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超60GW的光伏组件将开始批量退役 我们应该怎么办?

发布时间:2019-10-29 04:23



:按照公认的技术标准,光伏澳门太阳城开户条件组件有25年左右的生命周期。如果从2010年第一批金太阳工程的组件落地算起,今年,这批组件刚进入运行的第9年,距离回收仍有时日。

(来源:微信公众号“能源杂志、PV兔子、光伏盒子”)

但一个值得关注的现象是,不少业内人士对光伏回收情况进行预测时,会把组件回收的高峰期提前10年,并非按通常规律在2035年出现, 而是2025开始就可能会进入密集期,2030年左右将迎来处理高峰。

根据中科院电工所的预测,如果组件运营维护良好,到 2034 年国内光伏组件累计废弃量将达到近 60 吉瓦;而如果运维一般,届时累计废弃量将超过70吉瓦。到2050年,中国光伏组件中或将有2/3需要提前退役。

2010年之后,国内光伏产业出现过两次快速增长:2012~2013年,为了应对欧美“双反”,多部委联合出台多项支持光伏产业的政策,此后一年多,光伏新增装机量增长近10倍,且90%以上为地面电站;2016~2017年,由于组件价格下降、扶持力度增加,国内的分布式光伏快速发展,全年装机同比增长3.7倍。

对于2016~2017年大规模安装的分布式光伏来说,产品转化率高、质量较好,且可以参考欧洲、日本等地丰富的分布式光伏回收经验,退役时即便带来一些问题,但影响可能也会较小。而2012~2013年由于光伏组件推出较早,技术水平相对较弱,且主要应用在西部电站中,在全球范围都很难找到类似的回收先例。更重要的是,这批组件将率先退役,因此,亟需探索出中国式的回收模式。

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回收思路之一

有人曾提出过一种思路,即由光伏企业自己处理,但这种“谁的孩子谁抱走”的模式并不被看好,原因有二:

一是从回报上看,企业处理非常不划算。一块光伏组件回收后,最大的价值体现在其中的金属部分,但可以回收的金属非常有限,且回收投入较大。如果投入与产出不匹配,企业就不可能产生太大的动力;

二是从条件上看,组件处理需要置办设备,加派人力。即便企业有足够的生产能力和技术储备,但国内光伏组件的生产线主要集中于中东部,很少位于西部。如果要处理,每家企业不仅需要重新添置生产线,而且要支付不菲的物流费,这必然会减少光伏企业参与后处理的热情。既然分散处理、远距离运输难以实现,相对可行的办法应该是集中处理和就近原则。

以甘肃省为例,退役光伏组件可以由专业机构进行收集,并根据产品的类型、破损的程度统一运至一个或几个处理点,根据不同特点进行不同方式的集中处理。而企业则可以参照PV CYCLE的模式,以出资的形式参与后处理,让“专业人做专业事”,或将会产生更好的效果,以及更大的效益。

回收的原理

1. 有效分离贵重材料再利用。虽然光伏组件因为各种原因失效了,但是铝合金是不会跑的,玻璃总是在的,电池片和上面的金属材料都原封不动在那里。用最实惠的办法把值钱的东西分开再利用,是回收的基本原理。

2. 尽量完全回收,尽量零垃圾填埋。不用解释了。

回收的方法

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(完整理想的组件回收流程图,越往后对技术要求越高,废料越少,同时理论收益也越高。Huang, Solar Energy, 2017)

1. 简单粗暴一刀切。无论什么回收技术方案,第一步一定是拿掉塑料接线盒,这是和光伏组件其他材料最不搭杠,而且最好分离的部分。第二步是拆铝边框,最值钱而且好拆。

拿掉以后呢?现有最成熟、最简单粗暴、同时收益最少的办法就是整体碾压切成渣,做成玻璃。反正玻璃是氧化硅,里面的电池大部分也是硅,烧一烧又成玻璃了,顶多有一点有机胶膜和背板的杂质,高温下也没有了。但是贵重的金属电极材料比如银、铜、铝、锡、铅等等就可惜咯,统统也当成杂质处理了。玻璃的价值含量是相当低的。

2. 重新利用组件里面的电池。很多时候失效的组件是因为背板不行了,胶膜变色了,玻璃坏了,但电池本身依旧坚挺。而电池又是组件里面最值钱的部分。自然而然的思路就是,重新回收电池再利用。可是,要把组件拆了不损害里面的电池,这很难!撕开背板后,要么泡盐酸去掉EVA胶膜(耗时,损害金属电极);要么有机溶剂去掉EVA(更耗时);要么超声波超掉EVA(费电);要么加热热解EVA(电池基本上就废了)。理想很丰满,现实很骨感,想要回收性能不受影响的电池,基本上做不到!

3. 重新利用组件里面的硅片。既然电池收不回来,那我们就退而求其次,重新再利用电池里面最值钱的部分——硅片。回收以后把硅片重新做成电池。这就需要各种化学方法去掉氮化硅、金属电极、发射极和背电场。具体的搭配可能是氢氟酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾等等。现实再次骨感了一把——人算不如天算,随着技术的发展和降本的要求,硅片的厚度从300微米降到200微米以下而且还要继续降低,导致的后果就是硅片根本就经不起化学处理的折腾——碎碎碎!这条路,再次堵死。

4. 重新利用太阳能级硅。既然硅片也收不回来,那就再退一步,我们回收太阳能级硅吧。虽然说还要重新拉单晶或者铸锭然后切片,至少提纯的步骤我们省下来了啊!这个方案,就是现今主流的方向。碎就让它碎吧,碎了我们重新拉晶或者铸锭就好了。和上一种方法一样,正面发射极和背电场是不能要的。用氢氧化钠快速的去掉几个微米的表层,再用方阻检测是不是完全去掉了发射极和背电场,就可以制成可资利用的太阳能级硅了。

至于金属回收的部分,一般是用硝酸从电池片上拿掉,再用电解萃取(electrowinning)的办法收集高纯度的金属材料。


原标题:超60GW的光伏组件将开始批量退役,我们应该怎么办?

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