2023光伏的安全风险问题研究

光伏的安全风险问题研究2023目目录CONTENTS本期主题：光伏的安全风险问题研究一光伏产业的基本情况… 1（一）光伏产业政策环境良好 1（二）光伏技术发展趋势 2（三）光伏产业链及主要部件 3二光伏的主要安全风险及典型事故… 3（一）硅料及硅片生产的相关风险因素及典型事故… 4（二）电池片及光伏组件生产的相关风险因素及典型事故… 5（三）光伏应用的相关风险因素及典型事故 6三提升光伏安全生产水平的对策建议… 7（一）坚持提升光伏全产业链安全水平 7（二）科技创新提升光伏本质安全水平 7（三）加强宣传教育提升光伏产业安全水平 8光伏的安全风险问题研究光伏产业是新能源产业的重要组成部分，我国光伏产业规模位居全球首位，行业市场份额占有率全球领先。2021年底，我国光伏组件产量已经连续15年全球第一，以累计产量计算，全球75%伏组件源于我国。我国光伏企业的企业规模和研发能力世界领先，在硅料、硅片、电池、组件等光伏组件的四大主要产业链环节中，我国全球产量前十的企业数量分别达到71098把持了行业的龙头位置。在安装应用方面，逆变器则是其中的关键设2075%。光伏的安全应用囊括了光伏产品生产、安装、使用的各个环节。总体来看，光伏行业生产安全形势较好，行业较少出现较大及以上事

故，因此与氢能等安全风险较高的新能源相比，在我国光伏产业规划中，安全生产并非强调重点。但由于光伏产业链横跨化工、电力、土建等多个领域，行业总体安全风险类型丰富，涉及危化品、高压电、压力容器等多种具有潜在安全风险的生产因素，对安全生产的工作要求较高。一、光伏产业的基本情况（一）光伏产业政策环境良好为促进光伏在各行业中的应用，我国各部委陆续发布了系列政策，以提升光伏应用水平，加快光伏发电应用铺开。和信息化部发布了《“十四五”工业绿色发展规划》，提出要加大光伏等绿色低碳产品供给，发展大尺寸高效光伏组件，推动智能光伏创新升级和行业特色应用；生态环境部发布了《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》，要求优化能源结构和产业结构，开展能源替代技术，从碳达峰碳中和的角度推进光伏等新能源产业发展。国家能源局、农业农村部和国家乡村振兴局联合发布了《加快农村能源转型发展助力乡村振兴的实施意见》，提出要巩固光伏扶贫工程成效，加强对光伏扶贫电站的运维管理，开展分布式光伏发电，鼓励能源企业积极参与投资建设光伏＋现代农业。院发布了《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，提出要推广低碳设备设施，开展光伏发电和储能设施布局，推动交通用能低碳多元发展。部、国家发改委等七部门联合发布了《绿色建筑创建行动方案》，提出要提升建筑能效水平，推广可再生能源应用；住房和城乡建设部、教育部、科技部等九部门联合发布

了《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，提出要推进发展智能建造技术，推动智能光伏应用示范，促进与建筑相结合的光伏发电系统应用。（二）光伏技术发展趋势产业链上游硅片大尺寸化成为未来发展趋势。大尺寸硅片能够有效提升组件功率、降低单位成本，硅片生产企业纷纷布局大尺寸硅片生产，2020210mm166mm易升级的方案和可升级的最大尺寸158.75mm166mm的硅片市场份额最大，占比合计达77.8%，也是未来23年的过渡尺寸；156.75mm、157mm硅片市场份额快速下降，由2019年占据市场的主要份额下降为20202022182mm210mm尺寸硅片合计占比4.5%，2021场份额将快速扩大。双面组件市场份额将逐年提升。双面组件具有两面皆可发电、耐候性更好的特性，近年来随着下PAGEPAGE3PAGEPAGE4游应用端对于双面组件发电增益的认可，其应用范围逐渐扩宽。在美201和玻璃价格上涨消极影响的共同作用下，2020年双面组件市场份额总体呈快速增长趋势，2020年达29.7%201915.72021好转，双面发电组件的应用规模进2023电池技术快速发展。PERC池是光伏行业普遍采用的高效电池技术，PERC电池按照每年0.3百分点的速度提升，2021年新建量产产线以PERC电池产线为主，PERC电池片市场占比进一步提升91.2%NHJTTOPCon电池有望快速实施量产。据中国光伏行业协会（CPIA）2023N型电池所占市场份额将会提升23%2027（三）光伏产业链及主要部件光伏产业链包括光伏上游原材料、光伏设备、光伏安装与光伏电

站建设运维等环节。其中，光伏上游原材料包括硅料、硅棒/硅锭、硅片、辅材辅料等，涉及的主要装备包括氢化炉、还原炉、精馏塔、活性炭吸附塔、压缩机、多晶铸锭炉、单晶炉、多线切割机、分选检测设备等；光伏设备包括电池片、组件等，涉及的主要装备包括清洗/测试分选设备、激光划片机、串焊机、层压机、测试设备等；光伏安装与光伏电站建设运维主要是分布式光伏发电系统、光伏电站的集成与建设等，涉及的主要装备为光伏组件、逆变器、支架及其他电力设备等。二、光伏的主要安全风险及典型事故光伏行业可粗略分为上游硅料及硅片生产、中游电池片及光伏组件制造、下游光伏应用三大环节：上游包括原料高纯度多晶硅材料的生产、单晶硅和多晶硅的制造、硅片的生产；中游包括光伏电池、光伏组件（玻璃、支架等）以及逆变电器环节；下游是光伏发电的应用端，主要包括光伏电站和分布式发电。根据生产应用流程的不同，光伏三大环节的主要安全风险有所差别。但总的来讲，光伏行业的安全风险对人的生命安全威胁较低，生产安全不是阻碍光伏行业发展的主要矛盾因素。（一）硅料及硅片生产的相关风险因素及典型事故硅料及硅片生产的相关风险因素主要存在于单晶硅和多晶硅生产环节。单晶硅生产主要包括直拉法和区熔法；多晶硅生产与化工行业贴近，目前主流工艺为改良西门子法，该方法工艺成熟、产品质量稳定、生产安全性高，被90%以上的多晶硅生产厂家采用。单晶硅、多

晶硅生产过程中则会使用或产生多种危险化学品，包括氢氟酸、氢氧化钾、氢气、氯气、氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅等易燃易爆有毒有害气体。在硅料生产过程中，还存在火灾、爆炸、中毒、窒息、触电伤害等诸多危险因素。单晶硅生产主要面临的安全问题是漏硅导致的各类事故。其产生原因包括熔料时装料结构不合理；晶棒掉埚砸破坩埚底部；回熔操作不规范；装料时误将坩埚损伤；等径时原料结晶，致使结晶粘住晶体导致坩埚撕裂；原料进检不合格，导致的坩埚严重腐蚀；石墨埚底部缝隙较大造成坩埚疲劳，导致渗硅、漏硅等。表1多晶硅生产过程中的主要风险因素序号生产过程主要设备风险因素1氢气制备电解槽、氢、氧贮罐等火灾爆炸、触电、机械伤害2氯化氢合成氯化氢合成炉、氯气、氢气缓冲罐等火灾爆炸、中毒、触电3三氯氢硅合成供料机等火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害、粉尘4合成气分离混合气洗涤塔、氯化氢吸收塔、氯化氢解析塔、混合气压缩机等火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害5氯硅烷分离精馏塔、再沸器、冷凝气等火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害序号生产过程主要设备风险因素6三氯氢硅还原三氯氢硅汽化器、还原炉、还原炉冷却水循环泵等火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害7还原尾气分离混合气洗涤塔、混合气压缩机、氯化氢吸收塔等火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害8四氯化硅氢化四氯化硅汽化器、氢化炉等火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害数据来源：根据网上公开资料整理，2022,09硅料及硅片生产过程中的典型事故主要为火灾爆炸事故。我国发生的该类事故以财产损失居多，亡人事故较少。硅料厂发生的该类事

故多导致停产整顿，作为上游的主要产能来源，事故导致的产能下降会提升原材料价格，对光伏产业下游造成冲击。表2硅料及硅片生产典型事故序号发生时间事故情况12015年713日四川乐山五通桥区永祥多晶硅精馏塔发生泄露燃烧，无人员伤亡。22020年719日保利协鑫新疆多晶硅工厂因精馏装置泄漏而导致燃烧爆炸，事发后停产。32021年7月4日云南省德宏州盈江金源硅业公司发生电炉内硅水喷出事故，致8人烫伤。42022年617日东方希望集团在新疆准东经济开发区的一期多晶硅项目起火，该事故是由多晶硅厂内的过热器泄露停机引起的。事发后该厂提前进入检修期。数据来源：根据网上公开资料整理，2022,09（二）电池片及光伏组件生产的相关风险因素及典型事故电池片及光伏组件生产的相关风险因素主要存在于电池片生产环节。常规结构电池片主要生产工艺包括清洗制绒、扩散、边缘刻蚀及

烧结等，之后经过处理组成电池组件。电池组件是将多个电池片串并联后封装在玻璃之间或玻璃和背板之间而形成的发电单元，主要包括多个电池片（6×10、6×12等）、焊带（互联条、汇流条）、封装胶膜（EVA、POE）、背板、玻璃、铝合金边框、硅胶、接线盒等。在电池封装过程中，有机硅也是重要原料之一，属于电池片生产的必备材料，作为产业链上游，相关安全

生产事故均会影响电池片产能。电池生产环节中的主要风险为火灾爆炸。表3电池片及光伏组件生产典型事故序号发生时间事故情况12014年712日浙江省东阳市横店太阳能光伏园区横店东磁电池片生100326条生产线，无人伤亡。22021年6月8日20997成品包装车间发生火灾。320211125隆基股份位于西安高陵的电池工厂发生起火事故，无人伤亡，但造成企业股价下跌。数据来源：根据网上公开资料整理，2022,09（三）光伏应用的相关风险因素及典型事故光伏应用的相关风险因素主要存在光伏电站安装和维护上。作为光伏设备的主要应用场景，光伏电站的安全风险因素较为丰富，包括电力安全生产风险和自然环境风险等。其中，电力安全生产风险包括过电压和技术型故障、误操作等，安装、维护光伏板时未意识到光伏电池板会在光照下发电，以及逆变器起火，是光伏应用中的主要电力安全生产风险。自然环境风险则包括水灾、火灾、风灾、雷击、地质灾害、动物噬咬和鸟粪导致的热斑

效应等，其中火灾对光伏电站致灾最为频繁的风险因素，通常由逆变器起火、光伏板下干枯草叶等可燃物起火引发；水灾主要是洪水以及暴雨造成的坍塌、泥石流等；风灾主要是大风天气和台风，在光伏电站组件夹具质量不过关的情况下风险尤为严重。此外，在分布式安装的情况下，其他行业的安全生产事故也会对光伏电站造成安全风险，如顶端采用光伏发电的厂房内，发生了击穿厂房顶端的爆炸事故等。表4光伏电站典型事故序号发生时间事故情况12019年515日100全部冲毁。22020年829日合肥市永聚太阳能电力开发有限公司拥有的安徽省庐江县白湖镇胜利圩种养殖基地20MW光伏电站被洪水淹没。32021年2月2日山西运城稷山县太阳能光伏发电项目所在的山坡上发生火灾,此次火灾系稷山县太阳能光伏发电项目引发。42021年611日（中国有限公司屋顶光伏起火。52021年630日530150瓦以上，直接损失在50万以上。数据来源：根据网上公开资料整理，2022,09三、提升光伏安全生产水平的对策建议（一）坚持提升光伏全产业链安全水平进一步完善光伏行业全产业链安全生产标准规范，为行业安全生产提供依据；加强光伏行业全产业链隐患排查治理，完善安全生产隐患排查治理工作；完善全产业链各环节安全监管体制机制，落实光伏行业企业主体责任和行业管理部门的监管责任；完善全产业链各环节的应急预案，制定切实可行的处置预案和操作规程，提升光伏行业全产业链安全应急响应能力。

（二）科技创新提升光伏本质安全水平以科技创新为核心驱动力，鼓励产业链上中下游企业加快发展生产效能高、安全效益好的新技术、新工艺，促进光伏行业的本