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              漲知識|光伏組件失效以后怎么處理?


              在我們興致勃勃的談論中國2020年新增裝機量高達48.4GW,中國光伏世界第一的時候,是否想過光伏組件回收的問題?事實上第一批大規模使用的光伏系統,已經逐漸到了退休的年齡了。
              你知道嗎?太陽能電池板的使用壽命為20年至30年。隨著近幾年全球太陽能制造業的大量生產,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7.6萬噸,截至2019年底我國累計并網的204.3GW裝機量未來將產生1553萬噸電子垃圾!
              關于使用25年之后的光伏組件,許多人不禁要問,組件失效了以后怎么辦?填埋?那還叫什么綠色能源!回收?會不會是賠本生意?帶著這樣的質疑,本文就光伏組件的回收標準、流程及收益進行探討, 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產品需要進行強制回收處理。
              2014年10月,WG2成員提議將《光伏組件的回收與環境安全評估》作為新的工作組項目提案,未來制訂出組件回收以及環境安全評估的IEC標準。

              目前,歐洲已經著手從標準法規層面出臺強制回收光伏組件的規定。歐盟議會已正式修改了廢棄電氣和電子設備規章。根據修訂,使用過的光伏組件必須集中收集85%以上,必須再循環利用80%以上。
              在中國,隨著近幾年光伏行業的迅猛發展,光伏組件回收的技術和政策體系也逐步受到關注,能耗低、污染小,經濟可行的光伏組件回收再利用技術路徑已經開始研究探索。

              國內未來的光伏組件廢棄量
              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7.6萬噸,截至 2019 年底累計并網的204.3GW裝機量未來將產生1553萬噸電子垃圾!
              據了解,光伏組件廢棄品不經過回收處理,將會帶來環境破壞,尤其是面對這么龐大的數據,而含氟背板就是一個威脅環境的重要問題,它需要經過回收,進行無害處理。

              光伏組件回收可產生的價值
              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,一塊太陽能組件的大部分重量來自可循環再造的材料。此外,研究還指出,雖然太陽能組件中包含的銀、銦、鎵等稀有金屬僅占組件總質量的1~2%,但是仍具有回收價值。
              經測算:到了2030年,中國廢棄的光伏組件可以產生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。
              預計組件回收的高潮會于2030年到來,賺錢的生意,不能不干。
              據PVCycle協會預計,到2035年全球光伏組件回收將成為總價值達到120億美元的產業。光伏組件回收不僅可以創造更多的就業機會,而且可以降低太陽能光伏產業對整體環境的影響。
              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,但是鋁合金是不會跑的,玻璃總是在的,電池片和上面的金屬材料都原封不動在那里。用最實惠的辦法把值錢的東西分開再利用,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,越往后對技術要求越高,廢料越少,同時理論收益也越高。

              光伏組件回收的方法
              當回收廢舊的光伏組件時,需要對組件進行拆分,將鋁邊框、玻璃和接線盒部分去除,得到硅晶片。有效的完整硅晶片回收方法有“無機酸溶解法”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”。
              無機酸溶解法
              用硝酸和過氧化氮混合酸,在一定的溫度條件下,經過一段時間將EVA溶解掉,與玻璃分類。此法可保持晶硅片的完整,但需要進一步對硅晶片進行處理。
              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;厥盏母黝惒牧线M入相應的回收程序,塑料類的材料完全焚燒。
              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,細沙處于滾燙流動狀態,具有液體的物理性質。將組件放入流化床中,EVA和背板材料會在反應器中氣化,廢氣則從反應器中進入二次燃燒室,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。由于制造技術不斷發展,電池片逐代變薄,熱處理法已無法獲得完好的硅片,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。該法所需時間較長,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題,因此該法仍處于實驗室研究階段。
              物理分離法
              先將組件鋁邊框與接線盒拆除,隨后粉碎無框組件,分離涂錫焊帶與玻璃顆粒,剩下的部分再進行研磨,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,未能實現單一組分的充分分離,仍處于實驗室研究階段。
              各種方法的優缺點:
              結合國內外已有報廢光伏組件的技術方法和經驗來看,無機酸和有機酸溶解: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,玻璃、鋁框、接線盒幾乎完全回收,聚合物分解掉(當做燃料了所以也不太耗能),太陽能級純度的硅回收90%,銀和銅的回收超過70%,效果非常好。
              基本上,回收的材料的價值,按照現在的市場價,會有每塊組件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!
              面臨的挑戰及未來猜測
              值得關注的是,在WEEE的強制規定回收廢棄組件之前,已有一半的會員是中國公司,說明中國的企業已經認識到了這個問題,目前中國已有企業開始對此研究,2020年,我國碳中和、碳達峰目標已經公布,國家領導人反復強調低碳綠色發展,因此,這個問題在接下來會愈來愈受到重視,當然在回收過程中,也將面臨一系列的挑戰,如回收成本、技術、政策空白各方面等,誰能挑起這根大梁,我們只能拭目以待。

               

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