光伏組件全生命周期和產品碳足跡對比分析

太陽電池的重量只占組件重量的 2%， 但是碳足跡貢獻卻高達近 60%。

1.PERC 光伏組件全生命周 期分析

項目集合了 5 家 PERC 光伏組件 生產企業，基于其實際生產數據，依據 各產品型號的產量進行加權平均，得 到我國 PERC 光伏組件的代表產品 RP-CN，并依照歐盟 PEF 方法（此方 法在壽命終止階段默認光伏組件采用 填埋處理）計算我國 PERC 光伏組件 的環境影響。 生命周期影響評價是利用各種特 征化因子對產品系統在其整個生命周 期中潛在環境影響的程度和重要性進 行了解和評估，是對清單分析階段所 識別的環境影響壓力進行定量或定性 的表征評價，即確定產品系統的物質、 能量交換對其外部環境的影響。其目 的是通過使用與 LCI 結果相關的影響 類型和類型參數，從環境角度審查一 個產品系統，并為生命周期解釋階段 提供信息。

我國頭部光伏企業所生產的 PERC 光伏組件（RP-CN）與歐盟 PEF 代表產品（RP-PEF）的環境影響如圖 6-1 所示。在各個指標，RP-CN 的環境 影響均優于 RP-PEF。其中，RP-CN 的 酸化指標為 RP-PEF 的 66.94 %；富營 養化指標為 RP-PEF 的 59.76%；全球 變 暖 (GWP100a) 指標為 RP-PEF 的 69.19%；光化學氧化指標為 RP-PEF 的 69.33%；非生物耗損-元素指標為 RPPEF 的 44.54%；非生物耗竭-化石燃料 指標為 RP-PEF 的 67.50%；水資源匱 乏指標為 RP-PEF 的 77.73%；臭氧層 耗損(ODP)指標為 RP-PEF 的 48.96%。

對各項指標的貢獻進行分析， PERC 光伏組件中對環境影響占比最 大的是 PERC 太陽電池的生產過程； 而 PERC 太陽電池中對環境影響占比 最大的是硅片的生產過程。在本項目 的建模工作中，由于缺乏我國目前光 伏硅片的實際生產數據，因而采用了 PEF 公布的默認背景數據。在 PEF 默 認背景數據中，硅片的切割仍采用砂 漿切割法而非目前已普遍更新的金剛 線切割法，硅錠的生產技術也未考慮 到目前已有的各種技改和降耗。因此， 本項目中計算得到的 LCA 結果數據實 際上劣于我國現有實際水平。

2.TOPCon 光伏組件全生命周期分析

針對隧穿氧化層鈍化接觸（Tunnel Oxide Passivating Contacts，TOPCon） 光伏組件，使用生命周期評價方法，調 研了 5 家我國頭部 TOPCon 光伏電池 組件生產企業，1 家輔材生產企業，4 家晶硅光伏組件回收企業等，揭示 TOPCon 光伏組件（182-72 版型）從原 材料提取（搖籃）到產品各個階段生產 完成到出廠（大門）的產品碳足跡。

TOPCon 光伏組件的環境影響需 要使用全生命周期評價 LCA 的方法進行評估。依照 ISO 14040 和 14044 標 準，以政府間氣候變化專門委員會 （IPCC）發布的計算方法 IPCC 2013 GWP 100a 計算相應過程的全球變暖 潛勢指標（GWP100）（碳足跡）。對 于冶金級硅生產、太陽能級多晶硅提 純、直拉單晶硅棒、切割光伏硅片、太 陽電池制備和光伏組件封裝整個生產 階段的供應鏈，以中國光伏行業協會 發布的《2022-2023 年中國光伏產業發 展路線圖》為主要依據進行生命周期 清單 LCI（Life cycle inventory），并計 算相應產品“搖籃—大門”的碳足跡。

材料重量百 分比與生產過程中碳足跡貢獻百分比 相差較大有電池、玻璃、鋁邊框三項。 太陽電池的重量只占組件重量的 2%， 但是碳足跡貢獻卻高達近 60%。玻璃 是組件中重量占比最大的部分，單玻 組件占比 73%，雙玻組件占比 80%， 但是碳足跡貢獻比重卻只占 12%和 15%。鋁邊框的重量約占組件的 9%， 碳足跡貢獻比重約 20%。

3.TOPCon 光伏組件與 PERC 光伏組件產品碳足跡對 比

使用 TOPCon 結構替代鈍化發射 極和背面接觸（Passivated Emitter and Rear Cell， PERC）結構，是光伏產業 由 p 型電池向 n 型電池的重要轉折， 其理論光電轉換效率可達 28.7%。目前 行業量產的 TOPCon 太陽電池效率在25%左右，而 PERC 行業量產效率基本 限制在 23.5%。對于 1 kWp PERC 組件，其碳足跡數值較 TOPCon 組件高 3%左右。

通過項目分析得出在生產階段， TOPCon 太陽電池及光伏組件的碳足 跡均低于 PERC 技術相應產品，這與 TOPCon 電池適用于更加薄的硅片有 關，因為硅片供應鏈對于 TOPCon 太 陽電池碳足跡的貢獻比例達到 70%， 而太陽電池對于光伏組件碳足跡的貢 獻比例達到 60%。 產業發展的"含綠量"正在通過碳 足跡數據清晰地展現出來，成為評價 光伏產品國際競爭力的關鍵指標。 2023 年碳足跡依舊為光產品出口的熱 點詞匯，產品“出海”相關過程中面臨 的碳足跡管理要求愈發嚴格。中國光 伏產品一直保持著較高的國際市場份 額，必將面臨進行碳足跡核查和聲明 的市場需求。