編者按：隨著光伏發(fā)電的大規(guī)模利用，退役和廢舊光伏組件的回收利用成為一個(gè)顯性問題，同時(shí)也為行業(yè)帶來了巨大的新商機(jī)。
本文節(jié)選自法國(guó)讓穆蘭?里昂第三大學(xué)可持續(xù)發(fā)展專業(yè)研究生論文《太陽能行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展–聚焦廢舊光伏組件回收再利用》，文章對(duì)廢舊光伏組件的回收再利用進(jìn)行了深入的分析與研究，作者何雙權(quán)先生從事光伏制造行業(yè)十多年，現(xiàn)任無錫尚德太陽能電力有限公司執(zhí)行總裁、無錫新能源商會(huì)執(zhí)行理事長(zhǎng)，其見解深刻睿智，本網(wǎng)特節(jié)選其論文內(nèi)容編輯成獨(dú)立文章發(fā)布，以饗讀者。
本文為其二《光伏組件回收利用面臨的難題》。
自光伏產(chǎn)業(yè)問世以來，光伏發(fā)電是否真正綠色這個(gè)話題就一直多有爭(zhēng)議。如前文《光伏組件回收再利用的意義》所述，目前光伏發(fā)電已實(shí)現(xiàn)真正綠色的要求。也正是因?yàn)楣夥l(fā)電的綠色無污染，才使得光伏發(fā)電得以大規(guī)模安裝應(yīng)用，并衍生出退役及廢舊光伏組件的回收與利用問題。
目前來看，廢舊光伏組件的回收再利用，還面臨著一些難題。
回收技術(shù)落后
晶體硅光伏組件的結(jié)構(gòu)如圖所示，主要部件有表面玻璃、封裝材料、硅晶片、背板和金屬帶。
表面鋼化玻璃用于接收太陽光照射、增強(qiáng)組件的機(jī)械強(qiáng)度、耐久性和光學(xué)透明性;封裝材料一般選用具有優(yōu)異防潮性能的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，EVA在玻璃/密封膠/背板結(jié)構(gòu)中具有良好的黏合性能;背板(TPT)為三明治結(jié)構(gòu)，外側(cè)2層聚氟乙烯膜(PVF)涂敷在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)上。
目前國(guó)外已有的成熟光伏組件回收處理技術(shù)主要有三種，包括物理分離、有機(jī)溶劑溶解法、熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合。
晶體硅光伏組件結(jié)構(gòu)
1)物理分離法
物理分離法是指將組件經(jīng)破碎、金屬剝離、濕法冶金分離等步驟來回收金屬。實(shí)驗(yàn)表明此方法僅可獲得17.4%金屬回收率。
2)有機(jī)溶劑溶解法
有機(jī)溶劑溶解法是指選擇幾種有機(jī)溶劑浸泡去除背板的晶硅電池片，用有機(jī)溶劑溶解封裝材料EVA，使玻璃與電池片分離，此方法可以獲取整塊完整的電池片。
3)熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合法
熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合法是指把去除背板的電池板放在管式爐或者馬弗爐中，將封裝材料EVA去除干凈，得到純凈的電池片，再使用化學(xué)方法把電池片表面的減反射層、銀漿和鋁去除，得到純凈的硅片。
對(duì)于廢舊光伏組件，手工拆解很難，目前的回收技術(shù)基本上是物理分離大體回收含雜質(zhì)的硅片，有機(jī)溶劑浸泡獲得完整硅片，以及熱處理與化學(xué)方法結(jié)合縮短回收時(shí)間等，三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)見下表：
回收廢舊晶體硅太陽能電池的方法
由上表可以看出，物理分離方法操作簡(jiǎn)單、工藝環(huán)保，但是該方法回收率低且后期分離難處理;有機(jī)溶劑溶解法雖然操作簡(jiǎn)單、能耗低、回收率高，但是在回收過程中產(chǎn)生的廢液難以處理，如果處理不當(dāng)容易導(dǎo)致環(huán)境污染;熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合的方法物耗低、反應(yīng)時(shí)間短、回收效率高，但是也存在廢舊物難處理的問題。
總的來說，現(xiàn)有的光伏組件回收方法還存在一定的弊端，廢舊光伏組件回收處理過程中產(chǎn)生的廢液、廢氣如果處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心公布的《2019-2024年光伏組件回收行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測(cè)分析報(bào)告》顯示，全球?qū)U舊光伏組件的回收工藝尚處在試驗(yàn)狀態(tài)，其中Veolia和GeltzUmelt-Technology已經(jīng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)階段。
在中國(guó)，光伏組件回收尚處于起步階段，規(guī)模較小，沒有形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈，加之關(guān)注光伏組件回收技術(shù)的學(xué)者較少，也還沒有形成完整的處理工藝，這些因素均不利于光伏組件回收行業(yè)的發(fā)展。
政策法律有待完善
由于國(guó)內(nèi)關(guān)注廢舊光伏組件回收處理工作及其政策體系建設(shè)的研究者價(jià)紹，導(dǎo)致中國(guó)有關(guān)廢舊光伏組件回收方面的政策法律較少且不完善，這給廢舊光伏組件的回收工作帶來挑戰(zhàn)。
按公認(rèn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，光伏組件有25年左右的生命周期。如果從2010年中國(guó)第一批金太陽工程項(xiàng)目的落地算起，到2020年，這批項(xiàng)目已進(jìn)入運(yùn)行的第10年，距離組件回收仍有時(shí)日。所以光伏行業(yè)中的不少人認(rèn)為中國(guó)的光伏組件回收周期尚未到來，沒有對(duì)廢舊光伏組件回收產(chǎn)生足夠的重視。
但一個(gè)值得注意的現(xiàn)象是，不少業(yè)內(nèi)專家對(duì)光伏組件回收情況進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，考慮到一些外在因素對(duì)光伏組件壽命的影響，會(huì)把組件回收的高峰期提前5-10年，也就是說廢舊光伏組件的報(bào)廢在2025年就會(huì)進(jìn)入密集期。
目前，日本、德國(guó)等光伏應(yīng)用發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建構(gòu)了較為完善的廢舊組件回收政策體系，值得我們借鑒和參考。基于此，中國(guó)應(yīng)在充分借鑒和學(xué)習(xí)其他國(guó)家既有經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，以光伏產(chǎn)業(yè)的實(shí)際發(fā)展情況為基礎(chǔ)，盡快組織有關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)廢舊光伏組件回收再利用政策體系的研究，制定廢舊光伏組價(jià)回收管理規(guī)范，力爭(zhēng)在大面積廢舊光伏組件需要處理之前形成完善、實(shí)操性強(qiáng)的回收政策體系。
回收低收益高成本
以標(biāo)準(zhǔn)尺寸的光伏組件回收為例，玻璃在光伏組件中所占比重最大，大約12千克，然而廢玻璃并不是很值錢。根據(jù)現(xiàn)在的市場(chǎng)行情，從光伏組件中分離出來的廢玻璃可以賣到600元/噸，則每塊組件的玻璃售價(jià)大約2.1元。
塑料背板約占400克，每噸售價(jià)大約為1500元，則每塊組件的塑料背板售價(jià)約為0.63元。
一塊光伏組件中大約有140克硅，每噸售價(jià)約10000元，則每塊組件的硅售價(jià)1.4元左右。
光伏組件中有少量的金屬，其中最值錢的是銀，銀在廢舊光伏組件中最具回收價(jià)值，每個(gè)組件的銀含量約為8克，每克售價(jià)5.6元，每塊組件的銀售價(jià)為45元。按照一塊組件中銅的含量100克來計(jì)算，以高純度銅的價(jià)格，每件組件的銅也只值6元左右。
框架拆除后，光伏組件中仍有一些鋁，但只有80克左右，按現(xiàn)在的價(jià)格，每塊組件的鋁大約值1.4元。
經(jīng)過上述計(jì)算，一塊光伏組件所產(chǎn)生的總收益為56.53元，然而每塊組件的回收成本大約為75元。
受制于安裝、使用條件的要求，中國(guó)已建光伏發(fā)電項(xiàng)目中有很大一部分都處于偏僻的西北地區(qū)或者位于屋頂之上，這將會(huì)導(dǎo)致回收工作中運(yùn)輸成本的增加。由于運(yùn)輸成本高，許多光伏組件在達(dá)到報(bào)廢期后，都被采用現(xiàn)場(chǎng)丟棄的處理方式，可見如果不采取強(qiáng)制措施，服務(wù)期滿后的光伏組件回收工作很難落實(shí)到實(shí)處。
另外，光伏組件的回收需要購置專門的回收設(shè)備與相關(guān)材料，這將進(jìn)一步增加光伏組件的回收成本。因此，由于廢舊光伏組件的回收回收成本過高以及可獲得的利潤(rùn)較小的原因，企業(yè)參與組件回收的積極性并不高，這導(dǎo)致市場(chǎng)對(duì)光伏組件回收的驅(qū)動(dòng)力不足。
造成光伏組件回收成本高的原因主要有以下幾個(gè)方面：
第一，光伏組件很大一部分都建于偏僻的西北地區(qū)或者位于屋頂之上，這將會(huì)導(dǎo)致組件回收難度大、成本高。
第二，對(duì)光伏組件回收處理需要購置專門的回收設(shè)備與相關(guān)材料，進(jìn)一步增加光伏組件的回收成本。
第三，針對(duì)廢舊光伏組件的回收處理的技術(shù)尚不成熟，處理過程中投資消耗較大，而回收物質(zhì)的純度卻不高。
第四，廢舊光伏組件回收尚未形成大規(guī)模的操作形式，這也是其回收成本高的原因之一。
綜上所述，退役及廢舊光伏組件回收再利用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其間的每一個(gè)環(huán)節(jié)都相輔相成、互相影響。相關(guān)政策法規(guī)的制定與實(shí)施可以推進(jìn)光伏回收產(chǎn)業(yè)鏈的形成，擴(kuò)大光伏回收規(guī)模;而完整的光伏回收產(chǎn)業(yè)鏈又會(huì)催生光伏回收新技術(shù)的產(chǎn)生，從而降低光伏組件的回收成本。
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