環(huán)保在線APP
環(huán)保在線手機(jī)站
環(huán)保在線小程序
微信公眾號(hào)
回放
回放
回放
品牌
天爾
2024年11月11日，第29屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì)(COP29)在阿塞拜疆首都巴庫如期舉行，期間清潔能源擴(kuò)面這一議題被予以高度重視。自標(biāo)志著開始終結(jié)“化石燃料時(shí)代”的COP28協(xié)議簽署以來，全球可再生電力得以快速增長。國際能源署(IEA)的數(shù)據(jù)顯示，全球太陽能和風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電量預(yù)計(jì)將從當(dāng)前的4250GW飆升至2030年的近10000GW。近年來，中國在清潔能源開發(fā)與利用領(lǐng)域取得了舉世矚目的成果。2023年，中國新增可再生能源裝機(jī)容量占全球新增可再生能源總裝機(jī)容量約六成，為全球能源轉(zhuǎn)型作出了重要貢獻(xiàn)。然而，隨著早期安裝的新能源裝機(jī)逐漸步入退役期，如何妥善處理退役組件、在避免環(huán)境污染的同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的有效回收與再利用，成為了全球亟待解決的問題。
因此，本文將以光伏為例，探討我國太陽能光伏組件回收在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈方面的發(fā)展現(xiàn)狀，淺析在政策和市場的驅(qū)動(dòng)下光伏組件回收產(chǎn)業(yè)所蘊(yùn)含的龐大市場需求潛力，并針對(duì)此提出促進(jìn)光伏組件回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)策略建議，以期為國內(nèi)外即將面臨的光伏組件退役潮提供參考。
一、光伏組件的構(gòu)成與回收概況
光伏組件由太陽能電池、鋼化玻璃、封裝材料（EVA等）、背板、鋁合金邊框、接線盒、密封膠等部分組成。其中，太陽能電池片是光伏組件中的發(fā)電主體，主要包括晶體硅太陽能電池片和薄膜太陽能電池片。鋼化玻璃主要用來保護(hù)發(fā)電主體(如電池片)，對(duì)透光率有較高的要求(通常91%以上)，并需進(jìn)行超白鋼化處理。EVA用來粘結(jié)固定鋼化玻璃和發(fā)電主體(如電池片)，透明EVA材質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到組件的壽命。背板位于太陽能電池組件背面的最外層，作用是密封、絕緣、防水，通常為TPT、TPE等材質(zhì)，對(duì)耐老化要求較高。鋁合金邊框主要用來保護(hù)層壓件，起到一定的密封、支撐作用。接線盒是介于太陽電池組件構(gòu)成的太陽電池方陣和太陽能充電控制裝置之間的連接器，主要起到保護(hù)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的作用。密封膠主要起到密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處，國內(nèi)普遍使用硅膠。此外，根據(jù)具體需要，光伏組件中還可能包含互聯(lián)條、匯流條、其他膠粘劑、肖特基二極管、電池銅柱等材料。同時(shí)從成本及回收價(jià)值層面來看，較高的回收技術(shù)要求導(dǎo)致太陽能電池片和鋼化玻璃的回收成本占比相對(duì)較高；而鋁合金邊框中的鋁合金以及來自接線盒等部分的貴金屬銀的回收殘值則相對(duì)更高。
圖 1 太陽能光伏組件構(gòu)成示意圖 資料來源：三工光電[1]
從回收技術(shù)來看，當(dāng)前太陽能光伏組件的回收技術(shù)主要包括物理回收法、化學(xué)回收法和熱解回收法。物理回收法是指基于材料的物理性質(zhì)差異(如密度、粒度、磁性等)，通過一系列破碎、研磨、分選等工藝流程，將廢舊光伏組件中的硅片、電池片、背板、玻璃、金屬邊框等材料進(jìn)行有效分離并回收再利用的技術(shù)。經(jīng)過物理分解和提純后，可以得到玻璃、金屬(鋁、銅等)、EVA塑料以及硅粉等材料。回收率方面，實(shí)際量產(chǎn)時(shí)的回收率普遍可達(dá)92%以上，部分先進(jìn)企業(yè)和技術(shù)甚至能實(shí)現(xiàn)更高的回收率。化學(xué)回收法是指利用化學(xué)反應(yīng)將廢舊光伏組件中的硅、銀、銅等有價(jià)值元素進(jìn)行提取、分離和回收利用的技術(shù)，包括無機(jī)酸溶解法和有機(jī)酸溶解法，主要針對(duì)回收組件的金屬部件，需要較高成本，但可獲得具有較高純度的高價(jià)值金屬物。回收率方面，雖然該方法在金屬提純方面具有較高效率，但其整體回收率略低于物理法。熱解回收法是指將廢舊光伏組件加熱至高溫狀態(tài)，并通過化學(xué)反應(yīng)將其分解的技術(shù)。在此過程中，組件內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)會(huì)在高溫下分解為氣體和液體，而無機(jī)物質(zhì)則轉(zhuǎn)化為固體。通過后續(xù)的分離和提純過程，該技術(shù)可將廢舊光伏組件中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品和燃料，而無機(jī)物質(zhì)則可以轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的建筑材料或新型電池材料。回收率方面，在實(shí)驗(yàn)室條件下該方法可以實(shí)現(xiàn)90%以上的回收率，但實(shí)際應(yīng)用效果可能受到多種因素的影響。當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用來看，物理回收法因其環(huán)保性和相對(duì)較低的成本，在實(shí)際應(yīng)用中更為廣泛。
從產(chǎn)業(yè)鏈來看，目前光伏組件回收行業(yè)仍處于回收技術(shù)的探索與研發(fā)初期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模與完整產(chǎn)業(yè)鏈尚未成型，正處于廣闊的藍(lán)海市場階段。以晶科能源、英利集團(tuán)為代表的光伏龍頭企業(yè)，已建成基于物理法和化學(xué)法組件低成本環(huán)保處理成套工藝示范線，具備千噸級(jí)處理能力，為廢舊光伏組件的回收利用奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。具體來看，晶科能源作為一家率先加入RE100的光伏組件生產(chǎn)商，也是國內(nèi)最早一批開展光伏回收技術(shù)研發(fā)的公司，2019年便已承接“十三五”國家重大專項(xiàng)晶硅光伏組件回收處理成套設(shè)備和技術(shù)的項(xiàng)目，開始搭建和試運(yùn)行組件的全套回收示范線[2]。近年來該企業(yè)與中南大學(xué)、中國環(huán)科院等合作，以熱解化學(xué)法為核心，開發(fā)光伏組件高價(jià)值環(huán)保處理關(guān)鍵技術(shù)及核心設(shè)備，并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。目前，已在江西上饒建成化學(xué)法光伏組件回收示范線處理成套裝備生產(chǎn)示范線，年處理能力在12MW，可以拆解完整背板、玻璃(無膠膜)、電池片，組件拆解速率可達(dá)8min/片，總質(zhì)量回收率可達(dá)92%，其中硅、銀、銅回收率可實(shí)現(xiàn)95%、95%、98%[3]。英利集團(tuán)近年來聯(lián)合河北大學(xué)、零碳研究院，重點(diǎn)研究以物理法為主的綠色環(huán)保拆解分離技術(shù)及裝備，目前已在保定蠡縣建成國內(nèi)首條物理法晶硅光伏組件回收處理成套裝備生產(chǎn)示范線，年處理能力可達(dá)到12MW，可實(shí)現(xiàn)鋁材、玻璃、硅、銅等材料的高效分離，產(chǎn)品綜合回收率達(dá)93%，其中硅、銀、銅回收率分別可實(shí)現(xiàn)96%、93%、97%[4]。此外，一道新能源作為光伏組件回收行業(yè)的“黑馬”，近年來在光伏退役組件的有機(jī)粘結(jié)膠膜結(jié)構(gòu)與表面粘結(jié)特性演化及解粘結(jié)機(jī)理、高分子材料的環(huán)保無害化降解及再生機(jī)理等研究方面取得了突破性進(jìn)展，并攻克了EVA膠膜與電池片的分離技術(shù)、玻璃與膠膜熱分離技術(shù)、多組分靜電分選技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，與河北大學(xué)等單位合作研發(fā)的光伏退役組件綠色回收示范線已經(jīng)投入運(yùn)行[5]。盡管如此，受限于當(dāng)前組件退役需求稍顯不足、組件拆裝、運(yùn)輸?shù)瘸杀据^高、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)回報(bào)尚不明朗等因素，目前我國光伏組件回收實(shí)際產(chǎn)業(yè)化還未真正落地。
二、光伏組件回收的發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
政策引導(dǎo)下，光伏組件回收迎來發(fā)展機(jī)遇。頂層設(shè)計(jì)方面，2022年8月，工業(yè)和信息化部、國家能源局等聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈協(xié)同發(fā)展的通知》，要求加強(qiáng)光伏產(chǎn)業(yè)鏈全生命周期管理和碳足跡核算，加快廢棄組件回收技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)化研究。2023年7月，國家發(fā)展改革委等六部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)退役風(fēng)電、光伏設(shè)備循環(huán)利用的指導(dǎo)意見》提出，鼓勵(lì)再生利用企業(yè)開展退役光伏設(shè)備精細(xì)化拆解和高水平再生利用，重點(diǎn)聚焦光伏組件中的光伏層壓件、邊框、接線盒等部件開展高水平再生利用；到2025年，光伏發(fā)電站退役設(shè)備處理責(zé)任機(jī)制基本建立，退役光伏設(shè)備循環(huán)利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)一步完善。技術(shù)目錄和標(biāo)準(zhǔn)方面，2023年12月，工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《國家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄(2023年版)》，其中納入“廢舊鋰電池高值資源化利用技術(shù)及裝備”“新能源材料MVR蒸發(fā)提取裝備”“廢舊鋰電池破碎分選成套裝備”等技術(shù)裝備，并明確列出關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)指標(biāo)。2024年10月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《廢光伏設(shè)備回收處理污染控制技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》，在國家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中首次明確了光伏組件回收工藝的定義、組件回收工藝的污染排放參考標(biāo)準(zhǔn)以及回收企業(yè)的資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在很大程度上推動(dòng)解決了行業(yè)發(fā)展“缺乏資質(zhì)要求”的問題。
退役潮逐漸出現(xiàn)，光伏組件回收迎來市場需求。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)，2025年我國將開始產(chǎn)生大批量的退役光伏組件；2030年后我國光伏組件廢棄量將迎來高峰期，達(dá)到18GW左右，將產(chǎn)生約140萬噸的廢棄量，產(chǎn)值約130億元；到2040年，光伏組件累計(jì)廢棄量將達(dá)到253GW，約2000萬噸，產(chǎn)值規(guī)模達(dá)1500億元[6]。具體來看，光伏廢棄組件蘊(yùn)含豐富的可回收資源，主要包括70%的玻璃、18%的鋁、5%的硅，以及約1%的銀與其他稀有金屬；然而，光伏組件中所采用的有機(jī)包裝材料及含有的重金屬鉛均對(duì)環(huán)境構(gòu)成潛在威脅。若能全部回收，到2030年可從廢棄光伏組件中得到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[7]，能夠有效減少對(duì)原生資源的開采，降低資源提煉過程中的能耗，同時(shí)減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響與破壞。整體來看，光伏組件回收已成為光伏產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的迫切需求，并即將迎來市場發(fā)展的黃金階段，有望成為我國經(jīng)濟(jì)增長的新動(dòng)能。
三、推進(jìn)光伏組件回收的建議
首要的是完善光伏組件回收相關(guān)的政策體系。法規(guī)層面，建立光伏組件強(qiáng)制性回收法規(guī)。一方面，有關(guān)部門可考慮將廢棄光伏組件納入《強(qiáng)制回收名錄》予以強(qiáng)制回收，確保生產(chǎn)者、運(yùn)維者、消費(fèi)者以及第三方廢物管理公司切實(shí)履行回收責(zé)任。另一方面，參照《電子廢物污染環(huán)境防治管理辦法》《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》等，制定廢棄光伏組件強(qiáng)制回收計(jì)劃，對(duì)回收與處理環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管和有效實(shí)施。制度層面，加強(qiáng)激勵(lì)約束機(jī)制建設(shè)。一方面，通過中央財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免等政策，支持更多企業(yè)參與退役光伏組件的資源化利用；同時(shí)可設(shè)立專項(xiàng)基金，用于支持光伏組件回收技術(shù)的研發(fā)、推廣以及回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。另一方面，對(duì)符合回收資質(zhì)、技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保達(dá)標(biāo)的企業(yè)進(jìn)行認(rèn)證，并納入白名單管理，同時(shí)對(duì)白名單企業(yè)給予一定的政策優(yōu)惠和技術(shù)扶持。標(biāo)準(zhǔn)層面，建立健全光伏組件回收標(biāo)準(zhǔn)體系。基于《廢光伏設(shè)備回收處理污染控制技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》，進(jìn)一步完善光伏組件回收的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、組件報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)以及回收企業(yè)的資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(如環(huán)境保護(hù)設(shè)施、運(yùn)營場地、規(guī)范管理等)，同時(shí)推廣先進(jìn)的回收技術(shù)和方法，系統(tǒng)、規(guī)范地提高組件回收效率和資源利用率。
加快建立光伏組件回收協(xié)同合作平臺(tái)。一是以集中式光伏發(fā)電基地為核心，就近建立光伏回收產(chǎn)業(yè)鏈集群或園區(qū)。通過在園區(qū)內(nèi)配備完善的回收設(shè)施和服務(wù)體系，為光伏組件回收提供一站式服務(wù)。同時(shí)，推動(dòng)光伏制造、安裝與回收企業(yè)之間的跨領(lǐng)域合作，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同，共同探索光伏組件回收的新模式和新路徑。二是建立光伏組件回收利用信息化服務(wù)平臺(tái)。通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光伏制造、安裝與回收企業(yè)間關(guān)于組件類型、使用壽命、回收需求等信息的全面共享，并增強(qiáng)廢舊組件在回收過程中的智能化識(shí)別、精準(zhǔn)定位、動(dòng)態(tài)跟蹤、高效交易、實(shí)時(shí)監(jiān)控與科學(xué)管理能力，以此優(yōu)化資源配置結(jié)構(gòu)，顯著提升回收效率。
用好綠色金融開展資金支持。信貸方面，可針對(duì)不同融資主體開展差異化信貸支持政策。例如，針對(duì)資金和技術(shù)實(shí)力相對(duì)雄厚、產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大的能源或環(huán)保國企、央企，鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)發(fā)放中長期貸款，以長期支持相關(guān)綠色技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。針對(duì)資金和產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小的光伏組件回收產(chǎn)業(yè)鏈中的上下游中小型企業(yè)，金融機(jī)構(gòu)可積極開展供應(yīng)鏈融資服務(wù)，通過應(yīng)收賬款質(zhì)押、存貨質(zhì)押等方式，在實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的同時(shí)，解決上下游中小企業(yè)的資金回籠問題。針對(duì)分布式光伏組件回收企業(yè)或個(gè)人，金融機(jī)構(gòu)可在“光伏貸”業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新開發(fā)“光伏回收貸”業(yè)務(wù)模式，滿足企業(yè)或農(nóng)戶用于光伏設(shè)備回收的資金需求。債券方面，行業(yè)內(nèi)龍頭能源或環(huán)保企業(yè)可率先嘗試發(fā)行將募集資金用于符合《綠色債券支持項(xiàng)目目錄(2021年版)》中“資源循環(huán)利用裝備制造”或“固體廢棄物綜合利用”條目的綠色債券。保險(xiǎn)方面，鼓勵(lì)保險(xiǎn)公司為光伏組件回收過程中的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)、處理風(fēng)險(xiǎn)、市場風(fēng)險(xiǎn)等潛在風(fēng)險(xiǎn)提供多元風(fēng)險(xiǎn)保障產(chǎn)品，同時(shí)健全光伏保險(xiǎn)產(chǎn)品體系，加強(qiáng)對(duì)光伏組件生產(chǎn)、安裝、運(yùn)營和回收等全生命周期的風(fēng)險(xiǎn)提供保障，從而有效降低回收企業(yè)的運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。
原標(biāo)題：IIGFCOP29觀點(diǎn) | 金子曦、周蕎：光伏組件回收的發(fā)展現(xiàn)狀和推進(jìn)建議
