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編者按 太陽能電池板的使用壽命為20～30年，隨著全球太陽能制造業(yè)的大發(fā)展，全世界將出現(xiàn)一波光伏板的“報廢潮”。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，到2050年廢舊光伏組件甚至會達到8000萬噸。因此，加強廢舊光伏組件的回收利用至關重要。

那么，當前我國廢舊光伏組件利用情況如何？面臨哪些難題？未來發(fā)展前景怎樣？本期《固廢利用》?？稍L了中國綠色供應鏈聯(lián)盟光伏專委會秘書長、中科院電工研究所高級工程師呂芳，河北省鳳凰谷零碳發(fā)展研究院副院長吳翠姑，龍焱能源科技（杭州）有限公司董事長吳選之等行業(yè)專家，在把脈行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的同時，為實現(xiàn)廢舊光伏組件回收利用綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展獻計獻策。


據(jù)統(tǒng)計，2021年我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量約5300萬千瓦（即53GW），連續(xù)9年穩(wěn)居世界首位。截至2021年年底，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量達到3.06億千瓦，突破3億千瓦大關，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位，實現(xiàn)市場規(guī)模全球第一、技術水平全球第一、企業(yè)實力全球第一、生產(chǎn)規(guī)模全球第一。

光伏供應鏈包括從硅材料提純、鑄錠拉棒、切片、電池和輔材、組件、平衡部件及系統(tǒng)集成、應用和退役回收。近年來，隨著光伏向“制造綠色”和“綠色制造”并重的模式轉(zhuǎn)變，我國已在物料獲取、加工、包裝、倉儲、運輸、使用階段全面推行綠色低碳模式，而退役報廢后的回收處理，無論從技術研究、標準制定、市場培育、產(chǎn)業(yè)發(fā)展到商業(yè)模式，都還是剛剛起步，成為打通光伏整個綠色供應鏈最后一個關鍵環(huán)節(jié)。

回收高峰將提前到來

當前，廢舊光伏組件的固廢利用主流處理方式有三種：一是降級使用或修復后使用；二是把邊框和接線盒拆除后，作為填料使用到建筑領域或者作為垃圾焚燒；三是回收再利用。其中，廢棄光伏組件的回收再利用被視為最科學有效的方法。

中國綠色供應鏈聯(lián)盟光伏專委會秘書長、中科院電工研究所高級工程師呂芳是科技部“十二五”期間“863”回收項目的負責人，也是科技部“十三五”國家重點研發(fā)計劃“可再生能源和氫能技術重點專項”的“晶硅光伏組件的回收處理成套技術和裝備”項目（2019—2022年）首席科學家和項目負責人。談到當前廢舊光伏組件回收利用情況，呂芳告訴記者，全球光伏回收產(chǎn)業(yè)市場潛力巨大，國際能源署預計到2050年全球?qū)⒂薪?000萬噸，約43億塊報廢光伏組件需要處理。由于玻璃、鋁、硅等材料，以及銀、銦等稀有元素可以回收利用，回收也將產(chǎn)生約150億美元的市場價值。中國光伏行業(yè)協(xié)會預測，到2030年中國將回收150萬噸報廢組件，2050年將達到2000萬噸。隨著近年來的大規(guī)模既有項目的技改，中國光伏組件回收高峰將提前到來。

“目前，我們可查到的很多數(shù)據(jù)大多是10年前統(tǒng)計出來的，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，實際上我國光伏回收產(chǎn)業(yè)市場更大、形勢更嚴峻。”呂芳說。

據(jù)了解，光伏組件中玻璃約占70%、鋁材占比18%、硅材料占比3.5%，有色金屬銅約占1.5%，稀有金屬約占1%、黏合封膠占比6%。

“廢舊光伏組件的絕大部分材料可以進行回收再利用?？梢哉f，隨著光伏組件大規(guī)模‘報廢潮’的到來，如何環(huán)?；厥仗幚韽U棄組件，已然成為亟待解決的行業(yè)問題。”

河北省鳳凰谷零碳發(fā)展研究院副院長吳翠姑認為，與發(fā)達國家相比，我國在廢棄光伏組件環(huán)保回收再利用方面的研究起步較晚。目前，市場上多為小作坊式或者不規(guī)范的零散企業(yè)回收，光伏回收市場無序。作坊式與零散企業(yè)由于技術受限，無法有效提純電池片中有價值材料和貴金屬，造成資源的極大浪費。同時，由于不規(guī)范的操作，也會對環(huán)境造成巨大的負擔。

回收利用取得階段性進展

近年來，面對嚴峻形勢，同時也為應對“報廢潮”的到來，各國都在積極行動。

2007年，歐盟在布魯塞爾成立了光伏廢物回收組織“PV Cycle”，2014年將光伏組件納入歐盟“報廢電子電氣設備指令WEEE”；美國、日本等國家已經(jīng)開始回收試驗和示范；科技部“十三五”國家重點研發(fā)計劃“可再生能源和氫能技術重點專項”中也部署了“光伏回收”專項研究。在國內(nèi)外綠色制造規(guī)范中，如我國工業(yè)和信息化部綠色制造體系、美國EPEAT、歐盟ECOLABLE等體系中都包含回收指標。

此外，我國在技術方面也取得了一些進展。其中，英利集團、河北大學、零碳研究院、常州瑞賽等技術團隊重點研究基于物理法的光伏組件回收技術，揭示了“有機粘結膠膜結構與表面粘結特性演化及解粘結機理”，研究了“硅材料/有機粉體粘附界面的亞微觀分離或剝離特性”“高分子材料相態(tài)及界面附著強度特性”，突破了“硅材料/有機物/金屬材料低損高效分離”“基于軌跡規(guī)劃的精密分離工藝及控制系統(tǒng)和低損拆解分離”等關鍵技術，研制了邊框拆解裝備、熱刀分離和粉碎分選等關鍵核心裝備，并建成物理法環(huán)?；厥帐痉毒€等。

從光伏回收標準來看，吳翠姑表示，近年來由中國電子技術標準化研究院組織光伏行業(yè)的龍頭企業(yè)、科研院所的專家團隊，編制了“廢棄光伏組件回收利用標準體系”，涵蓋了光伏回收基礎與管理標準、組件分級判定標準、組件回收技術標準、組件回收及再生利用標準等類別。

“隨著光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國開始研究探索能耗低、污染小、經(jīng)濟可行的光伏組件回收再利用技術路徑。其中，硅晶光伏組件回收已形成初步市場，代表性研究機構有中山大學太陽能研究所、無錫尚德太陽能電力有限公司。建設回收生產(chǎn)線的有中國晶科能源有限公司熱解EVA分離硅光伏組件技術，英利能源（中國）有限公司低溫深冷研磨技術，銅銦鎵硒薄膜光伏組件回收主要采取破碎分離技術，碲化鎘薄膜光伏組件國內(nèi)有龍焱能源科技有物理破碎加化學濕法提煉技術。”龍焱能源科技（杭州）有限公司的董事長吳選之說。

吳選之曾就職于北京有色金屬研究總院和美國國家再生能源實驗室（NREL），從事各類太陽能電池研究40多年。談到近年來在光伏回收取得的成績，他表示，龍焱對廢舊組件的回收首先基于減少環(huán)境污染的目的，重點研究碲化鎘薄膜太陽能電池中碲化鎘膜層回收處理，利用產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，開發(fā)了一條物理拆解加濕法純化分離的專利生產(chǎn)線，無害化回收占比98%的玻璃基材，并產(chǎn)出純度達到80%的碲泥。

回收仍然面臨不少難題

盡管取得了階段性進展，但面對國內(nèi)即將形成的巨大回收需求和市場增長，行業(yè)企業(yè)仍然面臨不小的壓力。

呂芳指出，廢舊光伏組件屬于一種新興固廢，相對于傳統(tǒng)固廢而言，回收經(jīng)驗并不豐富。近年來，在政策層面我國相繼出臺一些激勵政策，已經(jīng)進入重點關注領域。而從企業(yè)層面看，我國光伏制造企業(yè)早在10年前就參與到光伏回收的研發(fā)工作中，但仍缺乏市場引導和激勵政策等支撐體系、缺乏專業(yè)組織和社團提供行業(yè)管理和服務、缺乏培訓和能力建設、國際合作平臺等，亟待成立專業(yè)的第三方行業(yè)組織。

吳選之認為，當前主要難點一是居民對回收光伏報廢產(chǎn)品的意識薄弱，缺乏宣傳引導，少有用戶愿意主動支持回收。二是回收收集難，回收標準匱乏。光伏產(chǎn)品與傳統(tǒng)的電子電器產(chǎn)品不同，光伏系列產(chǎn)品直接在外部空氣中發(fā)電，受到地理位置及氣候等因素影響大。若不采取強制措施，光伏投資企業(yè)一般從經(jīng)濟成本上考慮都不愿主動回收處理。

因此，吳選之建議：一是采用MILP 模型對光伏組件進行回收網(wǎng)絡規(guī)劃，合理設置回收中心，拆解處理中心、再制造中心、填埋場。二是對報廢組件回收處理企業(yè)進行統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，建立包括用戶、回收、拆解處理、再制造和廢棄物填埋在內(nèi)的完善的物流網(wǎng)絡系統(tǒng)，對報廢組件進行有效回收。三是針對當前階段廢舊光伏組件回收再利用較高的投入問題,建議根據(jù)國家宏觀政策指導，政府因地制宜適度增加有關方面的惠利政策建設，給予一定財政支持，提高投入與回報收益比，推動完整的產(chǎn)業(yè)鏈條生成。

“從政策層面看，我國尚未出臺專項、系統(tǒng)的光伏組件回收產(chǎn)業(yè)政策；從技術和裝備層面看，尚未研發(fā)出商業(yè)化的光伏回收設備，短期內(nèi)難以形成完整回收產(chǎn)業(yè)鏈。”提到當前面臨的挑戰(zhàn)，吳翠姑認為，在回收源頭方面，光伏組件回收處置無專門的監(jiān)督管理體系；在回收后材料再利用方面，光伏組件回收材料回收再利用渠道沒有進行全面挖掘；在回收技術和裝備方面，目前光伏技術和裝備尚處于研發(fā)和示范線階段，亟需資金或基金支持推動光伏回收產(chǎn)業(yè)化。

吳翠姑建議，首先制定專項、完善、系統(tǒng)、實操性強的回收產(chǎn)業(yè)政策體系，明確把光伏回收納入到環(huán)?；厥展芸胤秶瑢τ诜黔h(huán)?；厥仗幹檬侄谓o予一定的處罰措施，對于采用環(huán)保方法回收處理的公司給予一定的激勵政策。其次政府在財政支持政策方面，應向光伏技術和裝備的研發(fā)予以傾斜，并重點支持光伏回收研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，快速提升一批光伏回收技術、研制一批裝備、培育一批光伏回收公司。

從“并跑”到“領跑”未來可期

應用光伏產(chǎn)品的嘉興博物館 龍焱能源科技（杭州）有限公司/供圖
“我國是制造大國、應用大國，也應該是回收大國，這是責任擔當。”談到光伏回收的未來，呂芳滿眼憧憬與熱愛。她說，“10年前，在長期從事風電、光電及互補發(fā)電系統(tǒng)研究的導師許洪華建議下，我開始了對光伏回收的研究，如果說職業(yè)生涯再有10年的話，我希望能把這10年聚焦在光伏回收這件事情上。”

今年年初，為了打通光伏綠色供應鏈的最后一個關鍵環(huán)節(jié)，推動光伏退役后的無害化處理和回收再利用，在中國綠色供應鏈聯(lián)盟支持下，由中國綠色供應鏈聯(lián)盟光伏專委會聯(lián)合相關企業(yè)和院校發(fā)起并成立了光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作中心。

“目前，一提到回收市場前景，沒有人能說得清楚，所以成立光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作中心首要任務就是摸清家底。”呂芳指出，中心的成立旨在積極開展光伏回收技術創(chuàng)新和評價、光伏回收關鍵裝備研制和示范、光伏回收標準體系制定和推廣、光伏回收政策法規(guī)研究和建議、促進國際交流與合作，探索光伏回收市場的投融資模式，全方位推動光伏回收的相關工作。

“‘十四五’時期我國將面臨光伏回收產(chǎn)業(yè)市場的到來，雖然相較于動力電池、電子電器的回收，我國光伏回收起步比較晚，但百廢待興，是難點也是機遇。”呂芳認為，盡管國外在10年前就開始研究光伏回收，但進展并不順利，對于我國來說目前并沒有成熟的經(jīng)驗去借鑒。可以說，我國的光伏回收技術水平并不落后，處于與國外技術的“并跑”階段。我國是光伏應用和制造“雙料冠軍”，在此引領下，未來實現(xiàn)光伏回收從“并跑”到“領跑”的跨越十分有可能。

原標題：“報廢潮”來襲，退役光伏組件如何回收？