光伏组件回收技术研究

光伏组件回收技术研究[摘要]文章立足于实际，详细的分析了光伏组件回收的现状、技术发展情况及市场发展情况。首先对光伏组件回收的背景及政策情况分析，而后在分析光伏组件回收技术发展情况，解析光伏组件回收的发展路径。[关键词]组件回收政策；回收方案；回收流程；回收技术；一、背景及政策：（一）光伏组件回收背景随着全球环境恶化和能源危机的日益加剧，碳达峰、碳中和已成为全球的共识，光伏新能源作为各国实现气候目标的重要途径之一，装机容量更是快速增长。据BNEF彭博新能源财经预计2030年装机量将增加到334GW。我国光伏发电累计装机容量已超过200GW，预计2030年新增装机水平将达到105GW～128GW。未来光伏发电的装机规模，无疑将由“GW时代”跨越至“TW时代”。与此同时光伏发电的大规模应用，不可避免地衍生出了废旧光伏组件的回收问题。据国际能源机构一组预测数据显示：2030年全球光伏组件回收将达800万吨左右，迎来回收大潮。2050年全球则会有将近8000万吨的光伏组件进入回收阶段。中国将在2030年面临需要回收达150万吨的光伏组件，在2050年将达到约2000万吨，大量废旧光伏组件处理不当会给环境、社会带来不良影响无疑将不可小觑。但如处理得当，则不仅可以助力资源的循环再利用，缓解资源短缺，还能够培育新兴产业，创造更多就业价值，真正实现光伏全生命周期的绿色发展，促进光伏产业的可持续发展。以我国光伏市场2011年第一次上GW（2.13GW），组件寿命20年计算，到2031年将开始产生14万吨的固体废物，逐年提升，到2037年将会产生345万吨固废，累计固废量达到845万吨，因此，废弃光伏组件的回收与无害化处理，是摆在面前亟需提前布局解决方案的迫切问题。二、光伏组件回收技术方案：（一)光伏组件回收目前的方法首先我们了解一下光伏组件回收的整个过程原理，是和封装过程相反的过程：图一：晶体硅组件回收流程

当回收废旧的光伏组件时，需要对组件进行拆分，将铝边框、玻璃和接线盒部分去除，得到硅晶片。目前回收的技术路线是物理法和化学法两种，而有效的完整硅晶片回收方法有“无机酸溶解法”和“热处理法”。其中，后者又分为“固定容器热处理法”和“流化床反应器热处理法”，目前应用较多的回收流程：图二：晶体硅组件回收分离步奏组件铝边框与接线盒拆除目前基本是手工或者半手工的方式，单后期会逐步向自动化设备拆除的方式，自动化大大提升拆除接线盒的效率并降低成本。（二）光伏组件回收推进现状1、光伏组件回收的现状情况：国外回收组件的方法有物理法+高温热处理，高温热解+化学法,回收成本约6000-10000元/吨，后期批量回收后可下降到3000元/吨即60元/块组件，而回收的所获得收益目前约2500-3500元/吨。图三：晶体硅组件国外回收情况我国组件回收处理前期比较混乱，报废的组件基本上是500元/吨卖给回收商，回收商根据利用价值进行分类处理，如以次充好再销售或者非法焚烧、非法填埋，非法溶解提炼等方式。2019年-2022年，十三五国家重点研发项目“晶体硅光伏组件回收处理成套技术和装备”16个单位参加。英利能源、晶科、中科院电工所、隆基、计量院及多所大学合作等分别成立相关机构研究回收的不同方法处理方案，我国目前组件回收处理研究与世界同步，部分技术国际领先。已有技术积累和商业化探索为废弃光伏组件回收处理工作奠定坚实基础，部分企业的自有投资，建立了多条10MW-30MW基于不同处理方法的废弃组件处理示范线。探索新型结构晶体硅组件高效拆解及含氟背板无害化处理再利用新技术。目前中国回收组件成本及收益情况，以标准尺寸的光伏组件回收为例，从光伏组件中分离出来的废玻璃可以卖到600元/吨，每块组件的塑料背板售价约为0.63元。每块组件的硅售价1.4元左右，每块组件的银售价为45元，每件组件的铜也只值6元左右，每块组件的铝大约值1.4元。经过上述计算，一块光伏组件所产生的总收益为56.53元，然而每块组件的回收成本大约为75元。所以目前如只是回收组件还不能维持产业化，随之技术工艺产能的提升等会降低回收成本，据测算保持较高的产能利用率，一条年处理能力4万吨的物理法回收处理线投资回收期约为8年，是具有一定经济效益的，并且产出的铜、银、铝等大宗金属将来还会增值，收益率有望进一步提升，且随着厂家深入工程项目拆迁等，未来是会有很大的盈利空间。图四：晶体硅组件回收厂家情况三、光伏组件回收存在的问题：（一）错误认为组件大规模退役期尚需时日，行业积极性不高（二）政策体系尚未建立，行业发展起步期缺乏有效支持（三）废弃组件获取面临体制机制障碍，商业化探索不顺四、对策建议（一）继续加大组件回收处理技术的研发与产业化推广一是加强废弃光伏组件回收处理技术研究。加大对于新型组件，如柔性组件、MWT组件（涉及无焊带组件的回收处理）、异质结组件（涉及铟化物的回收处理）的回收处理利用技术研究。二是加强生产原料的回收处理技术研究。除组件回收处理之外，在光伏产品生产过程中，胶膜、背板、边框、玻璃等也会有一定比例的材料报废，也需加强报废材料的回收处理技术研究。三是提升回收处理工作的绿色化发展水平。四是加强光伏产品绿色化设计。从材料选择和产品设计端即考虑后续回收处理问题，如开发更有利于胶膜、背板、玻璃等分离的封装材料等。（二）建立组件回收体制机制一是联合相关部委，研究、制定和发布《废弃光伏组件回收处理管理办法》，对废弃光伏组件回收责任主体、处理企业资格认定、回收处理流程等进行明确的规定。破解分布式光伏组件回收等行业性难点，以及电力国企因担心国有资产流失不提供废弃组件、废弃组件省级流通等政策性障碍。二是可借鉴欧洲组件回收处理工作的模式，由光伏协会牵头成立光伏组件回收处理专委会，并收取会员费，专项用于回收点设置、委托处理等工作。（三）完善组件回收发展环境一是科学合理测算光伏组件大规模废弃时间点，以供行业从业人员和政策制定人员参考。二是进一步梳理完善组件回收技术标准体系与认证规则，做好标准顶层设计，加快标准制修订。三是规范组件回收行业发展秩序，严禁废弃光伏组件直接焚烧或填埋处理，