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在我們興致勃勃的談?wù)撝袊?020年新增裝機量高達48.4GW，中國光伏世界第一的時(shí)候，是否想過(guò)光伏組件回收的問(wèn)題？事實(shí)上第一批大規模使用的光伏系統，已經(jīng)逐漸到了退休的年齡了。
你知道嗎？太陽(yáng)能電池板的使用壽命為20年至30年。隨著(zhù)近幾年全球太陽(yáng)能制造業(yè)的大量生產(chǎn)，若干年后，全世界將掀起一波光伏板的“報廢潮”，如果按一塊250W的光伏組件19kg估計，1GW的報廢組件就可以達到7.6萬(wàn)噸，截至2019年底我國累計并網(wǎng)的204.3GW裝機量未來(lái)將產(chǎn)生1553萬(wàn)噸電子垃圾！
關(guān)于使用25年之后的光伏組件，許多人不禁要問(wèn)，組件失效了以后怎么辦？填埋？那還叫什么綠色能源！回收？會(huì )不會(huì )是賠本生意？帶著(zhù)這樣的質(zhì)疑，本文就光伏組件的回收標準、流程及收益進(jìn)行探討， 看完本文立即完成掃盲！
是否存在回收標準？
我們先來(lái)看看西方國家的做法。2014年初，報廢電子電氣設備指令(WEEE)修訂版在歐盟全面正式生效，第一次將光伏組件納入指令范圍，規定報廢的光伏組件和家用電器作為一類(lèi)產(chǎn)品需要進(jìn)行強制回收處理。
2014年10月，WG2成員提議將《光伏組件的回收與環(huán)境安全評估》作為新的工作組項目提案，未來(lái)制訂出組件回收以及環(huán)境安全評估的IEC標準。
目前，歐洲已經(jīng)著(zhù)手從標準法規層面出臺強制回收光伏組件的規定。歐盟議會(huì )已正式修改了廢棄電氣和電子設備規章。根據修訂，使用過(guò)的光伏組件必須集中收集85%以上，必須再循環(huán)利用80%以上。
在中國，隨著(zhù)近幾年光伏行業(yè)的迅猛發(fā)展，光伏組件回收的技術(shù)和政策體系也逐步受到關(guān)注，能耗低、污染小，經(jīng)濟可行的光伏組件回收再利用技術(shù)路徑已經(jīng)開(kāi)始研究探索。
國內未來(lái)的光伏組件廢棄量
如果按一塊250W的光伏組件19kg估計，1GW的報廢組件就可以達到7.6萬(wàn)噸，截至 2019 年底累計并網(wǎng)的204.3GW裝機量未來(lái)將產(chǎn)生1553萬(wàn)噸電子垃圾！
據了解，光伏組件廢棄品不經(jīng)過(guò)回收處理，將會(huì )帶來(lái)環(huán)境破壞，尤其是面對這么龐大的數據，而含氟背板就是一個(gè)威脅環(huán)境的重要問(wèn)題，它需要經(jīng)過(guò)回收，進(jìn)行無(wú)害處理。
光伏組件回收可產(chǎn)生的價(jià)值
根據PVCYCLE組織的研究顯示，以一塊250W的光伏組件為例，玻璃約占總重量的70%左右，鋁邊框約占18%，半導體材料約占4%。
如此看來(lái)，一塊太陽(yáng)能組件的大部分重量來(lái)自可循環(huán)再造的材料。此外，研究還指出，雖然太陽(yáng)能組件中包含的銀、銦、鎵等稀有金屬僅占組件總質(zhì)量的1~2%，但是仍具有回收價(jià)值。
經(jīng)測算：到了2030年，中國廢棄的光伏組件可以產(chǎn)生145萬(wàn)噸碳鋼、110萬(wàn)噸玻璃、54萬(wàn)噸塑料、26萬(wàn)噸鋁、17萬(wàn)噸銅、5萬(wàn)噸硅和550噸銀。
預計組件回收的高潮會(huì )于2030年到來(lái)，賺錢(qián)的生意，不能不干。
據PVCycle協(xié)會(huì )預計，到2035年全球光伏組件回收將成為總價(jià)值達到120億美元的產(chǎn)業(yè)。光伏組件回收不僅可以創(chuàng )造更多的就業(yè)機會(huì )，而且可以降低太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)對整體環(huán)境的影響。
回收思路及回收方法
1. 有效分離貴重材料再利用。雖然光伏組件因為各種原因失效了，但是鋁合金是不會(huì )跑的，玻璃總是在的，電池片和上面的金屬材料都原封不動(dòng)在那里。用最實(shí)惠的辦法把值錢(qián)的東西分開(kāi)再利用，是回收的基本思路。
2. 盡量完全回收、零垃圾填埋�；厥辗椒ǎ阂韵率峭暾硐氲慕M件回收流程圖，越往后對技術(shù)要求越高，廢料越少，同時(shí)理論收益也越高。
光伏組件回收的方法
當回收廢舊的光伏組件時(shí)，需要對組件進(jìn)行拆分，將鋁邊框、玻璃和接線(xiàn)盒部分去除，得到硅晶片。有效的完整硅晶片回收方法有“無(wú)機酸溶解法”和“熱處理法”。其中，后者又分為“固定容器熱處理法”和“流化床反應器熱處理法”。
無(wú)機酸溶解法
用硝酸和過(guò)氧化氮混合酸，在一定的溫度條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間將EVA溶解掉，與玻璃分類(lèi)。此法可保持晶硅片的完整，但需要進(jìn)一步對硅晶片進(jìn)行處理。
固定容器熱處理法
將光伏組件放入焚燒爐中，設置反應溫度600℃進(jìn)行焚燒。焚燒完成后，將電池、玻璃和邊框等手工分離�；厥盏母黝�(lèi)材料進(jìn)入相應的回收程序，塑料類(lèi)的材料完全焚燒。
流化床反應器熱處理法
使用流化床反應器對廢棄光伏組件進(jìn)行熱處理。將細沙放入流化床反應器中，在一定溫度、流速的空氣作用下，細沙處于滾燙流動(dòng)狀態(tài)，具有液體的物理性質(zhì)。將組件放入流化床中，EVA和背板材料會(huì )在反應器中氣化，廢氣則從反應器中進(jìn)入二次燃燒室，作為反應器的熱源。對于厚度達到400微米以上的電池片，可以回收完好的硅片。由于制造技術(shù)不斷發(fā)展，電池片逐代變薄，熱處理法已無(wú)法獲得完好的硅片，因此也只能夠適用于回收硅料。
除上述3種方法外，還有“有機酸溶解法”和“物理分離法”。
有機酸溶解法
用有機溶劑溶脹EVA，以達到分離電池片、EVA、玻璃和背板的目的。該法所需時(shí)間較長(cháng)，大約7天為一次反應周期。另外，EVA膨脹后使電池片破碎且存在有機廢液處理問(wèn)題，因此該法仍處于實(shí)驗室研究階段。
物理分離法
先將組件鋁邊框與接線(xiàn)盒拆除，隨后粉碎無(wú)框組件，分離涂錫焊帶與玻璃顆粒，剩下的部分再進(jìn)行研磨，用靜電分離方法得到金屬、硅粉末、背板顆粒和EVA顆粒。該法最終得到是不同材料的混合物，未能實(shí)現單一組分的充分分離，仍處于實(shí)驗室研究階段。
各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)：
結合國內外已有報廢光伏組件的技術(shù)方法和經(jīng)驗來(lái)看，無(wú)機酸和有機酸溶解：只針對EVA的去除和分離，未考慮到邊框的拆除和硅晶片再利用，且剩下的廢液也難處理；物理分離法：不夠完善，未能分離各單一的組分�？刹扇《喾N處理方法相結合的方式，取長(cháng)補短，探索出合適的光伏組件處理方法。
回收效果
這么一套工藝下來(lái)，玻璃、鋁框、接線(xiàn)盒幾乎完全回收，聚合物分解掉（當做燃料了所以也不太耗能），太陽(yáng)能級純度的硅回收90%，銀和銅的回收超過(guò)70%，效果非常好。
基本上，回收的材料的價(jià)值，按照現在的市場(chǎng)價(jià)，會(huì )有每塊組件11到12美元的收益。這基本上是解決掉了組件回收經(jīng)濟上最大的障礙，使得失效組件回收成為有利可圖的生意！
面臨的挑戰及未來(lái)猜測
值得關(guān)注的是，在WEEE的強制規定回收廢棄組件之前，已有一半的會(huì )員是中國公司，說(shuō)明中國的企業(yè)已經(jīng)認識到了這個(gè)問(wèn)題，目前中國已有企業(yè)開(kāi)始對此研究，2020年，我國碳中和、碳達峰目標已經(jīng)公布，國家領(lǐng)導人反復強調低碳綠色發(fā)展，因此，這個(gè)問(wèn)題在接下來(lái)會(huì )愈來(lái)愈受到重視，當然在回收過(guò)程中，也將面臨一系列的挑戰，如回收成本、技術(shù)、政策空白各方面等，誰(shuí)能挑起這根大梁，我們只能拭目以待。
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