光伏系统能量回收期：不足一年！

　　诋毁光伏行业的各种谣言中，有一种说法流传甚广!

　　光伏组件发的电，还不够生产组件的耗电量!

　　对于此谣言，2016年中国光伏行业协会做过专业的辟谣。当时，整个光伏系统的能耗，全部回收只需要1.17年。

　　随着技术进步，光伏项目的全部能量回收期越来越短，目前已经不足一年!

　　光伏项目能量回收期的计算方法如下图所示。

图1：能量回收期的计算方法图片来源：《光伏发电环境友好》

　　下文，用最新的各环节能耗来计算能量回收期。

　　1、光伏电站的能耗情况

　　1、计算前提由于目前市场应用的组件以高效单晶PERC为主。因此，本文以最常见的310W(60片)单晶PERC组件为例进行计算。

　　2、计算结果

　　按照目前的技术水平，上图中，各个环节的能耗如下表所示。

表1：310W组件从生产到发电所需的总能耗(kWh)

　　2、计算说明

　　上表中的计算基础数据来源于中国光伏行业协会调研数据、隆基绿能等企业的实际生产数据，具体说明如下。

　　1)ER1：硅砂~金属硅

　　根据我国实际情况，2.64kg石英砂能生产1kg金属硅。据工业硅单位产品能源消耗限额管理的规定，我国工业硅的电耗不得高于13kWh/kg，国内目前实际工业硅电耗约为12kWh/kg。

　　2)ER2：金属硅~太阳能级硅

　　1kg太阳能级高纯多晶硅需消耗1.12kg左右的工业硅。

　　目前我国多晶硅生产商采用改良西门子法的综合电耗最好可达到60kWh/kg左右。

　　3)ER3：太阳能级硅~硅棒~硅片

　　生产1kg硅棒需要消耗1.05kg太阳能级多晶硅原料。

　　单晶硅棒生产过程综合能耗为37.16kWh/kg；硅棒切成切片环节综合能耗为0.075kWh/片。

　　4)ER4：硅片~电池片

　　将硅片加工成电池，生产环节综合能耗为96kWh/kWp。

　　5)ER5：电池片~组件

　　以60片310W光伏组件为例，

　　玻璃重量为12.93kg，每吨光伏玻璃耗能350kg标煤，按1kWh等量0.1229kg标煤计算，光伏玻璃总耗电为36.88kWh，折合0.119kWh/W，

　　铝边框2.8kg，按每吨耗电1.335万度，铝边框总耗电为37.38kWh，折合0.121kWh/W，

　　组件层压等耗电约为0.053kWh/W。

　　组件封装环节耗电约为0.2925kWh/W。

　　6)ER6-1：逆变器、支架等设备

　　随着组件转换效率的提高，相同规模光伏电站建设过程中需要支架、电缆等用量逐渐减少。以目前的用量计算，支架钢材和钢筋的能耗约为0.2kWh/W，电缆能耗约为0.01kWh/W，升压变、逆变器等按0.04kWh/W计算。

　　光伏系统平衡部件的生产能耗在本文测算中取0.25kWh/W。

　　7)ER6-2：设备运输、土建工程

　　以目前的实际情况，在系统安装过程中存在诸如设备运输、土建工程等能耗，本文取0.11kWh/W。

　　8)小结

　　综上所述，整个系统从生产到发电的耗电量，折合一块60片的310W组件需要374.07kWh，折合1.207kWh/W。

　　3、光伏电站的能量回收期

　　光伏系统的发电量，主要取决于1)项目场址的太阳能资源、2)项目的安装方式、3)项目的系统效率等多个因素(详见：如何计算光伏项目的发电量)

　　在太阳能资源好的青海格尔木地区，如果采用跟踪式安装，光伏项目的年利用小时数可以达到2000小时以上；在资源最差的的湖南、贵州等地，光伏项目的年利用小时数可能低至1100小时；

　　目前，我国对于三类资源区的保障性利用小时数分别取1500小时、1300小时、11小时。本文采用中间值1300小时进行计算，折合1W组件的年发电量为1.3kWh。

　　光伏电站的能量回收期为：

　　1.207kWh÷1.3kWh/年=0.93年

　　可见，目前光伏项目全系统的能量回收期已经在1年以内!

　　即，光伏项目1年的所发电量，已经高于所有设备生产过程中的耗电量。