綢繆光伏組件退役回收高峰
➤我國退役光伏組件回收利用規模還不夠大,回收技術尚待發展成熟,循環利用産業鏈有待形成
➤可大規模産業化的光伏組件回收技術將是目前多種技術路線的融合態,在不同的處理環節分別採用性價比最高的技術
➤抓住“兩新”政策加力擴圍實施的契機,抓緊完善光伏組件回收利用的標準規範
文 |《瞭望》新聞周刊記者 唐弢
浙江嘉興海寧市行政中心樓頂,一排排光伏板整齊排列,煥然一新。去年9月,這裡安裝的800多塊270瓦光伏組件統一拆除,迭代為新型的590瓦光伏組件,開啟浙江首個分佈式光伏“以舊換新”項目。同在嘉興,秀洲區今年新開館的中國光伏回收和循環利用展廳,展出了全球首塊用光伏組件回收材料製備的全回收再生光伏組件,功率超過645瓦。
200公里外的江蘇常州,瑞賽環保科技有限公司高壓射流研磨法拆解示範線上,退役光伏板經過備料、拆邊、拆解等多道工序,拆解為不足米粒大小的玻璃渣、銀屑等,再經工藝提純,實現重復利用。
我國是全球光伏裝機容量最大的國家,截至今年6月光伏發電裝機已突破1000吉瓦(GW)。按照設計使用壽命,部署較早的光伏發電設備已開始集中進入退役期。中國光伏行業協會預計,2025年,我國將開始産生大批量退役光伏組件,此後10多年間,退役組件規模將以年增30%左右的速度快速增長。
與巨大回收需求不相匹配的是,我國退役光伏組件回收利用規模還不夠大,回收技術尚待發展成熟,循環利用産業鏈有待形成。2023年8月國家發展改革委等六部委發布的《關於促進退役風電、光伏設備循環利用的指導意見》提出:到2025年,退役風電、光伏設備循環利用相關標準規範進一步完善,資源循環利用關鍵技術取得突破。
對照這一目標,受訪業內人士認為,近年來光伏組件回收多條技術路線並進研發,正在突破安全性和經濟性兩大難點;多項標準規範逐步建立,將形成更加規範化的行業市場環境,但還需大力加強技術研發、産能供給、力量布局、規範建設,更好應對光伏組件退役高峰期。
退役光伏設備“迎峰”
新世紀以來,我國光伏發電裝機規模快速發展。目前,部署較早的一批光伏設備,已臨近25年設計壽命。
近年“提質降價”的行業趨勢在加速設備更新。近兩年,光伏組件價格從每瓦1元降至0.6元,組件功率從500多瓦提升至700瓦以上。“不少光伏電站原準備使用壽命到期後再退役設備,如今經濟賬、綠色賬、整體賬、長遠賬算下來,提前迭代成為多贏的選擇。”嘉興市秀洲國家高新區管委會相關負責人&&。
2024年,大規模設備更新和消費品以舊換新政策將“光伏設備更新和循環利用,光伏電站構網型改造”列入支持範圍;今年,“兩新”政策擴圍實施,進一步推動光伏設備大批量更新。
中國光伏行業協會曾預測,到2025年全國累計退役光伏組件將達到9GW左右,當年度退役組件超2.7GW,約合21萬~27萬噸廢棄量。中國綠色供應鏈聯盟光伏專委會光伏回收産業發展合作中心預測,到2030年,全國光伏組件累計退役規模將達到100萬噸,2040年累計將達1200萬噸。如果設備更新、提早退役加速,2030年、2040年全國光伏組件累計退役規模可達400萬噸、2300萬噸。
退役高峰對組件有效回收提出了迫切需求。
業內專家介紹,光伏組件富有回收價值的組分,主要集中在層壓件上。它的結構像一塊“三明治”:中間是以硅為主要成分的電池片,表面分佈着細細的銀柵線,電池片之間通過主要成分為銅的焊帶連接;電池片的上下表面,是通過膠膜封裝的背板和玻璃;“三明治”四週還有起支撐和保護作用的邊框,以鋁材為主。
“光伏組件所含資源有很高回收價值。”中國再生資源産業技術創新戰略聯盟副理事長兼秘書長尚輝良説,若能全量回收,到2030年,我國可從退役光伏組件中得到145萬噸碳鋼、110萬噸玻璃、54萬噸塑料、26萬噸鋁、17萬噸銅、5萬噸硅和550噸銀。但光伏組件有效回收對技術要求較高,需突破安全性、經濟性兩大問題。
回收乾淨 乾淨回收
安全可靠是光伏組件回收技術要破解的首要課題。光伏組件結構複雜,最有價值的層壓件也是拆解難度最大的部分。晶硅組件中的鉛、錫等金屬具有較高的浸出毒性;薄膜太陽能電池特別是碲化鎘薄膜電池中的鎘、銅等重金屬含量高。此外,早期較多使用的含氟背板中的氟元素,若處理不當,都會産生二次污染。
光伏回收産業發展合作中心秘書長呂芳介紹,在光伏組件拆解環節,現有技術路線主要包括物理法、熱解化學法、溶劑化學法,都存在衍生污染風險。比如熱處理法會産生有害氣體,溶劑化學法需妥善處理産生的廢液。“把資源回收乾淨,回收的過程也得‘乾乾淨淨’。”呂芳説。
經過近年來多條路線並進的新技術研發,安全性難題正得到破解。
受訪專家&&,一些新的環保處理工藝已逐步成熟。例如液電效應創新技術通過高壓脈衝放電,在水中産生衝擊波,實現玻璃、硅片等成分環保分離,無化學污染且能耗較低。
再如瑞賽環保研發的高壓射流研磨法,拆解全程不引入新污染源,配合有價金屬綠色浸出技術,材料回收利用率超過90%,其中八成以上材料可回用至光伏行業。
“下一步,我們也將進一步推動相關企業建設示範性工業化生産線,制訂基於新技術的光伏組件回收標準化流程。”呂芳説。
還有一些企業在摸索再利用新路徑。中國資源循環利用集團有限公司旗下的新源勁吾(北京)科技有限公司正在推廣對退役光伏板進行彩色化加工,應用於建築、交通、文創等場景。“我們已經迭代到了第三代産品,用於高速公路的消音屏、工地施工的建築圍擋等。”中資環集團有限公司副總經理陳運龍介紹。

在浙江省台州市三門縣,工作人員經過通道去灘塗上安裝光伏板(2024 年 3 月 26 日攝) 翁忻旸攝 / 本刊
“性價比”左右市場接受度
降低回收成本,同樣是光伏組件回收行業力圖破解的關鍵課題。
首先是回收技術本身的經濟性。“以溶劑化學法為例,拆解過程使用大量化學試劑,購買和處理開支不小。由於技術尚不成熟,存在投資較大而回收物質純度不高,‘性價比’不高。”光伏回收産業發展合作中心副秘書長劉莉敏&&,有的小企業回收一塊標準尺寸的光伏組件收益50元左右,成本卻要70多元。
其次是回收産能布局的經濟性。目前,光伏組件回收科技企業集中在東部尤其是江浙地區。“從外省收光伏板並不划算,比如從佛山運到嘉興,每塊板運費就要幾十元。一般一次運500塊以上光伏板、裝滿一車的,我們才收。”嘉興的一家光伏組件回收企業負責人&&。
“目前的回收市場有不少‘小作坊’式商戶,通過社交群、視頻號發布回收信息,招攬生意。”一道新能源科技股份有限公司首席技術官宋登元&&,一些無處理能力的企業往往採取簡單填埋、焚燒等方式處置。《2024年中國光伏回收和循環利用白皮書》顯示,目前很多退役光伏組件採用直接填埋、切碎填埋等方式處理,回收利用率較低。
近年來,光伏組件回收行業在提升技術和布局經濟性上取得了一定進展。例如瑞賽環保開發的高溫熱解法拆解生産線,在零收費、零補貼前提下可達10%~30%的毛利率。在大規模並網光伏電站集中的青海省,由國家電投黃河上游水電開發有限責任公司建設、具有自主知識産權的高回收率太陽能晶硅光伏組件回收中試線,已具備批量處理能力,今年獲得國家專利密集型産品認定。
受訪專家預計,幾年後,可大規模産業化的光伏組件回收技術將是目前多種技術路線的融合態,在不同的處理環節分別採用性價比最高的技術。
在回收産能布局上,應發揮市場機制,探索建立自主回收、聯合回收或委託回收等不同商業模式,推動光伏産業鏈上下游企業協同循環利用資源。
加快構建行業規範
“推動回收技術發展成熟,規模化的市場應用是重要前提,規範化的市場環境是當下應加強的重點方向。”多位受訪專家認為,應抓緊完善光伏組件回收利用的標準規範。
尚輝良介紹,目前實施的《廢棄電器電子産品回收處理管理條例》並未覆蓋光伏組件産品,因此企業在處置退役光伏組件時,往往未將其按固廢進行統一合規處置,而是通過招標或競價選定回收方,容易流向低價的填埋處理方式。
避免光伏組件回收“劣幣驅逐良幣”,須明確回收標準規範體系。
近年來,這方面的步伐已明顯加快。
2022年,工業和信息化部節能與綜合利用司將《光伏電站安全拆除及分類處置管理規範》列入研究項目名單。2024年至今年初,“兩新”領域計劃制定修訂的294項國家標準中已累計發布185項,其中包含廢舊車用動力電池、退役光伏組件回收利用等國家標準43項。
受訪專家認為,在光伏組件回收領域,應加快建立設備報廢及殘值評估標準體系、回收利用環境污染防治技術規範、回收處置與利用碳排放量核算等。
“在標準規範‘補短板’的同時,可從開展信息採集、流向監測等入手,推動光伏組件全生命周期的追蹤溯源和數字化管控,為以後的規範化處理奠定基礎。”呂芳説。□