中国晶体硅太阳能电池板的生命周期评价

摘要

太阳能光伏发电作为一种新型清洁能源得到了各国政府广泛的关注和应用。LCA是分析产品系统对环境影响的方法，通过LCA可以发现其影响环境的潜在之处并将其对环境的影响降到最低。近些年国内外对光伏电池板的LCA有丰富的研究，然而这些研究存在严重的不足：1.目前没有中国太阳能电池板的完整 LCA研究，绝大部分现有的研究缺乏对数据选取和废弃处理等过程的详细分析；2.国内外绝大部分LCA研究中缺乏结果可靠性和不确定性的分析，导致了读者无法判断结果的可信度；3.缺乏提高 LCA结果可靠性的方法框架。本文将针对以上问题展开研究。
　　首先，建立完整的中国光伏电池板LCA。主要对单元过程输入输出数据的确定和清单计算以及废弃处理进行研究。1.分析数据来源及其质量，包括生产单元过程的信息（时间代表性、技术代表性等）、LCI方法和分配原则、数据来源、数据处理方法和数据代表性、完整性、可靠性以及审核信息；2.确定单元过程的输入输出数据，对比分析并选取了合适的上游清单数据库，并开发简易基于的EXCEL的生命周期清单计算工具，计算了各生产阶段、废弃处理阶段以及全生命周期的“从摇篮到大门”的清单数据；3.进行生命周期影响评价，主要突出电池板生产过程各阶段及各输入物质对环境的影响程度，结果显示电池板对“人类健康”的影响最大，而各输入物质中，“电能”引起的环境污染最为严重；4.进行完善的生命周期解释，包括重大问题识别、敏感性和不确定性分析、完整性和一致性检查等。
　　其次，对本研究LCA结果的可靠性和不确定性进行分析。敏感性分析的结果显示，银浆、POCl3和碳化硅对温室效应具有最高的敏感性系数SC，“过程二NaOH”、“过程二能耗”和“过程三能耗”对温室效应具有最高的敏感性比 SR。此外对酸性以及不同时间跨度的温室效应模型进行对比分析，基本得出相同的敏感性排名。不确定性的结果显示，在置信度为97.5％情形下，平均标准误差为0.19-0.22，只有“酸化”的分布函数符合与输入物质相同的对数正态分布，而三种不同时间跨度下的“温室效应”则最符合最大值分布。其中碳化硅、聚乙二醇、铝边框和铜对总结过的不确定性具有最高程度的影响。
　　再次，本文提出了将不确定性分析深入到 LCA每个过程的新框架，有助于LCA研究的进一步发展。
　　最后对本文研究进行了总结，以及未来的展望。

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第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2光伏系统介绍

1.3生命周期评价简介

1.4太阳能电池板LCA研究现状

1.5目前研究存在的问题和本文的研究内容

1.6 本文的基本框架

第二章 光伏系统LCA数据库和数据模型的建立

2.1 光伏系统LCA数据库介绍

2.2 光伏系统LCA数据库的选取

2.3太阳能电池板下游过程数据建模

第三章 电池板生命周期建模和清单计算

3.1本文的研究目的和系统边界

3.2 生命周期各阶段清单数据收集

3.3电池板回收方法及数据

3.4 清单计算和分析

第四章 电池板生命周期影响评价

4.1 电池板生命周期影响评价结果

4.2 能量回收时间和温室气体排放值

第五章 生命周期解释

5.1 重大问题识别

5.2 敏感性分析

5.3 不确定性分析

5.4 完整性与一致性

5.5 基于数据和模型高可靠性的LCA框架

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

附表1

参考文献

攻读硕士学位期间已发表或已录用的论文

致谢