編者按 太陽(yáng)能電池板的使用壽命為20～30年，隨著全球太陽(yáng)能制造業(yè)的大發(fā)展，全世界將出現(xiàn)一波光伏板的“報(bào)廢潮”。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2050年廢舊光伏組件甚至?xí)_(dá)到8000萬(wàn)噸。因此，加強(qiáng)廢舊光伏組件的回收利用至關(guān)重要。

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

使用中的光伏發(fā)電站 英利集團(tuán)/供圖

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量約5300萬(wàn)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(jī)容量達(dá)到3.06億千瓦，突破3億千瓦大關(guān)，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)規(guī)模全球第一、技術(shù)水平全球第一、企業(yè)實(shí)力全球第一、生產(chǎn)規(guī)模全球第一。

光伏供應(yīng)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(yīng)用和退役回收。近年來(lái)，隨著光伏向“制造綠色”和“綠色制造”并重的模式轉(zhuǎn)變，我國(guó)已在物料獲取、加工、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用階段全面推行綠色低碳模式，而退役報(bào)廢后的回收處理，無(wú)論從技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、市場(chǎng)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(gè)綠色供應(yīng)鏈最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

回收高峰將提前到來(lái)

當(dāng)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(jí)使用或修復(fù)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(lǐng)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(xué)有效的方法。

中國(guó)綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會(huì)秘書長(zhǎng)、中科院電工研究所高級(jí)工程師呂芳是科技部“十二五”期間“863”回收項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，也是科技部“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生能源和氫能技術(shù)重點(diǎn)專項(xiàng)”的“晶硅光伏組件的回收處理成套技術(shù)和裝備”項(xiàng)目（2019—2022年）首席科學(xué)家和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。談到當(dāng)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(chǎng)潛力巨大，國(guó)際能源署預(yù)計(jì)到2050年全球?qū)⒂薪?000萬(wàn)噸，約43億塊報(bào)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(chǎng)價(jià)值。中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2030年中國(guó)將回收150萬(wàn)噸報(bào)廢組件，2050年將達(dá)到2000萬(wàn)噸。隨著近年來(lái)的大規(guī)模既有項(xiàng)目的技改，中國(guó)光伏組件回收高峰將提前到來(lái)。

“目前，我們可查到的很多數(shù)據(jù)大多是10年前統(tǒng)計(jì)出來(lái)的，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，實(shí)際上我國(guó)光伏回收產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)更大、形勢(shì)更嚴(yán)峻?！眳畏颊f(shuō)。

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(jìn)行回收再利用。可以說(shuō)，隨著光伏組件大規(guī)?！畧?bào)廢潮’的到來(lái)，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(wèn)題。”

河北省鳳凰谷零碳發(fā)展研究院副院長(zhǎng)吳翠姑認(rèn)為，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在廢棄光伏組件環(huán)?；厥赵倮梅矫娴难芯科鸩捷^晚。目前，市場(chǎng)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(chǎng)無(wú)序。作坊式與零散企業(yè)由于技術(shù)受限，無(wú)法有效提純電池片中有價(jià)值材料和貴金屬，造成資源的極大浪費(fèi)。同時(shí)，由于不規(guī)范的操作，也會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的負(fù)擔(dān)。

回收利用取得階段性進(jìn)展

近年來(lái)，面對(duì)嚴(yán)峻形勢(shì)，同時(shí)也為應(yīng)對(duì)“報(bào)廢潮”的到來(lái)，各國(guó)都在積極行動(dòng)。

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(bào)廢電子電氣設(shè)備指令WEEE”；美國(guó)、日本等國(guó)家已經(jīng)開始回收試驗(yàn)和示范；科技部“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“可再生能源和氫能技術(shù)重點(diǎn)專項(xiàng)”中也部署了“光伏回收”專項(xiàng)研究。在國(guó)內(nèi)外綠色制造規(guī)范中，如我國(guó)工業(yè)和信息化部綠色制造體系、美國(guó)EPEAT、歐盟ECOLABLE等體系中都包含回收指標(biāo)。

此外，我國(guó)在技術(shù)方面也取得了一些進(jìn)展。其中，英利集團(tuán)、河北大學(xué)、零碳研究院、常州瑞賽等技術(shù)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)研究基于物理法的光伏組件回收技術(shù)，揭示了“有機(jī)粘結(jié)膠膜結(jié)構(gòu)與表面粘結(jié)特性演化及解粘結(jié)機(jī)理”，研究了“硅材料/有機(jī)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(qiáng)度特性”，突破了“硅材料/有機(jī)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(guān)鍵技術(shù)，研制了邊框拆解裝備、熱刀分離和粉碎分選等關(guān)鍵核心裝備，并建成物理法環(huán)?；厥帐痉毒€等。

從光伏回收標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，吳翠姑表示，近年來(lái)由中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)隊(duì)，編制了“廢棄光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系”，涵蓋了光伏回收基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)、組件分級(jí)判定標(biāo)準(zhǔn)、組件回收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、組件回收及再生利用標(biāo)準(zhǔn)等類別。

“隨著光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)開始研究探索能耗低、污染小、經(jīng)濟(jì)可行的光伏組件回收再利用技術(shù)路徑。其中，硅晶光伏組件回收已形成初步市場(chǎng)，代表性研究機(jī)構(gòu)有中山大學(xué)太陽(yáng)能研究所、無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司。建設(shè)回收生產(chǎn)線的有中國(guó)晶科能源有限公司熱解EVA分離硅光伏組件技術(shù)，英利能源（中國(guó)）有限公司低溫深冷研磨技術(shù)，銅銦鎵硒薄膜光伏組件回收主要采取破碎分離技術(shù)，碲化鎘薄膜光伏組件國(guó)內(nèi)有龍焱能源科技有物理破碎加化學(xué)濕法提煉技術(shù)?！饼堨湍茉纯萍迹ê贾荩┯邢薰镜亩麻L(zhǎng)吳選之說(shuō)。

吳選之曾就職于北京有色金屬研究總院和美國(guó)國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL），從事各類太陽(yáng)能電池研究40多年。談到近年來(lái)在光伏回收取得的成績(jī)，他表示，龍焱對(duì)廢舊組件的回收首先基于減少環(huán)境污染的目的，重點(diǎn)研究碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池中碲化鎘膜層回收處理，利用產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，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(wú)害化回收占比98%的玻璃基材，并產(chǎn)出純度達(dá)到80%的碲泥。

回收仍然面臨不少難題

盡管取得了階段性進(jìn)展，但面對(duì)國(guó)內(nèi)即將形成的巨大回收需求和市場(chǎng)增長(zhǎng)，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(duì)于傳統(tǒng)固廢而言，回收經(jīng)驗(yàn)并不豐富。近年來(lái)，在政策層面我國(guó)相繼出臺(tái)一些激勵(lì)政策，已經(jīng)進(jìn)入重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域。而從企業(yè)層面看，我國(guó)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(chǎng)引導(dǎo)和激勵(lì)政策等支撐體系、缺乏專業(yè)組織和社團(tuán)提供行業(yè)管理和服務(wù)、缺乏培訓(xùn)和能力建設(shè)、國(guó)際合作平臺(tái)等，亟待成立專業(yè)的第三方行業(yè)組織。

吳選之認(rèn)為，當(dāng)前主要難點(diǎn)一是居民對(duì)回收光伏報(bào)廢產(chǎn)品的意識(shí)薄弱，缺乏宣傳引導(dǎo)，少有用戶愿意主動(dòng)支持回收。二是回收收集難，回收標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)制措施，光伏投資企業(yè)一般從經(jīng)濟(jì)成本上考慮都不愿主動(dòng)回收處理。

因此，吳選之建議：一是采用MILP 模型對(duì)光伏組件進(jìn)行回收網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，合理設(shè)置回收中心，拆解處理中心、再制造中心、填埋場(chǎng)。二是對(duì)報(bào)廢組件回收處理企業(yè)進(jìn)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(luò)系統(tǒng)，對(duì)報(bào)廢組件進(jìn)行有效回收。三是針對(duì)當(dāng)前階段廢舊光伏組件回收再利用較高的投入問(wèn)題,建議根據(jù)國(guó)家宏觀政策指導(dǎo)，政府因地制宜適度增加有關(guān)方面的惠利政策建設(shè)，給予一定財(cái)政支持，提高投入與回報(bào)收益比，推動(dòng)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條生成。

“從政策層面看，我國(guó)尚未出臺(tái)專項(xiàng)、系統(tǒng)的光伏組件回收產(chǎn)業(yè)政策；從技術(shù)和裝備層面看，尚未研發(fā)出商業(yè)化的光伏回收設(shè)備，短期內(nèi)難以形成完整回收產(chǎn)業(yè)鏈?！碧岬疆?dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，吳翠姑認(rèn)為，在回收源頭方面，光伏組件回收處置無(wú)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(méi)有進(jìn)行全面挖掘；在回收技術(shù)和裝備方面，目前光伏技術(shù)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(dòng)光伏回收產(chǎn)業(yè)化。

吳翠姑建議，首先制定專項(xiàng)、完善、系統(tǒng)、實(shí)操性強(qiáng)的回收產(chǎn)業(yè)政策體系，明確把光伏回收納入到環(huán)保回收管控范圍，對(duì)于非環(huán)?；厥仗幹檬侄谓o予一定的處罰措施，對(duì)于采用環(huán)保方法回收處理的公司給予一定的激勵(lì)政策。其次政府在財(cái)政支持政策方面，應(yīng)向光伏技術(shù)和裝備的研發(fā)予以傾斜，并重點(diǎn)支持光伏回收研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，快速提升一批光伏回收技術(shù)、研制一批裝備、培育一批光伏回收公司。

從“并跑”到“領(lǐng)跑”未來(lái)可期

應(yīng)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(guó)是制造大國(guó)、應(yīng)用大國(guó)，也應(yīng)該是回收大國(guó)，這是責(zé)任擔(dān)當(dāng)?！闭劦焦夥厥盏奈磥?lái)，呂芳滿眼憧憬與熱愛(ài)。她說(shuō)，“10年前，在長(zhǎng)期從事風(fēng)電、光電及互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)研究的導(dǎo)師許洪華建議下，我開始了對(duì)光伏回收的研究，如果說(shuō)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?！?/p>

今年年初，為了打通光伏綠色供應(yīng)鏈的最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，推動(dòng)光伏退役后的無(wú)害化處理和回收再利用，在中國(guó)綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟支持下，由中國(guó)綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會(huì)聯(lián)合相關(guān)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(chǎng)前景，沒(méi)有人能說(shuō)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(wù)就是摸清家底?！眳畏贾赋觯行牡某闪⒅荚诜e極開展光伏回收技術(shù)創(chuàng)新和評(píng)價(jià)、光伏回收關(guān)鍵裝備研制和示范、光伏回收標(biāo)準(zhǔn)體系制定和推廣、光伏回收政策法規(guī)研究和建議、促進(jìn)國(guó)際交流與合作，探索光伏回收市場(chǎng)的投融資模式，全方位推動(dòng)光伏回收的相關(guān)工作。

“‘十四五’時(shí)期我國(guó)將面臨光伏回收產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的到來(lái)，雖然相較于動(dòng)力電池、電子電器的回收，我國(guó)光伏回收起步比較晚，但百?gòu)U待興，是難點(diǎn)也是機(jī)遇?！眳畏颊J(rèn)為，盡管國(guó)外在10年前就開始研究光伏回收，但進(jìn)展并不順利，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)目前并沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)去借鑒。可以說(shuō)，我國(guó)的光伏回收技術(shù)水平并不落后，處于與國(guó)外技術(shù)的“并跑”階段。我國(guó)是光伏應(yīng)用和制造“雙料冠軍”，在此引領(lǐng)下，未來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏回收從“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越十分有可能。

本文原載于《中國(guó)建材報(bào)》4月18日9版

中國(guó)建材報(bào)記者：吳躍

責(zé)編：丁濤

校對(duì)：張健

監(jiān)審：韓鳳鳳

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