1600個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽能電池，會(huì)產(chǎn)生640V的電壓，采用40個(gè)12V的蓄電池進(jìn)行充電，對(duì)于普通的晶硅太陽電池組件來說，其峰值功率其峰值功率一般為140Wp，組件價(jià)格為5元/W，成本為11200元加上其他的零部件，價(jià)格大概在22000元左右，以0.8元/kWh電價(jià)計(jì)算，經(jīng)濟(jì)回收7.2年，再加上政府補(bǔ)貼，能夠?qū)崿F(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

在能源緊缺、環(huán)境污染的現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境下，石油、煤炭資源等不能長久地維持社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能減排成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體曲，因此必須找到一種新型、環(huán)保能源代替不可再生能源，緩解生態(tài)壓力。太陽能光伏電源的應(yīng)用就很好地解決了這個(gè)問題。太陽能不僅是可再生資源，而且它清潔、無污染，在公交車上應(yīng)用太陽能光伏電源，能夠有效緩解環(huán)境能源緊缺和環(huán)境污染問題，具有較好的環(huán)境效益，提高公交行業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王顯會(huì).太陽能光伏電源在公交汽車上的技術(shù)應(yīng)用與綜合效益分析[A].2013年新能源汽車技術(shù)與發(fā)展研討會(huì)論文集[C].2013.

[2] 宋雪蓮.太陽能光伏電源系統(tǒng)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2010，（23）.

[3] 劉保敬，李鳳永.太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展綜述[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2012，（11）.

[4] 陳屹.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2010，（2）.

[5] 張倩.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在廈門快速公交中的應(yīng)用研究[J].鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì)，2010，23（3）.

第2篇：光伏電池回收范文

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化程度高 多地形作業(yè) 低耗能

近年來，隨著國家對(duì)新能源的大力開發(fā)及應(yīng)用，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。隨之而來對(duì)太陽能電池板的清洗就成了一大難題，解決太陽能電池板的清潔問題日益迫切。于是 “太陽能電池板清潔機(jī)器人”應(yīng)運(yùn)而生，其主要解決在平地、山地、沙漠等地形下太陽能電池板的清潔問題。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，太陽能電池板在沒有及時(shí)清洗的情況下，由于表面灰塵的積累導(dǎo)致發(fā)電量降低7%-35%，從而降低整個(gè)發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益；采區(qū)手動(dòng)清理會(huì)消耗大量人力、物力、財(cái)力和時(shí)間。此款機(jī)器人具有成本造價(jià)低、續(xù)航時(shí)間長，可以大幅度解放勞動(dòng)力、減少企業(yè)開支、增加發(fā)電量、提高光伏電廠的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)。

1 發(fā)展背景

在節(jié)能環(huán)保政策的驅(qū)動(dòng)下，新能源的研發(fā)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速崛起。在這一背景下，大同市不止在加快推進(jìn)煤電一體化項(xiàng)目，還抓住國家能源局批復(fù)的大同市采煤沉陷區(qū)國家先進(jìn)技術(shù)光伏示范基地的機(jī)會(huì)，大力推動(dòng)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能、抽水蓄能電站等能源項(xiàng)目建設(shè)。靈丘縣生態(tài)治理的100萬千瓦光伏項(xiàng)目，渾源、天鎮(zhèn)光伏扶貧項(xiàng)目正加速推進(jìn)。天鎮(zhèn)光伏、晉能陽高項(xiàng)目，阿特斯陽高常規(guī)光伏項(xiàng)目進(jìn)程不斷加速。預(yù)計(jì)至2020年，全市的光伏產(chǎn)業(yè)扶貧、常規(guī)光伏項(xiàng)目總裝機(jī)容量可以增加到300萬千瓦。因?yàn)樘柲茈姵匕迨艿江h(huán)境的影響致使清潔度下降，發(fā)電率降低7%―35%，但目前國內(nèi)市場(chǎng)并沒有適用于清潔太陽能電池板的清洗機(jī)器人。針對(duì)這一現(xiàn)狀，項(xiàng)目組研發(fā)了一款專門用于清潔太陽能電池板的智能機(jī)器人，此款機(jī)器人可用于平地、山地和沙漠等地域。

2 產(chǎn)品介紹

2.1 模型圖（如圖1）

2.2 車體基本情況

如表1。

2.3 一臺(tái)樣機(jī)所需成本

如表2。

3 研究計(jì)劃

（1）進(jìn)一步制定詳盡的研究工作計(jì)劃和課題實(shí)施方案；對(duì)已建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性；

（2）第一階段仿真實(shí)驗(yàn)，機(jī)器人的感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，信號(hào)傳輸系統(tǒng)的基于無線基站器件的物理實(shí)驗(yàn)；

（3）第二階段機(jī)器人原理樣機(jī)的研制，物理機(jī)器人測(cè)試，機(jī)器人的感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善；

（4）第三階段信號(hào)傳輸系統(tǒng)的基于無線基站器件的物理實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人改進(jìn)樣機(jī)的研制。

4 市場(chǎng)

4.1 市場(chǎng)需求規(guī)模。

大同市規(guī)劃從2015-2017年，在三年的時(shí)間于左縣區(qū)新榮區(qū)和南郊區(qū)的十三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1687.8平方公里采煤沉陷區(qū)范圍內(nèi)，建成3000000千瓦光伏發(fā)電項(xiàng)目。而對(duì)這些太陽能電池板的清潔就成了一個(gè)大難題，如果是依靠人工白天作業(yè)不僅會(huì)影響發(fā)電效率還會(huì)浪費(fèi)水，而且人工費(fèi)也是一筆不小的開銷。目前國內(nèi)還沒有成熟的清潔太陽能電池板的機(jī)器人，僅僅對(duì)于大同市而言太陽能電池板清潔機(jī)器人市場(chǎng)前景就不小。按照每平方千米2臺(tái)機(jī)器人，那么大同市的需求量就是3376臺(tái)，由此可見太陽能電池板清潔機(jī)器人的市場(chǎng)需求規(guī)模很大。

4.2 未來的發(fā)展趨勢(shì)

近年來，我國西部地區(qū)大力發(fā)展光伏發(fā)電，但是隨著集中式光伏電站的大規(guī)模建設(shè)，一些問題已經(jīng)有所顯現(xiàn)。部分地區(qū)用電量低，已經(jīng)無法完全消納這些電量，并且受到電力系統(tǒng)接納能力限制，發(fā)電廠的大規(guī)模發(fā)展也因此受限。因此，國家鼓勵(lì)東、中部地區(qū)發(fā)展分布式發(fā)電，鼓勵(lì)自發(fā)自用，這將成就光伏發(fā)電的發(fā)展方向。當(dāng)下，廣東、浙江、山東等省份的光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模宏大，預(yù)計(jì)于2020年將分別達(dá)到400萬千瓦、600萬千瓦、400萬千瓦，屆時(shí)對(duì)這些太陽能電池板的清潔工作將為機(jī)器人清潔提供了更加廣闊的前景。

5 營銷

5.1 公司可根據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行有計(jì)劃的營銷

5.1.1 開發(fā)商合作

合作營銷方式：定點(diǎn)展示合作和項(xiàng)目合作。

（1）項(xiàng)目合作：主要是針對(duì)那些剛剛起步的項(xiàng)目，把太陽能電池板清潔機(jī)器人研制這一塊納入預(yù)算中，這樣對(duì)產(chǎn)商來說，太陽能電池板清潔機(jī)器人可以提高太陽能電池板的清潔度，使太陽能電池板發(fā)電量增加30%。

銷售模式的優(yōu)缺點(diǎn)：影響大、利潤豐厚、可是工期長、投資額度大、資金回收時(shí)間長。

（2）定點(diǎn)展示合作：在發(fā)電站設(shè)點(diǎn)展示，演示太陽能電池板清潔機(jī)器人。

銷售模式的特點(diǎn)：成交期短、成交率高是最直接的接觸方式，貨款可立刻收到，最直接、最經(jīng)濟(jì)最實(shí)用、最有效、貨款結(jié)算方式：與生產(chǎn)商交付場(chǎng)地費(fèi)、月租費(fèi)結(jié)算貨款。

5.1.2 加盟商合作

通過地方性質(zhì)的招商形式找尋下一級(jí)和經(jīng)銷商，分享太陽能電池板清潔機(jī)器人的樂趣、投資商機(jī)，統(tǒng)一的政策。

5.1.3 專業(yè)市場(chǎng)設(shè)點(diǎn)

經(jīng)過專業(yè)市場(chǎng)設(shè)點(diǎn)銷售、宣傳太陽能電池板清潔機(jī)器人，如大型建材市場(chǎng)、專業(yè)電子市場(chǎng)等，因?yàn)閬磉@里的客戶大部分為準(zhǔn)客戶。

銷售模式的特點(diǎn)：成交率高、客戶群集中、成交速度快、資金回收快是比較經(jīng)濟(jì)而且穩(wěn)定的銷售方式。

貨款結(jié)算方式：與客戶直接結(jié)算貨款。

5.2 研發(fā)方向

可以轉(zhuǎn)向現(xiàn)有產(chǎn)品的互補(bǔ)型產(chǎn)品，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的已經(jīng)太過于飽和，研發(fā)新產(chǎn)品的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于互補(bǔ)型產(chǎn)品的研發(fā)。

5.3 擴(kuò)展策略

努力發(fā)展現(xiàn)有產(chǎn)品，使本公司具有一定的知名度。以后再根據(jù)自身能力，開發(fā)新產(chǎn)品.同時(shí)兼并其他具有發(fā)展?jié)摿Φ墓荆贡竟居心芰U(kuò)展。

第3篇：光伏電池回收范文

自2011年下半年起，由于國內(nèi)產(chǎn)能過剩、歐洲市場(chǎng)需求下降與貿(mào)易壁壘等多重因素疊加，用進(jìn)入“寒冬”來形容我國光伏行業(yè)毫不為過。期間最有代表性的事件即是在2013年3月，全球最大太陽能電池板生產(chǎn)商尚德電力宣布其在中國的主要子公司破產(chǎn)。無錫尚德的破產(chǎn)進(jìn)一步暴露出全球太陽能行業(yè)的糟糕境遇。在此之前，西方太陽能行業(yè)發(fā)生一連串倒閉事件，包括德國的Q-Cells和美國Solyndra的破產(chǎn)事件。一連串企業(yè)倒閉尤其是大型企業(yè)倒閉，可以理解為行業(yè)見底的重要標(biāo)志。遭受歐美“雙反”（反傾銷和反補(bǔ)貼）與國內(nèi)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩雙重考驗(yàn)的中國光伏產(chǎn)業(yè)，是否還能迎來自己的第二個(gè)春天引人深思。

我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（一）產(chǎn)能高度集中于中游生產(chǎn)環(huán)節(jié)，關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備需進(jìn)口

一般而言，光伏產(chǎn)業(yè)鏈分為上游、中游和下游三大環(huán)節(jié)。其中，上游包括技術(shù)研發(fā)、硅材料和其他材料的提煉生產(chǎn)，中游包括硅片、電池片及組件的生產(chǎn)制造，下游則是指光伏系統(tǒng)安裝建設(shè)及運(yùn)營與維護(hù)。光伏產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)技術(shù)、投資與資本規(guī)模要求差異較大。資金與技術(shù)問題所產(chǎn)生的壁壘，使得硅材料提純與光伏終端應(yīng)用環(huán)節(jié)的價(jià)值量相對(duì)更高，而中游的太陽能電池生產(chǎn)與組件封裝環(huán)節(jié)因進(jìn)入門檻較低，導(dǎo)致其競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)業(yè)價(jià)值量也最低。

我國光伏企業(yè)則恰恰集中在產(chǎn)業(yè)鏈中游低附加值、低利潤回報(bào)率的電池和組件制造環(huán)節(jié)，而在產(chǎn)業(yè)鏈上游的多晶硅和產(chǎn)業(yè)鏈下游的光伏發(fā)電環(huán)節(jié)，發(fā)展還比較滯后。自2007年起，我國的太陽能電池產(chǎn)量便穩(wěn)居世界第一位，是全球名副其實(shí)的光伏電池制造中心，如表1所示。低端產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重復(fù)建設(shè)，對(duì)產(chǎn)能擴(kuò)張的盲目追求，使得產(chǎn)量嚴(yán)重過剩，為光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展埋下了極大隱患。

表1 近年來我國光伏電池產(chǎn)量增長態(tài)勢(shì)及與全球產(chǎn)量比較

年份 全球太陽能電池產(chǎn)量（MW） 中國太陽能電池產(chǎn)量（MW） 中國占比（%）

2000 287.00 3.00 1.05

2001 401.00 4.60 1.15

2002 560.00 6.00 1.07

2003 750.00 12.00 1.60

2004 1256.00 50.00 3.98

2005 1815.00 145.00 7.99

2006 2536.00 438.00 17.27

2007 4279.00 1088.00 25.43

2008 7911.00 3238.00 40.93

2009 12464.00 5851.00 46.94

2010 27381.00 7710.60 28.16

2011 37185.00 12983.88 34.92

數(shù)據(jù)來源：Wind資訊

雖然我國在太陽能電池產(chǎn)能與產(chǎn)量方面位居世界第一，但行業(yè)核心技術(shù)大多掌握在其他發(fā)達(dá)國家的手中，產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，許多關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備對(duì)外依存度很高，如薄膜電池生產(chǎn)線、四氯化硅閉環(huán)回收裝置、自動(dòng)電焊機(jī)等設(shè)備都主要依賴進(jìn)口。這種技術(shù)設(shè)備方面的差距，導(dǎo)致光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏穩(wěn)定的基礎(chǔ)，直接致使我國光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)成本偏高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。

此外，雖然與使用傳統(tǒng)能源相比，使用太陽能產(chǎn)生的固體廢物少、能源消耗低，作為綠色能源的代表其在應(yīng)用環(huán)節(jié)具有無污染、無排放的環(huán)境友好型特征，但并非光伏產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都是無污染的。光伏電池的生產(chǎn)與制造環(huán)節(jié)是存在嚴(yán)重污染問題的，尤其是太陽能多晶硅的生產(chǎn)和鑄錠、切片所需的能源消耗較大，環(huán)境影響也較大。對(duì)于我國光伏企業(yè)而言，集中于電池制造環(huán)節(jié)且尚未掌握產(chǎn)業(yè)清潔發(fā)展技術(shù)的現(xiàn)狀，除了帶來低端生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重復(fù)建設(shè)與產(chǎn)能過剩外，也對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了重大影響，有悖于綠色新能源應(yīng)用的初衷。

（二）原材料高純度多晶硅進(jìn)口依存度高

多晶硅是光伏產(chǎn)業(yè)最主要的原材料。我國多晶硅工業(yè)起步于上世紀(jì)50年代，但早期發(fā)展并不景氣。近年來隨著光伏市場(chǎng)的不斷發(fā)展，我國多晶硅產(chǎn)業(yè)獲得迅速發(fā)展，產(chǎn)量也得到迅速擴(kuò)張，從2005年到2013年，我國多晶硅產(chǎn)量從41噸迅速增至8.2萬噸，如圖1所示。

圖1 我國2001年至2013年多晶硅產(chǎn)量

（編輯注：去掉縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的“，”）

數(shù)據(jù)來源：Wind資訊

我國硅礦尤其是優(yōu)質(zhì)石英硅礦儲(chǔ)量豐富，可以為多晶硅的生產(chǎn)提供豐富的原材料，但生產(chǎn)高純度多晶硅不僅對(duì)技術(shù)水平要求高，還需要大量的資金投入，所以存在著較高的技術(shù)壁壘和資金門檻。目前，生產(chǎn)多晶硅的主流技術(shù)是改良的西門子法，但是該法的核心技術(shù)主要集中在美國、德國、日本的幾家大型廠商手中，國內(nèi)除少數(shù)大型企業(yè)突破了技術(shù)限制外，大部分廠商是從國外引進(jìn)技術(shù)。核心技術(shù)的缺乏，直接導(dǎo)致我國大部分廠商所生產(chǎn)的多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量較差，生產(chǎn)成本略高，因此每年仍需從國外進(jìn)口大量高純度多晶硅（見表2）。原材料的高度進(jìn)口依存度，使得我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)大增，制約著整個(gè)行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

表2 2010―2013年我國高純度多晶硅進(jìn)口量與產(chǎn)量（單位：噸）

年份 2010年 2011年 2012年 2013年

進(jìn)口量 47510 64614 82760 72104

生產(chǎn)量 52203 84801 71000 82000

數(shù)據(jù)來源：Wind資訊

（三）產(chǎn)品銷售嚴(yán)重依賴國外市場(chǎng)

第4篇：光伏電池回收范文

    除了光伏電池板和電器元件以及變壓器的使用時(shí)間較長之外,光伏并網(wǎng)逆變器整機(jī)的有效使用時(shí)間只有25年,內(nèi)部電容元件等使用壽命一般為15年,更換的光伏元件一般可進(jìn)行返廠處理進(jìn)行再利用,較少產(chǎn)生固體廢棄污染。但光伏產(chǎn)業(yè)中的主變壓器所產(chǎn)生的廢油若在事故中處理不當(dāng)則很有可能產(chǎn)生泄漏造成污染。

    多晶硅電池組件的玻璃表面結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生化學(xué)光污染,因此光伏企業(yè)一般都會(huì)采用透光率高的防眩光涂層材料,這種材料透光率高達(dá)98%,主要散射陽光,防靜電、高耐磨,如合理利用放置地點(diǎn)則可以有效避免產(chǎn)生光污染。

    二、光伏產(chǎn)業(yè)環(huán)境污染的對(duì)策

    1.加大監(jiān)管力度

    加大光伏產(chǎn)業(yè)監(jiān)管力度,對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),完善光伏產(chǎn)業(yè)投資監(jiān)管制度,做到光伏產(chǎn)業(yè)既高產(chǎn)又安全環(huán)保。企業(yè)根據(jù)國家相關(guān)法規(guī)進(jìn)行項(xiàng)目審批,環(huán)保部門要嚴(yán)格按照“98.7%HCI(氯化氫)、99.3%SiCl4(四氯化硅)、99.5%Cl2(氯氣)的回收利用標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的尾氣回收?qǐng)?zhí)行嚴(yán)格執(zhí)法監(jiān)管。

    大力支持太陽能多晶硅環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)的研發(fā),引導(dǎo)光伏企業(yè)中的多晶硅電廠與化工聯(lián)營的生產(chǎn)模式,對(duì)不合格企業(yè)進(jìn)行堅(jiān)決取締與嚴(yán)懲,確保企業(yè)在進(jìn)行多晶硅提純時(shí)所生產(chǎn)出的有害物質(zhì)能夠被有效回收和處理,使我國盡快成為低能耗、低污染的高純硅材料生產(chǎn)大國。

    2.鼓勵(lì)企業(yè)升級(jí)

    國家和政府鼓勵(lì)光伏企業(yè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造,進(jìn)一步優(yōu)化我國的工業(yè)布局,同時(shí)加快我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,有效節(jié)約土地資源,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

    美國是擁有最先進(jìn)的多晶硅生產(chǎn)技術(shù)國家,而我國目前的多晶硅生產(chǎn)企業(yè)項(xiàng)目技術(shù)仍然處在短缺階段,若我國能夠獲得美國的強(qiáng)大資金支持,成功引進(jìn)美國先進(jìn)的多晶硅提純生產(chǎn)技術(shù),這將勢(shì)必成為我國光伏產(chǎn)業(yè)進(jìn)行自我調(diào)整和升級(jí)的重大契機(jī)。因此,我國應(yīng)盡快制定相應(yīng)的政策鼓勵(lì)企業(yè)和地方政府積極參與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

    3.建立CDM機(jī)制

    CEM清潔能源發(fā)展機(jī)制可有效提高能源節(jié)約,根據(jù)現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)來看,我國CDM項(xiàng)目主要是可再生能源的研究,這類項(xiàng)目成本低、收益高,往往能夠給企業(yè)帶來較好的發(fā)展前景。

第5篇：光伏電池回收范文

1獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一個(gè)典型的獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能發(fā)電機(jī)、控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能裝置、逆變器、整流器、直流或交流負(fù)載、電纜和其他輔助設(shè)備或柴油（汽油）發(fā)電機(jī)等。獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。風(fēng)能和太陽能共同作用來滿足負(fù)載的用電需求，當(dāng)風(fēng)能和太陽能能源充足并滿足負(fù)載用電需求時(shí)，多余的能量給儲(chǔ)能裝置供電；當(dāng)風(fēng)能和太陽能不足時(shí)，儲(chǔ)能裝置協(xié)助混合系統(tǒng)給負(fù)載供電。為了保證變頻器的正常工作，轉(zhuǎn)儲(chǔ)負(fù)荷（thedumpload）用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的剩余能源消耗。最圖1風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)機(jī)構(gòu)圖大功率跟蹤器將使風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電機(jī)始終在最大功率點(diǎn)運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的效率。在短時(shí)間內(nèi)，當(dāng)風(fēng)能和太陽能無法滿足高峰負(fù)載用電需求時(shí)，這種混合風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)通常配有柴油（汽油）發(fā)電機(jī)來供用負(fù)荷用電，但這增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本及對(duì)環(huán)境污染。因此，為減少柴油發(fā)電機(jī)的使用，混合系統(tǒng)可以增加儲(chǔ)能裝置。圖1中的不間斷電源設(shè)備（UPS）用來穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出，用來保護(hù)敏感設(shè)備防止意外電源的波動(dòng)[6～10]。

2獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)用到的三個(gè)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分別為壽命周期成本、年度平均成本和平準(zhǔn)化能源成本。

2.1壽命周期成本[11～12]壽命周期成本（lifecyclecost，LCC）分析給出了系統(tǒng)的總體成本，包括系統(tǒng)生命周期中的所有消費(fèi)及殘余價(jià)值。LCC=C+M+E+R-S式中，LCC為壽命周期成本；C為用戶發(fā)生的初始成本，即為設(shè)備、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)施和安裝支付的資本現(xiàn)值；M為年運(yùn)行維護(hù)的全部成本之和，即項(xiàng)目運(yùn)行維護(hù)支出的現(xiàn)值。運(yùn)行維護(hù)成本包括運(yùn)行人員的薪酬、現(xiàn)場(chǎng)交通、擔(dān)保、和維護(hù)費(fèi)用等；E為能源成本，每年的全部燃料成本之和，對(duì)于有柴油發(fā)電機(jī)或汽油發(fā)電機(jī)的獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，這一支出是消費(fèi)的柴油或汽油成本及其運(yùn)輸成本；R為系統(tǒng)壽命期間預(yù)期的可替代電量的成本現(xiàn)值；S為殘值，即最后一年年底的凈值。

2.2年度平均成本[8]系統(tǒng)的年度平均成本（annualizedcostofsystem，ACS）是系統(tǒng)的某一項(xiàng)成本乘以資金回收系數(shù)。Cacs=C×CRF式中，Cacs為系統(tǒng)的年度平均成本；C為系統(tǒng)某一項(xiàng)成本，如系統(tǒng)初始成本；CRF為資金回收系數(shù)。式中，i為年度實(shí)際利率；T為系統(tǒng)的壽命周期。而式中，i′為名義利率；d為年度通脹率。

2.3平準(zhǔn)化能源成本[13～16]平準(zhǔn)化能源成本（levelizedcostofenergy，LCE）是發(fā)電系統(tǒng)的全部折算為現(xiàn)值的壽命周期成本（LCC）乘以資金回收系數(shù)再除以系統(tǒng)的年發(fā)電能量。式中，LCC為發(fā)電系統(tǒng)的壽命周期成本（$）；Egen為發(fā)電

3獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)模型本文中我們所討論的獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)壽命周期成本主要包括其初始投資成本、更換成本、運(yùn)行成本和維護(hù)成本[5]。

第6篇：光伏電池回收范文

從根本上說，現(xiàn)在所使用的大部分能源，都來自太陽。太陽能讓動(dòng)物和植物生長，最后變成煤和石油等化石燃料。核能、地?zé)?、潮汐能與太陽能關(guān)系不大，但它們?cè)诂F(xiàn)代能源消耗中的比例也不算高。

人們對(duì)能源的渴望幾乎無窮無盡，恨不得最好是能直接轉(zhuǎn)化太陽能：太陽無時(shí)無刻不在發(fā)射著巨大的能量，一小時(shí)投射到地球上的能量，就已經(jīng)足夠人類使用一整年。它可以被認(rèn)為是永不枯竭的能源，而且相當(dāng)環(huán)保。只要能從太陽能中分出一小部分，就已經(jīng)可以改善地球上岌岌可危的生態(tài)環(huán)境。

使用太陽能的嘗試由來已久。傳說希臘人阿基米德組織了一小支部隊(duì)，用磨光的盾牌布設(shè)成一個(gè)巨大的反光鏡，燒毀了羅馬人的戰(zhàn)船。那是公元前212年。此后的近兩千年，人們一直在使用太陽帶來的熱量，只是沒辦法將其變成更方便使用的能源，比如電能。

1839年，太陽能的利用終于出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。法國物理學(xué)家亞歷克山大?埃德蒙德?貝克勒爾在用電解電池做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了光伏效應(yīng)，這也是今天太陽能發(fā)電的理論基礎(chǔ)。某些半導(dǎo)體材料經(jīng)過光照后，表面會(huì)攜帶少量電荷。使用金屬電極將這些電荷導(dǎo)出，可以形成直流電。1876年，威廉?吉利奧?亞當(dāng)斯發(fā)現(xiàn)硒有這種特性，隨后發(fā)現(xiàn)硅也能導(dǎo)電。

太陽能計(jì)算器很多人都用過。計(jì)算器上那幾塊黑色材料就是光伏材料，只要有光照，就會(huì)產(chǎn)生電流驅(qū)動(dòng)計(jì)算芯片?，F(xiàn)在通用的做法是將晶體硅做成薄片，然后安裝上金屬觸點(diǎn)以導(dǎo)出電荷。只要有光線，它可以一直發(fā)電?，F(xiàn)在的光伏電池一般包含兩層或者更多層的半導(dǎo)體薄片，以產(chǎn)生更多的電量。

伊利奧特?拜爾曼在上世紀(jì)70年代開發(fā)出低成本太陽能電池，將電能的成本從每瓦100美元降低到每瓦20美元。但這樣高的成本是難以接受的。隨著制造工藝的高效化，光伏系統(tǒng)的成本將繼續(xù)下降。如今，光伏系統(tǒng)的價(jià)格只是20年前的1/25。當(dāng)然，每瓦l美元的成本還是太高了。光伏系統(tǒng)可以為衛(wèi)星供電，但要用于地面供電，明顯不合適。

由于現(xiàn)在工藝和材料的限制，一般使用單晶硅的光伏電池，能量轉(zhuǎn)換率大概不到20％，而使用多晶硅的電池，轉(zhuǎn)換率只不到15‰目前正在開發(fā)的薄膜光伏電池，轉(zhuǎn)換率約是5％左右。很明顯，轉(zhuǎn)換率越低，成本越高，資本回收期也就越長。

第7篇：光伏電池回收范文

城市礦產(chǎn)中蘊(yùn)含大量的高技術(shù)礦產(chǎn)，它們是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵原材料。本文從中國國情出發(fā)，界定了涵蓋新能源技術(shù)、通訊設(shè)備、交通工具、電池、電器電子產(chǎn)品等5大類共計(jì)27種高技術(shù)城市礦產(chǎn)，從資源、技術(shù)、環(huán)境三個(gè)維度設(shè)計(jì)了11項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)高技術(shù)城市礦產(chǎn)進(jìn)行戰(zhàn)略性篩選；并通過半定量化不確定性分析方法確定研究結(jié)果的可靠性。結(jié)果顯示：①從資源-技術(shù)兩維度看，電器電子產(chǎn)品用電池資源指數(shù)高，且技術(shù)相對(duì)成熟；動(dòng)力汽車電池資源指數(shù)值略低，但未來開發(fā)潛力大。②從資源-環(huán)境兩維度看，電池是拆解處置重點(diǎn)。③從資源-技術(shù)-環(huán)境三維度來看，高技術(shù)城市礦產(chǎn)可以分為四個(gè)梯隊(duì)：高資源指數(shù)、高技術(shù)指數(shù)、高環(huán)境指數(shù)的“三高”梯隊(duì)，包括EEE用鎳氫電池、EEE用鎳鎘電池、EEE用鋰離子電池；中高資源指數(shù)、中高技術(shù)指數(shù)、中高環(huán)境指數(shù)的“三中高”梯隊(duì)，包括手機(jī)和動(dòng)力汽車電池；低資源指數(shù)、低技術(shù)指數(shù)、中高環(huán)境指數(shù)的“二低一中高”梯隊(duì)，包括風(fēng)渦輪機(jī)、熒光燈、動(dòng)力汽車永磁電機(jī)和電話機(jī)；資源指數(shù)、技術(shù)指數(shù)、環(huán)境指數(shù)都相對(duì)較低的“三低”梯隊(duì)，包括電器電子產(chǎn)品和光伏電板。此外，隨著時(shí)間的推移，篩選結(jié)果會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，因此高技術(shù)城市礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性篩選是一個(gè)持續(xù)動(dòng)態(tài)的評(píng)估過程，需要建立與之相適應(yīng)的“開發(fā)一批、儲(chǔ)備一批、謀劃一批”的動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)?；谘芯拷Y(jié)論，本文從高技術(shù)城市礦產(chǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立、重點(diǎn)開發(fā)目錄制定與調(diào)整、在線回收與交易平臺(tái)構(gòu)建、拆解技術(shù)儲(chǔ)備以及可持續(xù)供應(yīng)體系建立等方面提出了建議。

關(guān)鍵詞高技術(shù)礦產(chǎn)；城市礦產(chǎn)；戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)；戰(zhàn)略性篩選

中圖分類號(hào)C939；F426

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104（2017）07-0025-10DOI：10.12062/cpre.20170460

高技術(shù)礦產(chǎn)指那些地球上存量稀少，因技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素提取困難，現(xiàn)代工業(yè)以及未來伴隨著技術(shù)革命所形成的新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)所必須的礦產(chǎn)，它們用于在低碳經(jīng)濟(jì)條件下生產(chǎn)精密的高科技產(chǎn)品及環(huán)保型產(chǎn)品[1]，尤其是在新能源部門中扮演重要角色[2]，因此也被稱作能源金屬（energy metal）或新時(shí)代金屬（new age metal）[3]。隨著風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車、3D打印、電子信息等技術(shù)創(chuàng)新及其商業(yè)化步伐加快，全球?qū)︿?、鈷、鈮、銦、鎵、鍺、釩、鎢、稀土等高技術(shù)礦產(chǎn)需求強(qiáng)勁，高技術(shù)礦產(chǎn)成為各國利益爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)，供需矛盾凸顯。從需求側(cè)來看，自2010年以來，美國、歐盟、日本紛紛圍繞本國或本地區(qū)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)篩選高技術(shù)礦產(chǎn)[4-5]，視為未來掌控的重點(diǎn)，并采取了全球資源控制、循環(huán)替代研發(fā)、戰(zhàn)略收儲(chǔ)等一系列措施來保障資源供給。從供給側(cè)來看，高技術(shù)礦產(chǎn)在地球上存量稀少，且通常是主要工業(yè)金屬如銅、鋅、鋁開采和加工的副產(chǎn)品，其可供性主要受主產(chǎn)品可供性的制約[6]。未來10年主要工業(yè)金屬礦產(chǎn)陸續(xù)進(jìn)入需求峰值，供應(yīng)增幅也隨之逐步放緩，高技術(shù)礦產(chǎn)的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步加大。另一方面，隨著自然資源的生產(chǎn)和消費(fèi)，大量礦產(chǎn)資源蓄積在產(chǎn)品中，以在用存量或廢棄物的形態(tài)不斷堆積在城市中，形成豐富的城市礦產(chǎn)。隨著技術(shù)發(fā)展、消費(fèi)升級(jí)，富集在城市礦產(chǎn)中的高技術(shù)礦產(chǎn)種類越來越豐富。以Intel芯片為例，20世紀(jì)80年代左右，它只含有11種元素，到20世紀(jì)90年代，元素種類達(dá)到了15種，而在21世紀(jì)初時(shí)其元素種類已經(jīng)超過60種[7]。同時(shí)金屬元素的循環(huán)性使得城市礦產(chǎn)對(duì)資源供給具有重要的乘數(shù)效應(yīng)，一單位的任意城市礦產(chǎn)，如果其回收利用率達(dá)到90%，則一次循環(huán)可增加0.9倍的資源量，二次循環(huán)可增加1.7倍的資源量，而無限次循環(huán)則可增加9倍的資源量[8]。城市礦產(chǎn)已成為高技術(shù)礦產(chǎn)的重要來源，界定高技術(shù)城市礦產(chǎn)并進(jìn)行戰(zhàn)略性篩選對(duì)保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。然而現(xiàn)有文獻(xiàn)關(guān)于高技術(shù)城市礦產(chǎn)戰(zhàn)略性篩選的研究還比較少，主要集中在原材料的關(guān)鍵性評(píng)估方面[4-5， 9-12]，重點(diǎn)評(píng)估原生礦的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，少有從二次資源的角度考慮如何緩解供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)城市礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性篩選也只停留在特定產(chǎn)業(yè)和企業(yè)層面[13-15]。當(dāng)前，中國正大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，而城市礦產(chǎn)可為其發(fā)展提供關(guān)鍵原材料――高技術(shù)礦產(chǎn)。因此，本文將從中國國情出發(fā)，首先界定高技術(shù)城市礦產(chǎn)范圍，然后從“資源-技術(shù)-環(huán)境”三個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系，再對(duì)其進(jìn)行戰(zhàn)略性篩選，為國家高技術(shù)城市礦產(chǎn)開發(fā)利用的戰(zhàn)略和政策設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

1研究方法

1.1高技術(shù)城市礦產(chǎn)范圍界定

自2008年以來，美國、日本、歐盟、中國紛紛根據(jù)自己的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求確定了高技術(shù)礦產(chǎn)，盡管稀土金屬、鉑族金屬、鎵、鈮、鉭、銦等是各國和地區(qū)公認(rèn)的高技術(shù)礦產(chǎn)，但由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展差異，各國和地區(qū)確認(rèn)的高技術(shù)礦產(chǎn)不盡相同。因此，本研究根據(jù)中國國情，采用中國國土資源部國土資源戰(zhàn)略研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)高技術(shù)礦產(chǎn)的界定，主要包括稀土金屬（包括 17 種元素）、鎢、銻、鋰、鎵、鍺、鈹、鎂、銦、鉍、鍶、釩、鈧、鈦、鎘、硼、鋇、鉬、鉑族金屬（特別是鉑、鈀、釕）、鈷、鈮、鉭、鋯、鉿、碲、銣、銫、鉻、錸、硒、鉈、鈾、釷等33種。

本文把富含高技術(shù)礦產(chǎn)的城市礦產(chǎn)稱為高技術(shù)城市礦產(chǎn)。高技術(shù)城市礦產(chǎn)主要有兩方面的來源：一方面是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品，但富含高技術(shù)礦產(chǎn)，如電器電子產(chǎn)品等，該類城市礦產(chǎn)已經(jīng)到了成礦成熟期，有一定的回收規(guī)模；另一方面是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品，未來將大規(guī)模消耗高技術(shù)礦產(chǎn)，如風(fēng)渦輪、光伏電板、動(dòng)力汽車等，該類產(chǎn)品當(dāng)前還處于成礦初期，但已形成較大的在用存量規(guī)模，且在快速增長。本文在詳細(xì)分析比較現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，借鑒歐盟、美國能源局、麻省理工大學(xué)、聯(lián)合國環(huán)境署等機(jī)構(gòu)對(duì)高技術(shù)礦產(chǎn)主要應(yīng)用領(lǐng)域的分析和界定[4-5，9，16]，咨詢相關(guān)產(chǎn)業(yè)和礦產(chǎn)資源領(lǐng)域?qū)＜?，并結(jié)合中國國情最終界定了5大類27種高技術(shù)城市礦產(chǎn)（表1）。

1.2構(gòu)建篩選指標(biāo)體系

對(duì)原材料的關(guān)鍵性評(píng)估主要有雙因素和三因素分析框架。美國國家研究委員會(huì)、歐盟委員會(huì)等組織和機(jī)構(gòu)構(gòu)建了雙因素評(píng)價(jià)框架，從供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、脆弱性或經(jīng)濟(jì)重要性兩方面來評(píng)估原材料的關(guān)鍵性，重點(diǎn)考察可開采年限、進(jìn)口依賴、社會(huì)發(fā)展水平、回收潛力、經(jīng)濟(jì)重要性、原材料價(jià)值等指標(biāo)，并把環(huán)境影響作為供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)測(cè)量指標(biāo)。考慮到環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于評(píng)估礦產(chǎn)品生產(chǎn)出口國（地區(qū)）V產(chǎn)資源關(guān)鍵性具有重要意義，耶魯大學(xué)將環(huán)境影響作為與供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、供應(yīng)受限的經(jīng)濟(jì)影響并列的第三個(gè)維度，提出了三因素分析框架。在具體評(píng)估方法方面，主要有關(guān)鍵性矩陣、關(guān)鍵性指數(shù)等。

目前關(guān)于城市礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性評(píng)估研究還比較少，尚沒有形成完善的評(píng)估體系。Kim 等[14]從排放率、回收效益、EPR項(xiàng)目以及塑料處置費(fèi)用四個(gè)方面考慮韓國電子廢棄物回收的優(yōu)先序，其中回收效益指標(biāo)包括回收利用技術(shù)、金屬回收利用以及回收系統(tǒng)。Nelen 等[13]從目標(biāo)原材料回收占比、關(guān)鍵性金屬回收、原材料回收閉環(huán)程度以及減少的環(huán)境負(fù)擔(dān)四個(gè)方面對(duì)電子廢棄物的回收效應(yīng)進(jìn)行了評(píng)估。Sun 等[15]站在拆解處理企業(yè)的角度構(gòu)建了兩個(gè)指標(biāo)即資源指數(shù)和技術(shù)指數(shù)來衡量城市礦產(chǎn)的重要性排序，其中資源指數(shù)考慮了市場(chǎng)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)重要性和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)指數(shù)考慮了回收率、環(huán)境影響、物理處理成本和冶煉成本?？偨Y(jié)發(fā)現(xiàn)，回收的資源效益、回收利用技術(shù)以及環(huán)境污染是城市礦產(chǎn)戰(zhàn)略性評(píng)估的共性指標(biāo)。在具體評(píng)估方法方面，有比重分析法、德爾菲法和指數(shù)法等。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了資源指數(shù)、技術(shù)指數(shù)、環(huán)境指數(shù)對(duì)高技術(shù)城市礦產(chǎn)進(jìn)行戰(zhàn)略性篩選。①資源指數(shù)。城市礦產(chǎn)的本質(zhì)是資源，其內(nèi)含的豐富的金屬元素，具有可循環(huán)利用的特性。耶魯大學(xué)的研究表明隨著人類技術(shù)水平的提升，其研究的56種以金屬為主的元素中，可回收利用比例低于90%的資源類型僅有鋅、砷、硒、銩、鐿、镥、汞和鉍8種元素[17]。因此，資源是高技術(shù)城市礦產(chǎn)戰(zhàn)略性篩選的首要指標(biāo)。②技術(shù)指數(shù)。根據(jù)物質(zhì)不滅定律，城市礦產(chǎn)中的元素是可以永遠(yuǎn)循環(huán)的，但作為人類活動(dòng)的產(chǎn)物，其實(shí)際回收主要取決于技術(shù)水平。因此，技術(shù)是高技術(shù)城市礦產(chǎn)戰(zhàn)略性篩選的重要指標(biāo)。③環(huán)境指數(shù)。城市礦產(chǎn)的社會(huì)屬性決定了其開發(fā)利用具有環(huán)境價(jià)值，一方面可以減少城市固體廢棄物，緩解垃圾圍城困境，另一方面相對(duì)于原生礦開采，城市礦產(chǎn)開發(fā)利用可以大大降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排[18]。因此，環(huán)境是高技術(shù)城市礦產(chǎn)戰(zhàn)略性篩選不可或缺的指標(biāo)?；诖?，本文最終確定了包含11個(gè)測(cè)量指標(biāo)的高技術(shù)城市礦產(chǎn)“資源-技術(shù)-環(huán)境”戰(zhàn)略性篩選指標(biāo)體系（見圖1）。

1.3指標(biāo)測(cè)量與數(shù)據(jù)獲取

本文數(shù)據(jù)來源首先選擇公開出版的文獻(xiàn)、報(bào)告以及政府或行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其次為行業(yè)專家意見、產(chǎn)品說明、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等，個(gè)別數(shù)據(jù)無法直接獲取則通過其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行推算。具體來看，城市礦產(chǎn)內(nèi)高技術(shù)礦產(chǎn)含量數(shù)據(jù)主要來源于文獻(xiàn)及政府研究報(bào)告，高技術(shù)礦產(chǎn)資源產(chǎn)量、儲(chǔ)量、價(jià)格等數(shù)據(jù)主要來源于中國國土資源部、美國地質(zhì)調(diào)查局、亞洲金屬網(wǎng)、中國有色金屬網(wǎng)、wind數(shù)據(jù)庫、中國有色金屬統(tǒng)計(jì)年鑒等，城市礦產(chǎn)報(bào)廢量及在用存量數(shù)據(jù)主要來源于中國電器研究院、光伏等各行業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)、主要生產(chǎn)商官網(wǎng)、研究報(bào)告、統(tǒng)計(jì)年鑒等。本文在系統(tǒng)回顧多種描述城市礦產(chǎn)戰(zhàn)略性評(píng)估、原材料關(guān)鍵性評(píng)估的模型和方法的基礎(chǔ)上[4-5， 9， 15-16]，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行定義和測(cè)量，指標(biāo)的詳細(xì)描述和測(cè)量如下。

1.3.1資源指數(shù)

資源指數(shù)衡量某一城市礦產(chǎn)的資源價(jià)值，評(píng)估城市礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)重要性以及未來回收潛力[15]。資源指數(shù)值越高，表示城市礦產(chǎn)回收利用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益越高，反之亦然。資源指數(shù)從經(jīng)濟(jì)重要性、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、回收潛力三個(gè)方面進(jìn)行測(cè)量。

（1）經(jīng)濟(jì)重要性（ECI）。某一高技術(shù)城市礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)重要性可從兩個(gè)方面來衡量，一是城市礦產(chǎn)回收提煉出的高技術(shù)礦產(chǎn)的市場(chǎng)價(jià)值，直接體現(xiàn)了其所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益；二是高技術(shù)礦產(chǎn)創(chuàng)造的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值，體現(xiàn)了城市礦產(chǎn)對(duì)國家未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持。

濟(jì)價(jià)值（MV）。某一城市礦產(chǎn)回收利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是由其內(nèi)含高技術(shù)礦產(chǎn)的市場(chǎng)價(jià)格決定的，礦產(chǎn)價(jià)格越高，且含量越豐富，經(jīng)濟(jì)價(jià)值越大。由于高技術(shù)礦產(chǎn)價(jià)格最大值與最小值分別為248 152.2萬元/t和0.079萬元/t，且方差較大。因此，借鑒Graedal 等[10]提出的換算方法，通過公式（1）把高技術(shù)礦產(chǎn)價(jià)格轉(zhuǎn)換為取值[0，100]的指標(biāo)Vi?tran：

其中，Vi代表i礦產(chǎn)在2016年5月15日至2016年8月15日近3個(gè)月的市場(chǎng)平均價(jià)格。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算城市礦產(chǎn)j的經(jīng)濟(jì)價(jià)值MVj：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量。

礦產(chǎn)價(jià)格數(shù)據(jù)來源于海通證券以及中國金屬新聞網(wǎng)http：///。

戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)影響值（SI）。SI集中體現(xiàn)了城市礦產(chǎn)中高技術(shù)礦產(chǎn)在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，主要由其內(nèi)含高技術(shù)礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)影響值決定，創(chuàng)造的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)影響值越大，其對(duì)國家產(chǎn)業(yè)升級(jí)的支持越大。城市礦產(chǎn)j的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)影響值指數(shù)SIj計(jì)算如下：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量，ECj代表i礦產(chǎn)對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)影響值。參考飛等[19]的研究提出的稀有礦產(chǎn)資源的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)增加值，本文計(jì)算得到城市礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)影響指標(biāo)值。

匯總經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)影響值兩個(gè)指標(biāo)得到經(jīng)濟(jì)重要性指標(biāo)：

（2）供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)（SR）。高技術(shù)城市礦產(chǎn)的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)可從其內(nèi)含礦產(chǎn)資源的可開采年限、進(jìn)口依存度、價(jià)格波動(dòng)性三個(gè)方面來衡量。這三者分別體現(xiàn)了國內(nèi)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)、海外供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)以及供應(yīng)價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)。

可開采年限（RY）?？砷_采年限反映了在現(xiàn)有規(guī)模生產(chǎn)條件下，剩余儲(chǔ)量可以支撐的年限，體現(xiàn)了我國資源的國內(nèi)供給情況，可開采年限越長，風(fēng)險(xiǎn)越小。為了將礦產(chǎn)資源的可開采年限轉(zhuǎn)換為和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)方向一致，并減小不同礦產(chǎn)之間的量級(jí)差別（最大值2 350，最小值1.1），通過公式（5）把高技術(shù)礦產(chǎn)可開采年限轉(zhuǎn)換為取值[0，100]的正向指標(biāo)（R/P）i?tran：

其中，（R/P）i為i礦產(chǎn)2015年可開采年限。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算高技術(shù)城市礦產(chǎn)j的可開采年限指標(biāo)RYj：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量。

礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量、產(chǎn)量數(shù)據(jù)主要來源于USGS和中國國土資源部。

對(duì)外依存度（ED）。對(duì)外依存度體現(xiàn)了對(duì)海外資源的依賴程度，依賴程度越高，則當(dāng)海外資源供給出現(xiàn)問題時(shí)，帶來的風(fēng)險(xiǎn)越大。城市礦產(chǎn)j的對(duì)外依存度EDj計(jì)算如下：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量，EDi代表i礦產(chǎn)2015年的對(duì)外依存度。

礦產(chǎn)資源的對(duì)外依存度數(shù)據(jù)主要來源于中國國土資源部。

價(jià)格波動(dòng)性（PV）。價(jià)格波動(dòng)性體現(xiàn)了以合理價(jià)格穩(wěn)定獲得資源的風(fēng)險(xiǎn)，波動(dòng)性越大，風(fēng)險(xiǎn)越大。城市礦產(chǎn)j的對(duì)價(jià)格波動(dòng)性指標(biāo)計(jì)算如下：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量，PVi代表i礦產(chǎn)近3個(gè)月價(jià)格序列標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)。

礦產(chǎn)價(jià)格數(shù)據(jù)來源于海通證券以及中國金屬新聞網(wǎng)http：///。

匯總可開采年限、對(duì)外依存度和價(jià)格波動(dòng)性三個(gè)指標(biāo)得到供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)：

（3）回收潛力（RP）。高技術(shù)城市礦產(chǎn)的回收潛力可從兩個(gè)方面來衡量，一是當(dāng)前報(bào)廢量，二是當(dāng)前社會(huì)存量。報(bào)廢量體現(xiàn)了當(dāng)前的回收潛力，在用存量體現(xiàn)了未來回收潛力。

報(bào)廢量（WQ）。由于研究范圍內(nèi)的城市礦產(chǎn)2015年報(bào)廢量最大值為616 500 t，最小值為0.1 t，且方差較大，因此，通過公式（10）將其轉(zhuǎn)換為取值[0，100]的指標(biāo)：

其中，Qj為城市礦產(chǎn)j在2015年的報(bào)廢量。

報(bào)廢量數(shù)據(jù)主要來源于中國電器研究院、光伏等各行業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)，部分產(chǎn)品單位重量來源于生產(chǎn)商官網(wǎng)。

在用存量（IS）。由于研究范圍內(nèi)的城市礦產(chǎn)2015年報(bào)廢量最大值為6 750 000 t，最小值為443 t，且方差較大，因此，通過公式（11）將其轉(zhuǎn)換為取值[0，100]的指標(biāo)：

其中，IQj為城市礦產(chǎn)j在2015年的社會(huì)存量。

在用存量數(shù)據(jù)主要來源于中國電器研究院、光伏等各行業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)，部分產(chǎn)品單位重量來源于生產(chǎn)商官網(wǎng)。

匯總報(bào)廢量和在用存量兩個(gè)指標(biāo)得到回收潛力指標(biāo)：

匯總經(jīng)濟(jì)重要性、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和回收潛力，得到資源指數(shù)：

1.3.2技術(shù)指數(shù)

技術(shù)指數(shù)衡量某一城市礦產(chǎn)回收利用的技術(shù)難度，即評(píng)估回收利用某一城市礦產(chǎn)的技術(shù)成本有多大。技術(shù)指數(shù)值越高，表示當(dāng)前技術(shù)越成熟，城市礦產(chǎn)開發(fā)利用所需投入技術(shù)開發(fā)成本越低，反之亦然。本文從元素回收率、拆解技術(shù)成本、提煉技術(shù)三個(gè)方面構(gòu)建技術(shù)指數(shù)。

（1）回收率（RR）?；厥章手笜?biāo)衡量特定城市礦產(chǎn)中高技術(shù)礦產(chǎn)全部得到回收的潛力，一般基于礦產(chǎn)提取難度以及元素的回收率。城市礦產(chǎn)j的回收率指標(biāo)計(jì)算如下：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量，RRi代表i礦產(chǎn)的回收率。

回收率數(shù)據(jù)來源于Graedal 等[20]的研究中元素的全球平均報(bào)廢后回收率（endoflife functional recycling rates，EOLRR）。

（2）拆解技術(shù)成本（MC）。拆解技術(shù)成本可用當(dāng)前的拆解技術(shù)、設(shè)備以及研究水平來衡量。拆解技術(shù)越成熟、設(shè)備越完善，則所需的技術(shù)公關(guān)難度越小，用于拆解技術(shù)的成本投入越小，拆解技術(shù)成本指標(biāo)值越高。由于目前缺乏拆解技術(shù)成本的量化數(shù)據(jù)，因此設(shè)計(jì)了城市礦產(chǎn)拆解技術(shù)評(píng)價(jià)的Likert五級(jí)量表（表 2），并請(qǐng)多位礦產(chǎn)資源、回收拆解領(lǐng)域?qū)＜乙勒樟勘韺?duì)各類城市礦產(chǎn)進(jìn)行打分，最后取均值作為最終結(jié)果MCj。

（3）提煉技術(shù)成本（MEC）。參考Sun等[15]的方法，可用城市礦產(chǎn)內(nèi)含元素的集中性來評(píng)估提煉技術(shù)成本，城市礦產(chǎn)j的提煉技術(shù)成本MECj具體計(jì)算如下：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量，n代表城市礦產(chǎn)j所含高技術(shù)礦產(chǎn)的種數(shù)，m代表城市礦產(chǎn)j所含其他金屬礦產(chǎn)的種數(shù)。

匯總回收率、拆解技術(shù)成本和提煉技術(shù)成本，得到技術(shù)指數(shù)（TIj）：

1.3.3環(huán)境指數(shù)

環(huán)境指數(shù)衡量某一城市礦產(chǎn)回收利用創(chuàng)造的環(huán)境價(jià)值，即通過城市礦產(chǎn)回收利用所能減少的原生礦開采利用產(chǎn)生的環(huán)境影響。環(huán)境指數(shù)越高，表示城市礦產(chǎn)開發(fā)利用所減少的h境污染越多，創(chuàng)造的環(huán)境價(jià)值越高，反之亦然。

本文基于Steen[21]報(bào)告中的礦產(chǎn)品全生命周期環(huán)境影響來考察城市礦產(chǎn)的環(huán)境價(jià)值。由于本研究中26種高技術(shù)礦產(chǎn)的環(huán)境影響指數(shù)最高值為7 430 000 ELU/kg，最低值為0.952 ELU/kg，且方差很大，因此利用公式（17）將其轉(zhuǎn)換為取值范圍[0，100]的指標(biāo)WFi?tran：

其中，WFi為i金屬的全壽命環(huán)境影響指數(shù)。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算高技術(shù)城市礦產(chǎn)j的環(huán)境價(jià)值EIj：

其中，i代表城市礦產(chǎn)j中含的i礦產(chǎn)，Xi代表i礦產(chǎn)在城市礦產(chǎn)j中的含量。

Steen的報(bào)告中給出了除鎘外的25種礦產(chǎn)開發(fā)利用的全壽命環(huán)境影響指數(shù)，本文中將25種礦產(chǎn)的平均值作為鎘的環(huán)境指數(shù)值。

1.3.4篩選方法

本文借鑒歐盟聯(lián)合研究中心[22]的做法，采用不聚合的方法進(jìn)行戰(zhàn)略性篩選，突出資源、技術(shù)、環(huán)境各指數(shù)的特點(diǎn)和影響，并結(jié)合美國國家研究委員會(huì)[23]的關(guān)鍵性矩陣表達(dá)形式，先分別構(gòu)建了“資源-技術(shù)”、“資源-環(huán)境”的兩維度篩選矩陣，最后構(gòu)建了“資源-技術(shù)-環(huán)境”的三維立體篩選模型。

1.4不確定性分析方法

本研究的數(shù)據(jù)主要來源于公開發(fā)表的文獻(xiàn)、報(bào)告、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，少部分來源于專家咨詢、產(chǎn)品說明等，個(gè)別數(shù)據(jù)通過推算獲得，不同來源數(shù)據(jù)可靠性不一樣，因此本文參考Zhang 等的研究[24-25]，采用半定量化方法進(jìn)行不確定性分析。根據(jù)獲取數(shù)據(jù)的來源判斷數(shù)據(jù)不確定性水平的原則見表3。

不確定性分析分為三個(gè)步驟：①確定各礦產(chǎn)數(shù)據(jù)的不確定性水平。②根據(jù)礦產(chǎn)數(shù)據(jù)不確定性水平及其在城市礦產(chǎn)中的相對(duì)占比，求出各測(cè)量指標(biāo)的不確定性水平；報(bào)廢量、在用存量、拆解水平及產(chǎn)品內(nèi)含元素復(fù)雜性等四個(gè)直接關(guān)于城市礦產(chǎn)數(shù)據(jù)的指標(biāo)，則直接根據(jù)城市礦產(chǎn)數(shù)據(jù)來源確定不確定性水平。③通過平均加權(quán)的方式，求出三個(gè)指數(shù)的不確定性水平。

2研究結(jié)果與討論

2.1研究結(jié)果描述性統(tǒng)計(jì)分析

按照?qǐng)D1設(shè)計(jì)的“資源-技術(shù)-環(huán)境”指標(biāo)體系，測(cè)算結(jié)果如表 4。

從三個(gè)維度來看，資源指數(shù)平均得分為28.76，標(biāo)準(zhǔn)差為31.97；技術(shù)指數(shù)平均得分為30.75，標(biāo)準(zhǔn)差為28.85；環(huán)境指數(shù)平均得分為56.52，標(biāo)準(zhǔn)差為25.70。可以看出，三個(gè)指數(shù)中環(huán)境指數(shù)平均值最高，且波動(dòng)最小，資源指數(shù)平均值最低，波動(dòng)最大；這說明高技術(shù)城市礦產(chǎn)回收利用均能產(chǎn)生比較好的環(huán)境效益，但資源效益差異大，且需提高拆解處理技術(shù)水平。

從各類高技術(shù)城市礦產(chǎn)來看，新能源技術(shù)資源指數(shù)均值為16.45，技術(shù)指數(shù)均值為9.33，環(huán)境指數(shù)均值為46.76；通訊設(shè)備資源指數(shù)均值為53.39，技術(shù)指數(shù)均值為52.30，環(huán)境指數(shù)均值為80.86；交通工具資源指數(shù)均值為20.17，技術(shù)指數(shù)均值為18.99，環(huán)境指數(shù)均值為64.17；電池資源指數(shù)均值為81.82，技術(shù)指數(shù)均值為79.76，環(huán)境指數(shù)均值為89.23；電器電子產(chǎn)品資源指數(shù)均值為8.41，技術(shù)指數(shù)均值為14.90，環(huán)境指數(shù)均值為40.63。由此可見，電池的資源指數(shù)、技術(shù)指數(shù)和環(huán)境指數(shù)均值均是最高的，這表明電池將是高技術(shù)城市礦產(chǎn)重點(diǎn)開發(fā)的對(duì)象。

2.2“資源-技術(shù)”兩維度分析

“資源-技術(shù)”兩維度結(jié)果如圖2。其中，電器電子產(chǎn)品用鎳氫電池（B4）、鎳鎘電池（B3）及鋰離子電池（B5）的資源指數(shù)值和技術(shù)指數(shù)值均高于90；動(dòng)力汽車用鋰離子電池（B1）、鎳氫電池（B2）資源指數(shù)值和技術(shù)指數(shù)值均在50上下的中等水平。數(shù)據(jù)表明EEE用電池回收能夠提供大量的高技術(shù)礦產(chǎn)，且技術(shù)相對(duì)成熟，動(dòng)力汽車電池資源指數(shù)值較低，但未來潛力大。2012―2014年，中國累計(jì)生產(chǎn)鎳鎘電池10.43億只、鎳氫電池23.33億只、鋰離子電池90.3|只，這些電池幾乎已全部投入市場(chǎng)，根據(jù)混合動(dòng)力汽車電池包平均6―9年的壽命分布，該批電池將在未來5年內(nèi)進(jìn)入報(bào)廢高峰。

通信設(shè)備中手機(jī)（C1、C2）的資源指數(shù)值和技術(shù)指數(shù)值在65―75的較高水平，資源指數(shù)較高，拆解處理技術(shù)也相對(duì)成熟。但存在的現(xiàn)實(shí)問題是，目前手機(jī)的拆解回收還有相當(dāng)大的一部分是手工作坊式，粗糙提取其中的貴金屬，而對(duì)內(nèi)含的其他高技術(shù)礦產(chǎn)關(guān)注較少。

新能源技術(shù)（G1、G2、G3）、動(dòng)力汽車（V1、V2）以及電器電子產(chǎn)品（E1―E14）的資源指數(shù)值和技術(shù)指數(shù)值都相對(duì)較低，在0―30的范圍內(nèi)分布。新能源技術(shù)以及動(dòng)力汽車資源指數(shù)和技術(shù)指數(shù)偏低，主要是由于風(fēng)渦輪永磁電機(jī)、熒光燈以及動(dòng)力汽車永磁電機(jī)中含有的主要高技術(shù)礦產(chǎn)“稀土”是我國的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)，其資源儲(chǔ)量在全球領(lǐng)先，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)小，從而導(dǎo)致資源指數(shù)較低。同時(shí)，由于新能源技術(shù)和動(dòng)力汽車均是近些年才開始快速發(fā)展，尚未進(jìn)入報(bào)廢高峰，還未吸引市場(chǎng)對(duì)拆解回收技術(shù)、設(shè)備的研發(fā)投入，因此技術(shù)指數(shù)也較低。電器電子產(chǎn)品拆解技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)比較成熟，但由于內(nèi)含元素的復(fù)雜性，對(duì)元素進(jìn)行全部提取有一定困難，這也是未來要突破的重點(diǎn)。

2.3“資源-環(huán)境”兩維度分析

“資源-環(huán)境”兩維度結(jié)果如圖3。其中，EEE用鎳氫電池（B4）、EEE用鎳鎘電池（B3）及EEE用鋰離子電池（B5）的資源指數(shù)值和環(huán)境指數(shù)值均高于90；手機(jī)（C1、C2）的資源指數(shù)在70左右，環(huán)境價(jià)值大于85。數(shù)據(jù)表明：

電池以及手機(jī)不僅回收資源潛力比較大，環(huán)境效益也大。其中，鎳鎘電池中含有將近15%的有毒金屬鎘，不進(jìn)行無害化回收處理將會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成巨大危害。因此，鎳鎘電池的回收利用能產(chǎn)生很大的環(huán)境效益。

新能源技術(shù)（G1、G3）、動(dòng)力汽車（V1、V2）以及電話機(jī)（C3）的資源指數(shù)值在15―30的低水平，但環(huán)境指數(shù)在60―75的較高水平。這表明風(fēng)渦輪和動(dòng)力汽車中的永磁電機(jī)回收雖然目前來看資源價(jià)值相對(duì)較低，但能創(chuàng)造較高的環(huán)境價(jià)值高。

相比較而言，電器電子產(chǎn)品的環(huán)境指數(shù)值偏低，但絕大多數(shù)都接近或高于50，尤其是在當(dāng)前電器電子產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模報(bào)廢階段，不進(jìn)行回收處理，將嚴(yán)重危害環(huán)境。

從數(shù)據(jù)結(jié)果分析來看，為解決環(huán)境污染問題，目前應(yīng)該把電器電子產(chǎn)品作為回收處理重點(diǎn)，但從長遠(yuǎn)來看，電池應(yīng)成為解決資源瓶頸、環(huán)境污染問題的拆解處置重點(diǎn)。

2.4“資源-技術(shù)-環(huán)境”三維度分析

從資源-技術(shù)-環(huán)境三維度篩選結(jié)果來看，27種高技術(shù)城市礦產(chǎn)可以分為以下四個(gè)梯隊(duì)（見圖4、表5）：

第一梯隊(duì)特點(diǎn)是“三高”：高資源指數(shù)、高技術(shù)指數(shù)、高環(huán)境指數(shù)，包括EEE用鎳氫電池（B4）、EEE用鎳鎘電池（B3）、EEE用鋰離子電池（B5）。位于第一梯隊(duì)的高技術(shù)城市礦產(chǎn)是我們首要關(guān)注重點(diǎn)，EEE用各類電池內(nèi)含高技術(shù)礦產(chǎn)品位高，含量合計(jì)占比達(dá)10%―30%，遠(yuǎn)高于其他類型城市礦產(chǎn)。當(dāng)前該梯隊(duì)高技術(shù)城市礦產(chǎn)尚未進(jìn)入成礦高峰，還不具備大規(guī)模開發(fā)利用的條件，但未來一旦進(jìn)入大規(guī)模報(bào)廢階段，將是一座高技術(shù)礦產(chǎn)富礦，需提前做指數(shù)、中高環(huán)境指數(shù)，包括手機(jī)（C1、C2）和動(dòng)力汽車電池（B1、B2）。位于第二梯隊(duì)的高技術(shù)城市礦產(chǎn)有兩類，一類是已進(jìn)入大規(guī)模報(bào)廢階段的手機(jī)，一類是正在快速發(fā)展的動(dòng)力汽車電池。手機(jī)已納入《電器電器電子產(chǎn)品處理目錄》，得到了政策支持，同時(shí)市場(chǎng)針對(duì)手機(jī)的“互聯(lián)網(wǎng)+”回收平臺(tái)也正在構(gòu)建和完善。動(dòng)力汽車電池回收則剛剛起步，雖然在2016年1月，中國第一個(gè)新能源汽車動(dòng)力電池回收國家標(biāo)準(zhǔn)《車用動(dòng)力電池回收利用拆解規(guī)范》和《車用動(dòng)力電池回收利用余能檢測(cè)》通過審定，中國動(dòng)力電池回收標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化大幕拉開，但在回收體系構(gòu)建、技術(shù)攻關(guān)方面還需進(jìn)一步提升，以應(yīng)對(duì)未來的報(bào)廢高峰。

第三梯隊(duì)特點(diǎn)是“二低一中高”：低資源指數(shù)、低技術(shù)指數(shù)、中高環(huán)境指數(shù)，包括新能源技術(shù)（G1、G3）、動(dòng)力汽車永磁電機(jī)（V1、V2）、電話機(jī)（C3）。位于第三梯隊(duì)的高技術(shù)城市礦產(chǎn)需重點(diǎn)關(guān)注其未來潛力和環(huán)境影響。風(fēng)渦輪、動(dòng)力汽車的永磁電機(jī)是稀土的主要應(yīng)用終端，由于當(dāng)前中國稀土資源儲(chǔ)量豐富、供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)小、“白菜式”的低廉價(jià)格，稀土的戰(zhàn)略價(jià)值沒有得到很好的體現(xiàn)。但從長遠(yuǎn)來看，隨著國內(nèi)對(duì)稀土資源的高強(qiáng)度開采，以及對(duì)稀土金屬需求的快速增長，未來稀土金屬的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)將逐步加大，而新能源技術(shù)、動(dòng)力汽車也將進(jìn)入報(bào)廢高峰，其資源效益將逐步增大，需要提前關(guān)注和布局回收。熒光燈因含汞而被列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，但卻沒有相應(yīng)的法規(guī)配套和監(jiān)督，廢舊熒光燈的處理量遠(yuǎn)跟不上報(bào)廢量。以北京為例，一年廢舊熒光燈管產(chǎn)生量達(dá)1 000多萬根，但實(shí)際處理不足100萬根。完善回收體系，突破無害化資源化處理關(guān)鍵技術(shù)是廢舊熒光燈回收處理的重點(diǎn)。

第四梯隊(duì)特點(diǎn)是“三低”：資源指數(shù)、技術(shù)指數(shù)、環(huán)境指數(shù)都相對(duì)較低，包括電器電子產(chǎn)品（E1―E14）和光伏電板（G2）。位于第四梯隊(duì)的高技術(shù)城市礦產(chǎn)和其他類別相比，資源指數(shù)、技術(shù)指數(shù)和環(huán)境指數(shù)都偏低，但不可忽視。電器電子產(chǎn)品當(dāng)前正處于大規(guī)模報(bào)廢的階段，同時(shí)隨著產(chǎn)品升級(jí)的加快、消費(fèi)水平的提升，電器電子產(chǎn)品的實(shí)際使用時(shí)間遠(yuǎn)低于理論可使用壽命，產(chǎn)品生命周期大幅度縮短，將持續(xù)維持較高的報(bào)廢量和在用存量水平，電器電子產(chǎn)品回收利用將是目前的重點(diǎn)。另一方面，中國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)從2007年之后逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，以光伏電板平均壽命20年計(jì)算，首批規(guī)模報(bào)廢將在10年之后，目前光伏電板還在快速發(fā)展布局，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》計(jì)劃到2020年太陽能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到110 GW以上，其中分布式光伏60 GW以上，未來光伏電板回收資源潛力巨大。

本文的篩選是基于我國城市礦產(chǎn)目前的在用存量、報(bào)廢量進(jìn)行的靜態(tài)分析，隨著時(shí)間的推移，篩選結(jié)果會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。如動(dòng)力汽車、風(fēng)渦輪、光伏電板等目前大規(guī)模消費(fèi)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品未來將進(jìn)入首輪報(bào)廢高峰，其資源指數(shù)將大幅度提升；而CRT電視機(jī)等傳統(tǒng)電器電子產(chǎn)品將逐漸退出市場(chǎng)，社會(huì)存量將逐步減小。因此高技g城市礦產(chǎn)的戰(zhàn)略性篩選是一個(gè)持續(xù)動(dòng)態(tài)的評(píng)估過程，需要建立與之相適應(yīng)的“開發(fā)一批、儲(chǔ)備一批、謀劃一批”的動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)。

2.5不確定性分析結(jié)果

半定量化不確定性分析結(jié)果如表 6。資源指數(shù)的平均不確定性水平為±16.21%，技術(shù)指數(shù)的平均不確定性水平為±16.67%，環(huán)境指數(shù)的平均不確定性水平為±10.96%。根據(jù)Zhang 等的判斷標(biāo)準(zhǔn)[24-25]，本文的研究結(jié)果是可以接受的。

3結(jié)論與建議

隨著新能源、3D打印、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以及國際礦業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化，未來資源競(jìng)爭(zhēng)將從大宗金屬轉(zhuǎn)向高技術(shù)礦產(chǎn)，高技術(shù)礦產(chǎn)安全形勢(shì)嚴(yán)峻；城市礦產(chǎn)開發(fā)利用將開辟國家高技術(shù)礦產(chǎn)資源安全保障新路徑。本文從中國國情出發(fā)，界定了5大類27種高技術(shù)城市礦產(chǎn)，從資源、技術(shù)、環(huán)境三個(gè)維度設(shè)計(jì)了11項(xiàng)指標(biāo)對(duì)高技術(shù)城市礦產(chǎn)進(jìn)行戰(zhàn)略性篩選。結(jié)果顯示：

（1）從資源-技術(shù)兩維度看，EEE用電池資源指數(shù)高，且技術(shù)相對(duì)成熟；動(dòng)力汽車電池資源指數(shù)值較低，但未來開發(fā)潛力大；新能源技術(shù)以及動(dòng)力汽車資源指數(shù)和技術(shù)指數(shù)偏低；電器電子產(chǎn)品拆解技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)比較成熟，但由于內(nèi)含元素的復(fù)雜性，全部提取有困難。

（2）從資源-環(huán)境兩維度看，為解決環(huán)境污染問題，目前應(yīng)該把電器電子產(chǎn)品作為回收處理重點(diǎn)，但從長遠(yuǎn)考慮，電池應(yīng)成為拆解處置重點(diǎn)。

（3）從資源-技術(shù)-環(huán)境三維度來看，高技術(shù)城市礦產(chǎn)可以分為四個(gè)梯隊(duì)：第一梯隊(duì)是高資源指數(shù)、高技術(shù)指數(shù)、高環(huán)境指數(shù)的“三高”梯隊(duì)，包括EEE用鎳氫電池、EEE用鎳鎘電池、EEE用鋰離子電池；第二梯隊(duì)是中高資源指數(shù)、中高技術(shù)指數(shù)、中高環(huán)境指數(shù)的“三中高”梯隊(duì)，包括是手機(jī)和動(dòng)力汽車電池；第三梯隊(duì)是低資源指數(shù)、低技術(shù)指數(shù)，中高環(huán)境指數(shù)的“二低一中高”梯隊(duì)，包括風(fēng)渦輪機(jī)、熒光燈、動(dòng)力汽車永磁電機(jī)和電話機(jī)；第四梯隊(duì)是資源指數(shù)、技術(shù)指數(shù)、環(huán)境指數(shù)都相對(duì)較低的“三低”梯隊(duì)，包括電器電子產(chǎn)品和光伏電板。

城市礦產(chǎn)是高技術(shù)礦產(chǎn)的重要來源，為更好地促進(jìn)高技術(shù)城市礦產(chǎn)的開發(fā)利用，本文提出以下幾點(diǎn)建議：①加強(qiáng)城市礦產(chǎn)的流量和存量動(dòng)態(tài)追蹤，建立高技術(shù)城市礦產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。②制定高技術(shù)城市礦產(chǎn)重點(diǎn)開發(fā)目錄，并予以動(dòng)態(tài)調(diào)整。③構(gòu)建在線回收與交易的公共信息服務(wù)平臺(tái)，解決回收交易混亂、信息不通暢、布局不合理的問題。④繪制高技術(shù)城市礦產(chǎn)科技發(fā)展路線圖，加大科研投入力度，做好拆解處置技術(shù)儲(chǔ)備。⑤推動(dòng)冶煉企業(yè)搭配使用城市礦產(chǎn)與原生礦，建立高技術(shù)礦產(chǎn)可持續(xù)供應(yīng)體系。

參考文獻(xiàn)（References）

[1]張新安， 張迎新. 把“三稀”金屬等高技術(shù)礦產(chǎn)的開發(fā)利用提高到戰(zhàn)略高度[J]. 國土資源情報(bào)， 2011（6）：2-7.[ZHANG Xin’an， ZHANG Yingxin. Improve the exploitation and utilization of hightech mineralsrare earth， rare metal and rarescattered elements to a strategic height [J].Land and resources information， 2011（6）：2-7.]

[2]FTHENAKIS V. Sustainability of photovoltaics： the case for thinfilm solar cells[J]. Renewable and sustainable energy reviews， 2009，13（9）：2746-2750.

[3]HUSTON D L. New age metals： the geology and genesis of ores required for a changing economy and a carbonconstrained worldpreface to a thematic issue on critical commodities[J]. Miner deposita， 2014，49：885-887.

[4]European Commission. Report on critical raw materials for the EU：report of the ad hoc working group on defining critical raw materials[R]. 2014.

[5]US Department of Energy. Critical materials strategy[R]. Washington DC， 2010： 14-25.

[6]FRENZEL M， TOLOSANADELGADO R， GUTZMER J. Assessing the supply potential of hightech metals： a general method[J]. Resources policy， 2015，46：45-58.

[7]JOHNSON J， HARPER E M， LIFSET R， et al. Dining at the periodic table： metals concentrations as they relate to recycling[J]. Environmental science & technology， 2007，41（5）：1759-1765.

[8]一帆， 吳玉鋒， 穆獻(xiàn)中， 等. 原生資源與再生資源的耦合配置[J]. 中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)， 2016（5）：22-39. [GU Yifan， WU Yufeng， MU Xianzhong， et al. Coupling allocation of primary and secondary resources[J]. China industrial economics， 2016（5）：22-39.]

[9]BUCHERT M， SCHLER D， BLEHER D. Critical metals for future sustainable technologies and their recycling potential[R]. UNEP DTIE，koInstitut， 2009.

[10]HARPER E M， DIAO Z， PANOUSI S， et al. The criticality of four nuclear energy metals[J]. Resources， conservation and recycling， 2015，95：193-201.

[11]GRAEDEL T E， BARR R， CHANDLER C， et al. Methodology of metal criticality determination[J]. Environmental science and technology， 2012，46（2）：1063-1070.

[12]GRAEDEL T E， HARPER E M， NASSAR N T， et al. Criticality of metals and metalloids[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2015，112（14）：4257-4262.

[13]NELEN D， MANSHOVEN S， PEETERS J R， et al. A multidimensional indicator set to assess the benefits of WEEE material recycling[J]. Journal of cleaner production， 2014，83：305-316.

[14]KIM M， JANG Y C， LEE S. Application of DelphiAHP methods to select the priorities of WEEE for recycling in a waste management decisionmaking tool[J]. Journal of environmental management， 2013，128：941-948.

[15]SUN Z， XIAO Y， AGTERHUIS H， et al. Recycling of metals from urban mines： a strategic evaluation[J]. Journal of cleaner production， 2016，112：2977-2987.

[16]JAFFE B， PRICE J. Critical elements for new energy technologies[R]. Cambridge， MA： Massachusetts Institute of Technology， 2010.

[17]RECK B K， GRAEDEL T E. Challenges in metal recycling[J]. Science， 2012，337：690-695.

[18]KING M F， GUTBERLET J. Contribution of cooperative sector recycling to greenhouse gas emissions reduction： a case study of Ribeirao Pires， Brazil[J]. Waste management， 2013，33（12）：2771-2780.

[19]李i飛， 楊丹輝， 渠慎寧， 等. 稀有礦產(chǎn)資源的戰(zhàn)略性評(píng)估――基于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的視角[J]. 中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)， 2014（7）：44-57.[LI Pengfei， YANG Danhui， QU Shenning， et al. A strategic assessment of rare minerals： based on the perspective of strategic emerging industries development[J]. China industrial economics， 2014（7）：44-57.]

[20]GRAEDEL T E， ALLWOOD J， BIRAT J P， et al. What do we know about metal recycling rates[J]. Journal of industrial ecology， 2011，15（3）：355-366.

[21]STEEN B. A systematic approach to environmental priority strategies in product development （EPS）： version 2000-general system characteristics[R]. Swiden： Chalmers University of Technology， 1999.

[22]MOSS R L， TZIMAS E， WILLIS P， et al. Critical metals in the path towards the decarbonisation of the EU energy sector[C]//Assessing rare metals as supplychain bottlenecks in lowcarbon energy technologies. JRC Report EUR， 2013.

[23]US National Research Council. Minerals， critical minerals and the US economy[M]. Washington DC： The National Academies Press， 2008.

第8篇：光伏電池回收范文

沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）

JournalofShenyangInstituteofEngineering（NaturalScience）

Vol暢7No暢1Jan．2011

太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化

馬一鳴，馬龍翔

1

2

（1．遼寧太陽能研究應(yīng)用有限公司生產(chǎn)部，沈陽110136；2．沈陽工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程系，沈陽110136）

摘　要：太陽能光伏發(fā)電是新能源和可再生能源的重要組成部分，被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最具發(fā)展前景的新能源技術(shù)．針對(duì)太陽能利用和建筑一體化這一新的課題，簡述了太陽能光伏發(fā)電的工作原理，詳細(xì)闡述了太陽能光伏與建筑集成系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及其功能，并對(duì)太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題進(jìn)行了詳盡的分析．同時(shí)，根據(jù)目前我國太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱利用技術(shù)日趨成熟的現(xiàn)實(shí)，提出了太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化的發(fā)展方向，并預(yù)測(cè)了其未來的發(fā)展．

關(guān)鍵詞：太陽能電池；太陽能光伏發(fā)電；太陽能建筑

中圖分類號(hào)：TK511

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673－1603（2011）01－0009－04

1　太陽能光伏發(fā)電的工作原理

太陽能光伏發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換器是太陽能電池，又

稱光伏電池．太陽能電池將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕驹硎牵禾柲茈姵匚找欢芰康墓庾雍?，半?dǎo)體內(nèi)即產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，稱為“光生載流子”，兩者的電性相反，電子帶負(fù)電，空穴帶正電；電性相反的光生載流子被半導(dǎo)體P－N結(jié)所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)分離開；光生載流子電子和空穴分別被太陽能電池的正、負(fù)極所收集，并在外電路中產(chǎn)生電流，從而獲得電能．這樣，光能就成了可以付諸實(shí)用的電能．

網(wǎng)，住戶使用時(shí)再從電網(wǎng)購買．與獨(dú)立光伏系統(tǒng)相比，并網(wǎng)系統(tǒng)的初投資較小，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，并避免了使用蓄電池帶來的環(huán)境污染，此外，還可以實(shí)現(xiàn)光伏電力隨發(fā)隨用，最大限度地轉(zhuǎn)化太陽能，縮短投資回收期．但是，并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量和逆變控制器精度要求很高，而且需要地方電網(wǎng)企業(yè)的配合，因此采用并網(wǎng)型光伏建筑集成系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過詳細(xì)的技術(shù)、政策和經(jīng)濟(jì)可行性分析．

聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)主要由太陽能電池方陣、聯(lián)網(wǎng)逆變器和控制器等3大部分構(gòu)成（見圖

1）．

2　太陽能光伏建筑集成系統(tǒng)

太陽能光伏建筑集成技術(shù)是在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面鋪設(shè)光伏組件，或直接取代外圍結(jié)構(gòu)，將射到建筑表面的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，以增加建筑供電渠道，減少建筑用電負(fù)荷的新型建筑節(jié)能措施．常見的光伏建筑集成系統(tǒng)主要有光伏屋頂、光伏幕墻、光伏遮陽板、光伏天窗等，其中光伏屋頂系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛，光伏幕墻和光伏遮陽板的發(fā)展也非常迅速．目前，國內(nèi)光伏建筑集成技術(shù)主要應(yīng)用于國家和地方的各示范工程中，尚未實(shí)現(xiàn)完全商業(yè)化發(fā)展．

聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)是目前太陽能光伏建筑集成系統(tǒng)的首選發(fā)電方式．光伏屋頂或光伏幕墻系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電，可通過逆變控制器轉(zhuǎn)化為交流電，直接輸送給電

收稿日期：2010－09－10

作者簡介：馬一鳴（1978－），男，沈陽人，工程師．

1．接線箱；2．聯(lián)網(wǎng)逆變器；3．配電箱；4．電表（向電網(wǎng)輸出）；

5．電表（從電網(wǎng)引入）圖1　典型住宅聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)

2．1　太陽能電池方陣

太陽能電池方陣是聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)的主要部件，接收到的太陽光能將由它直接轉(zhuǎn)換為電能．目前工程上應(yīng)用的太陽能電池方陣多為由一定數(shù)量的晶體硅太陽能電池組件，按照聯(lián)網(wǎng)逆變器輸入電壓的要求串、并聯(lián)后固定在支架上組成．住宅聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的光伏方陣一般

10??

沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）

第7卷

都用支架安裝在建筑物的屋頂上，如能在住宅或建筑物建設(shè)時(shí)就考慮方陣的安裝朝向和傾斜角度等要求，并預(yù)先埋好地腳螺栓等固定元件，則光伏方陣安裝時(shí)就將更方便和快捷．

住宅聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)光伏器件的突出特點(diǎn)是與建筑相結(jié)合，目前主要有如下2種形式：

1）建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合．作為光伏與建筑相結(jié)合的第一步，是將現(xiàn)成的平板式光伏組件安裝在建筑物的屋頂?shù)忍?，引出端?jīng)過逆變和控制裝置與電網(wǎng)聯(lián)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開始和停止．

2）最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制．對(duì)跟隨太陽能電池方陣表面溫度變化和太陽輻照度變化而產(chǎn)生的輸出電壓與電流的變化進(jìn)行跟蹤控制，使方陣經(jīng)常保持在最大輸出的工作狀態(tài)，以獲得最大的功率輸出．

3）防止單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)．系統(tǒng)所在地發(fā)生停電，當(dāng)負(fù)荷電力與逆變器輸出電力相同時(shí)，逆變器的輸出電壓不會(huì)發(fā)生變化，難以察覺停電，因而有通過系統(tǒng)向所在地供電的可能，這種情況叫做單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)．在這種情況下，接，然后由光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)并聯(lián)向住宅（用戶）供電，多余的電力向電網(wǎng)反饋，不足的電力向電網(wǎng)取用．

2）建筑與光伏組件相結(jié)合．光伏與建筑相結(jié)合的進(jìn)一步目標(biāo)，是將光伏器件與建筑材料集成化．建筑物的外墻一般都采用涂料、馬賽克等材料，為了美觀，有的甚至采用價(jià)格昂貴的玻璃幕墻等，其功能是起保護(hù)內(nèi)部及裝飾的作用．如果把屋頂、向陽外墻、遮陽板甚至窗戶等的材料用光伏器件來代替，則既能作為建筑材料和裝飾材料，又能發(fā)電，一舉兩得，一物多用，并可使光伏系統(tǒng)的造價(jià)降低，發(fā)電成本下降．但這就對(duì)光伏器件提出了更高、更新的要求，它應(yīng)具有建筑材料所要求的隔熱保溫、電氣絕緣、防火阻燃、防水防潮、抗風(fēng)耐雪、重量較輕、具有一定強(qiáng)度和剛度且不易破裂等性能，還應(yīng)具有壽命與建材同步、安全可靠、美觀大方、便于施工等特點(diǎn)．如果作為窗戶材料，還要能夠透光．美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家的一些公司和高校，在政府的資助下，經(jīng)過幾年的努力，已經(jīng)研究開發(fā)出不少這類光伏器件與建筑材料集成化的產(chǎn)品．其中，有的已在工程上應(yīng)用，有的正在試驗(yàn)示范，目前已研發(fā)出的產(chǎn)品有：雙層玻璃大尺寸光伏幕墻，透明和半透明光伏組件，隔熱隔音外墻光伏構(gòu)件，光伏屋面瓦，大尺寸、無邊框、雙玻璃屋面光伏構(gòu)件，代替屋頂蒙皮的光伏構(gòu)件，光伏電池不同顏色、不同形狀、不同排列的構(gòu)件，屋面和墻體柔性光伏構(gòu)件等2．2　聯(lián)網(wǎng)逆變器．2．2．1　聯(lián)網(wǎng)逆變器功能

聯(lián)網(wǎng)逆變器是聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)的核心部件和關(guān)鍵技術(shù)．聯(lián)網(wǎng)逆變器與獨(dú)立逆變器的不同之處是，它不僅可以將太陽能電池方陣發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并且還可對(duì)轉(zhuǎn)換的交流電的頻率、電壓、電流、相位、有功與無功、同步、電能品質(zhì)（電壓波動(dòng)、高次諧波）等進(jìn)行控制．它的具體功能如下：

1）自動(dòng)開關(guān)．根據(jù)從日出到日落的日照條件，盡量發(fā)揮太陽能電池方陣輸出功率的潛力，在此范圍內(nèi)

本應(yīng)停了電的配電線中又有了電，這對(duì)于檢修人員是很危險(xiǎn)的，因此要設(shè)置防止單獨(dú)運(yùn)行的功能．

4）自動(dòng)電壓調(diào)整．在剩余電力逆流入電網(wǎng)時(shí)，因電力逆向輸送而導(dǎo)致送電點(diǎn)電壓上升，有可能超過商用電網(wǎng)的運(yùn)行范圍，為保持系統(tǒng)的電壓正常，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要能夠自動(dòng)防止電壓上升．

5）異常情況排解與停止運(yùn)行．當(dāng)系統(tǒng)所在地電網(wǎng)或逆變器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)查出異常，安全加以排解，并控制逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)．2．2．2　聯(lián)網(wǎng)逆變器構(gòu)成

聯(lián)網(wǎng)逆變器主要由逆變器和聯(lián)網(wǎng)保護(hù)器2大部分構(gòu)成（見圖

2）．

圖2　聯(lián)網(wǎng)逆變器構(gòu)成（絕緣變壓器方式）

1）逆變器包括3個(gè)部分：①逆變部分，其功能是采用大功率晶體管將直流高速切割，并轉(zhuǎn)換為交流；②控制部分，由電子回路構(gòu)成，其功能是控制逆變部分；③保護(hù)部分，也由電子回路構(gòu)成，其功能是在逆變器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)起安全保護(hù)作用．

2）聯(lián)網(wǎng)保護(hù)器是一種安全裝置，主要用于頻率上下波動(dòng)、過欠電壓和電網(wǎng)停電等的監(jiān)測(cè)．通過監(jiān)測(cè)如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，把光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)斷開，以確保安全．它一般裝在逆變器中，但也有單獨(dú)設(shè)置的．2．2．3　聯(lián)網(wǎng)逆變器回路方式

目前，聯(lián)網(wǎng)逆變器的回路方式主要有電網(wǎng)頻率變壓器絕緣方式、高頻變壓器絕緣方式和無變壓器方式3種．①電網(wǎng)頻率變壓器絕緣方式采用脈寬調(diào)制

第1期

馬一鳴，等：太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化

?　11?

（PWM）逆變器產(chǎn)生電網(wǎng)頻率的交流電，并采用電網(wǎng)

頻率變壓器進(jìn)行絕緣和變壓．它具有良好的抗雷擊和削除尖波的性能．但由于采用了電網(wǎng)頻率變壓器，因而較為笨重．②高頻變壓器絕緣方式，它體積小，重量輕，但回路較為復(fù)雜．③無變壓器方式，它體積小，重量輕，成本低，可靠性能高，但與電網(wǎng)之間沒有絕緣．除第一種方式外，后2種方式均具有檢測(cè)直流電流輸出的功能，進(jìn)一步提高了安全性．無變壓器方式由于在成本、尺寸、重量及效率等方面具有優(yōu)勢(shì)，因而目前應(yīng)用廣不需要配備蓄電池，既節(jié)省投資，又不受蓄電池荷電狀態(tài)的限制，可以充分利用光伏系統(tǒng)所發(fā)出的電力．

4）建筑節(jié)能．光伏陣列吸收太陽能轉(zhuǎn)化為電能，大大降低了室外綜合溫度，減少了墻體得熱和室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷，所以也可以起到建筑節(jié)能作用．因此，發(fā)展太陽能光伏建筑一體化，可以“節(jié)能減排”．

4　太陽能光伏建筑一體化的特點(diǎn)及存

在的問題

泛．該回路由升壓器把太陽能電池方陣的直流電壓提升到無變壓器逆變器所需要的電壓；逆變器把直流轉(zhuǎn)換為交流；控制器具有聯(lián)網(wǎng)保護(hù)繼電器的功能，并設(shè)有聯(lián)網(wǎng)所需手動(dòng)開關(guān)，以便在發(fā)生異常時(shí)把逆變器同電網(wǎng)隔離（見圖

3）．

圖3　無變壓器方式聯(lián)網(wǎng)逆變器回路構(gòu)成

2．2．4　最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）技術(shù)

太陽能電池方陣的輸出隨太陽輻照度和太陽能電池方陣表面溫度而變動(dòng)，因此需要跟蹤太陽能電池方陣的工作點(diǎn)并進(jìn)行控制，使方陣始終處于最大輸出，以獲取最大的功率輸出．采用最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)就是要起到這種作用．每隔一定時(shí)間讓聯(lián)網(wǎng)逆變器的直流工作電壓變動(dòng)一次，同時(shí)測(cè)定此時(shí)太陽能電池方陣輸出功率，并同上次進(jìn)行比較，使聯(lián)網(wǎng)逆變器的直流電壓始終沿功率變大的方向變化．

3　太陽能光伏建筑一體化的優(yōu)點(diǎn)

1）綠色能源．太陽能光伏建筑一體化產(chǎn)生的是綠色能源，是應(yīng)用太陽能發(fā)電，不會(huì)污染環(huán)境．太陽能是最清潔并且是免費(fèi)的，在開發(fā)利用過程中不會(huì)產(chǎn)生任何生態(tài)方面的副作用，同時(shí)它又是一種再生能源，取之不盡，用之不竭．

2）不占用土地．光伏陣列一般安裝在閑置的屋頂或外墻上，無需額外占用土地，這對(duì)于土地昂貴的城市建筑尤其重要；夏天是用電高峰的季節(jié)，也正好是日照量最大、光伏系統(tǒng)發(fā)電量最多的時(shí)期，對(duì)電網(wǎng)可以起到調(diào)峰作用．

3）太陽能光伏建筑一體技術(shù)采用并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，

雖然太陽能光伏建筑一體化具有高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，并已在世博場(chǎng)館和示范工程上得以運(yùn)用，但光伏建筑還未進(jìn)入尋常百姓家，成片使用該技術(shù)的民宅社區(qū)尚未出現(xiàn)．這是由于太陽能光伏建筑一體化還存在一些問題．

1）一體化設(shè)計(jì)建造的帶有光伏發(fā)電系統(tǒng)的建筑物造價(jià)較高．

2）太陽能發(fā)電的成本高．目前太陽能發(fā)電的成本是每度2暢5元，而常規(guī)發(fā)電成本只有1元．

3）太陽能光伏發(fā)電不穩(wěn)定，受天氣影響大，有波動(dòng)性．這是由于太陽并不是一天24h都有，因此如何解決太陽能光伏發(fā)電的波動(dòng)性和如何儲(chǔ)電也是亟待解決的問題．

4）光伏建筑一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一是設(shè)計(jì)良好的冷卻通風(fēng)，這是因?yàn)楣夥M件的發(fā)電效率隨其表面工作溫度的上升而下降．理論和試驗(yàn)證明，在光伏組件屋面設(shè)計(jì)空氣通風(fēng)通道，可使組件的表面溫度降低15℃左右，電力輸出提高8暢3％左右．

5　未來發(fā)展

國家發(fā)改委的枟中國可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃枠明確提出，到2010年，太陽能發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到30萬kW，到2020年達(dá)到180萬kW．

枟規(guī)劃枠在光伏建筑一體化方面的建設(shè)重點(diǎn)包括：在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、現(xiàn)代化水平較高的大中城市，建設(shè)與建筑物一體化的屋頂太陽能并網(wǎng)光伏發(fā)電設(shè)施，首先在公益性建筑物上應(yīng)用，然后逐漸推廣到其他建筑物，同時(shí)在道路、公園等公共設(shè)施照明中推廣使用光伏電源．“十一五”時(shí)期，重點(diǎn)在北京、上海、江蘇、廣東、山東等地區(qū)開展城市建筑屋頂光伏發(fā)電試點(diǎn)．到2010年，全國建成1000個(gè)屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目，總?cè)萘?萬kW．到2020年，全國建成2萬個(gè)屋頂光伏發(fā)電項(xiàng)目，總?cè)萘?00萬kW．

可以看出，在近期目標(biāo)中，光伏建筑一體化還不是

12??

沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）

第7卷

建設(shè)重點(diǎn)，僅僅占了我國太陽能發(fā)電總?cè)萘康?／6．在2020年的長期目標(biāo)中，光伏建筑一體化進(jìn)入商業(yè)化大規(guī)模推廣階段，大約占我國太陽能發(fā)電總?cè)萘康?6％．

枟規(guī)劃枠在大型開闊地建設(shè)并網(wǎng)光伏項(xiàng)目的計(jì)劃包括：建設(shè)較大規(guī)模的太陽能光伏電站和太陽能熱發(fā)電電站．“十一五”時(shí)期，在甘肅敦煌和西藏拉薩（或阿里）建設(shè)大型并網(wǎng)型太陽能光伏電站示范項(xiàng)目；在內(nèi)蒙古、甘肅、新疆等地選擇荒漠、戈壁、荒灘等空閑土地，建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項(xiàng)目．到2010年，建成大型并網(wǎng)光伏電站總?cè)萘?萬kW、太陽能熱發(fā)電總?cè)萘?萬kW．到2020年，全國太陽能光伏電站總?cè)萘窟_(dá)到20萬kW，太陽能熱發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到20萬kW．

就近期目標(biāo)而言，大型開闊地并網(wǎng)光伏項(xiàng)目僅僅開始示范，只占了我國太陽能發(fā)電總?cè)萘康?％．目前，太陽能熱發(fā)電的技術(shù)還不夠成熟，2020年以前沙

漠光伏電站可能占有更大的份額，并將成為我國未來主力能源之一．

6　結(jié)束語

綠色能源和可持續(xù)發(fā)展問題是本世紀(jì)人類面臨的重大課題，開發(fā)新能源，對(duì)現(xiàn)有能源的充分合理利用已經(jīng)得到各國政府的極大重視．太陽能發(fā)電作為一種取之不盡、用之不竭的清潔環(huán)保能源將得到前所未有的發(fā)展．參考文獻(xiàn)

［1］中國太陽能利用協(xié)會(huì)．新編太陽能產(chǎn)品設(shè)計(jì)太陽能利用新

技術(shù)新工藝實(shí)務(wù)全書［M］．北京：中國科技文化出版社，2007．

［2］羅運(yùn)俊，何梓年，王長貴．太陽能利用技術(shù)［M］．北京：化學(xué)

工業(yè)出版社，2005．

［3］清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心．中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究

報(bào)告2007［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007．

Integrationofsolarphotovoltaicandbuilding

MAYi－ming，MALong－xiang

1

2

（1．ProductionDepartment，LiaoningSolarEnergyR＆DCo．，Ltd．，Shenyang110136，China；

2．DepartmentofEnergyandPowerEngineering，ShenyangInstituteofEngineering，Shenyang110136，China）

Abstract：Solarphotovoltaicgenerationisanimportantpartofthenewenergyandrenewableenergyandit’sregar－

dedasthenewenergytechnologywithbestdevelopmentprospects．Accordingtothenewsubjectofsolarutilizationandbuildingintegration，theworkingprinciplesofsolarphotovoltaicarebrieflyexplained，theintegrationsystemstruc－tureandfunctionsofintegrationofsolarphotovoltaicandbuildingaredetailedintroduced，theadvantagesandexistingproblemsareanalyzed．Theintegrationofsolarphotovoltaicandbuildingdevelopmentdirectionispresented，thedevel－opmentispredicted．

Keywords：solarcells；solarphotovoltaic；solarbuilding

（責(zé)任編輯　洪廣歡）

（上接第4頁）

DesignandperformanceevaluationsoftwaredevelopmentofBCHPsystem

LINHuan－h(huán)uan，HUANGJin－tao，WANGYao－wen，LIANGTie－bo，CHANGJing－wei

（SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China）

Abstract：SystemdesignandperformanceanalysisonBCHPsoftwareiscodedaccordingtotheuserhourlyheating，

第9篇：光伏電池回收范文

近來，國內(nèi)對(duì)多晶硅產(chǎn)能是否過剩、產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展等問題再起爭(zhēng)議，目前我國國內(nèi)多晶硅的供需矛盾還依然突出，表現(xiàn)有二：一是多晶硅缺口仍然很大；二是晶硅電池產(chǎn)能急劇增大。

2005年以后，國內(nèi)外光伏市場(chǎng)迅猛發(fā)展，對(duì)多晶硅的需求迅速增長，在國外技術(shù)層層封鎖的情況下，以民營資本為主的國內(nèi)企業(yè)毅然投資，開工建廠，通過自主研發(fā)、系統(tǒng)集成創(chuàng)新、引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)等方式，在短短的3～5年內(nèi)基本掌握了高純多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)，使我國多晶硅產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大。2007年、2008年和2009年的產(chǎn)能分別達(dá)到1093噸、4685噸和20357噸，今年產(chǎn)能和產(chǎn)量分別有望超過8萬噸和4萬噸，但也僅能滿足國內(nèi)多晶硅市場(chǎng)需求的一半左右。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國今年1-9月份總共進(jìn)口多晶硅31503噸，平均每月的多晶硅進(jìn)口量在3500噸以上。依此速度，預(yù)計(jì)我國今年的多晶硅進(jìn)口量將在4萬噸以上，市場(chǎng)缺口仍然較大。

我國多晶硅項(xiàng)目投產(chǎn)期約為2年，而在2009年下半年至今，多晶硅項(xiàng)目按國務(wù)院38號(hào)文要求，新建、擴(kuò)建的多晶硅項(xiàng)目較少，預(yù)計(jì)在2011-2012年，我國多晶硅產(chǎn)能變化不大。

晶硅電池生產(chǎn)由于其技術(shù)成熟、技術(shù)門檻低、建設(shè)周期短，加之我國發(fā)達(dá)的制造業(yè)，易于形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)。但是作為晶硅電池主要生產(chǎn)原材料的多晶硅，因其在生產(chǎn)初期投資大（1000噸需7億）、建設(shè)周期長（2年）、技術(shù)門檻高，其發(fā)展速度較難跟上晶硅電池制造業(yè)發(fā)展的步伐。特別是我國將光伏產(chǎn)業(yè)列為未來的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對(duì)晶硅電池的需求增大，而目前我國的多晶硅產(chǎn)業(yè)由于受“能耗高、排放大”的影響，與國家所倡導(dǎo)的節(jié)能減排理念相左，這一本質(zhì)性的矛盾決定了我國多晶硅依賴進(jìn)口的局面仍將持續(xù)一段時(shí)間。

目前太陽能電池產(chǎn)量急劇增加，據(jù)保守估計(jì)，今年我國的電池組件產(chǎn)能將在1200萬千瓦以上。適逢今年為我國“十二五”規(guī)劃年，很多地區(qū)將光伏產(chǎn)業(yè)作為未來該地區(qū)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，紛紛規(guī)劃上馬太陽能電池生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)電池產(chǎn)能在未來幾年將呈爆發(fā)式增長，對(duì)多晶硅材料的需求也將急劇加大。

受制于“雙高”

自去年國務(wù)院38號(hào)文《國務(wù)院轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)改委等部門關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見》，將多晶硅產(chǎn)業(yè)界列為過剩行業(yè)以來，多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直處在風(fēng)口浪尖之中。而到了2010年，有關(guān)部門繼續(xù)發(fā)力整頓多晶硅行業(yè)，國家發(fā)改委今年批準(zhǔn)的多晶硅項(xiàng)目極少。四川發(fā)改委則自7月份起暫停多晶硅等6個(gè)行業(yè)的擴(kuò)大產(chǎn)能項(xiàng)目。

多晶硅的高污染、高能耗無疑給多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了極大的困擾。實(shí)際上，通過多位專家的測(cè)算，以現(xiàn)在多晶硅的市場(chǎng)價(jià)格和生產(chǎn)能耗推算，多晶硅生產(chǎn)的單位GDP能耗約為0.94噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，低于2009年全國單位GDP能耗的平均水平（1.077噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元）。在多晶硅生產(chǎn)排放方面，我國多晶硅企業(yè)的副產(chǎn)物回收利用率都在90%以上，先進(jìn)多晶硅企業(yè)的綜合利用率甚至已達(dá)國際先進(jìn)水平。多晶硅生產(chǎn)是不存在“雙高”問題的。另外，從多晶硅提純到制造出太陽能電池組件這一過程中所消耗的能源，晶硅電池只需工作兩年即可將該能耗回收，而電池的工作壽命在25年以上，即太陽能電池可實(shí)現(xiàn)23年以上的零排放發(fā)電。

除了“雙高”問題外，多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)不高也是限制其發(fā)展的重要原因。我國多晶硅企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與國外主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，仍有一定的差距，綜合生產(chǎn)能耗比較高，對(duì)副產(chǎn)物的綜合利用率與國外相比也有一定的差距，這也使得我國多晶硅平均生產(chǎn)成本高于國外先進(jìn)企業(yè)。多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)成本在40美元/千克以上，而國外的先進(jìn)廠家生產(chǎn)成本已低于30美元/千克，另外我國多數(shù)多晶硅企業(yè)投產(chǎn)規(guī)模不大，投產(chǎn)時(shí)間不長，產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提升。

此外，我國多晶硅產(chǎn)業(yè)仍需擺脫傳統(tǒng)加工業(yè)的影響。我國多數(shù)多晶硅企業(yè)剛剛成立，從國內(nèi)外引進(jìn)技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)和指導(dǎo)，然后通過購置生產(chǎn)設(shè)備以進(jìn)行生產(chǎn)，其經(jīng)營模式仍然秉承著我國電子加工制造業(yè)的傳統(tǒng)，主要進(jìn)行來料加工，企業(yè)鮮少有自己的技術(shù)團(tuán)隊(duì)、研發(fā)隊(duì)伍或核心生產(chǎn)技術(shù)。雖然多晶硅產(chǎn)品主要應(yīng)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，但多晶硅的提純更多屬于化工行業(yè)，屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，如果從“大化工”角度來看，多晶硅產(chǎn)業(yè)只是化工生產(chǎn)中很小的一部分。我國“大化工”產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達(dá)，如果善用我國在化工行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，助力我國多晶硅產(chǎn)業(yè)，一方面可以保證生產(chǎn)原料，另一方面可以充分利用其生產(chǎn)副產(chǎn)物，提高產(chǎn)品附加值。其實(shí)國外的先進(jìn)多晶硅企業(yè)無不歸屬于化工集團(tuán)或本身控制有其他化工企業(yè)。

最后，我國多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，多數(shù)多晶硅企業(yè)于2005年后成立，生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備以從國外引進(jìn)為主，在生產(chǎn)層面的影響力不足，缺乏權(quán)威性的人物。

大企業(yè)戰(zhàn)略

首先，我們應(yīng)該鼓勵(lì)成本低、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的多晶硅企業(yè)壯大發(fā)展規(guī)模。多晶硅產(chǎn)業(yè)是資本和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù)門檻較高，從國外多晶硅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，大企業(yè)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中占據(jù)了主導(dǎo)地位，只有通過大企業(yè)對(duì)技術(shù)和生產(chǎn)的持續(xù)投入，才能在國際市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。鼓勵(lì)我國生產(chǎn)成本低、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的多晶硅企業(yè)依靠技術(shù)進(jìn)步、優(yōu)化存量、擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模等方式，實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，積極參與國際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

其次，要鼓勵(lì)多晶硅項(xiàng)目在西部資源能源豐富地區(qū)落戶。多晶硅生產(chǎn)提純所需的能耗較高，目前電力成本約占據(jù)了多晶硅成本的30%～40%。我國西部地區(qū)石英礦儲(chǔ)量高，能源資源豐富，電力成本較低，非常適合發(fā)展多晶硅產(chǎn)業(yè)，以實(shí)現(xiàn)能源的就地轉(zhuǎn)換，提高能源產(chǎn)品的附加值。在新疆等西部地區(qū)發(fā)展多晶硅產(chǎn)業(yè)，也是響應(yīng)國家西部地區(qū)大開發(fā)的號(hào)召，有利于獲得政府部門的差異化政策支持。