收破爛還是助低碳？迎接即將到來的光伏組件退役潮

2030年全球光伏組件回收將達(dá)800萬噸。面對即將到來的退役潮，如何打通光伏綠色產(chǎn)業(yè)鏈“最后一公里”？

“一噸報廢組件我們也就給300塊，數(shù)量少的自行交予廢品回收站處理就行了，專門去收運費、人工都不夠。”江蘇一家光伏組件回收企業(yè)負(fù)責(zé)人對記者說道。

據(jù)他介紹，光伏組件回收主要是一些小企業(yè)在做，并且回收組件以庫存組件、電站拆除組件、抵債組件、拆遷遺留組件為主，這些二手組件翻新賣往農(nóng)村地區(qū)或者非洲、南美等不發(fā)達(dá)國家，尚且有利可圖。

至于報廢的退役組件，在他看來和廢品回收的邏輯差不多，拆出邊框、鋁材和玻璃，剩余焚燒或填埋。

但有人并不這么認(rèn)為，“光伏組件回收絕不是收破爛，誰都能做的事情?！敝袊茖W(xué)院電工研究所高級工程師、中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會秘書長呂芳接受媒體采訪時強調(diào)。

呂芳是我國光伏退役回收工作的教母級人物，從事光伏回收研究和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)有十年之久，在她看來，光伏組件回收是光伏行業(yè)實現(xiàn)碳中和的重要一環(huán)，未來，作為光伏綠色鏈條的“最后一公里”，組件回收將會形成千億級的新興產(chǎn)業(yè)。

一邊是小作坊的零敲碎打，一邊是人跡罕至的“千億藍(lán)?！?，光伏組件回收目前形成了一個頗為吊詭的局面。組件退役潮將近，誰來回收？去哪回收？如何盈利？

組件退役潮將近

從光伏電池1971年首次應(yīng)用于我國第二顆人造衛(wèi)星算起，我國光伏行業(yè)已經(jīng)走過了52年的歷史，2022年，我國光伏新增裝機8741萬千瓦，同比增長60.3%，多年保持世界第一。未來，每年大量的新增裝機和大量的退役組件將成為我國光伏產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的一體兩面。

以光伏組件20到25年的設(shè)計壽命和過往裝機量數(shù)據(jù)的預(yù)測，2025年前后首批光伏組件將陸續(xù)走向退役，2030年開始，光伏組件的廢棄量會因為2010年以來的新增裝機的大幅增多而爆發(fā)，行業(yè)將進(jìn)入光伏組件報廢的密集期。

（圖源：國際能源署）

國際能源署預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，2030 年，全球光伏組件回收將達(dá) 800 萬噸左右，迎來回收大潮。2050年，全球會有將近8000萬噸的光伏組件進(jìn)入回收階段。其中，中國將在2030年面臨需要回收達(dá) 150 萬噸的光伏組件，在 2050 年將達(dá)到約2000萬噸。

（圖源：國際能源署）

從預(yù)測數(shù)據(jù)來看，2030年的密集報廢期似乎還很遙遠(yuǎn)，數(shù)量和規(guī)模也并不是很大，因此光伏組件回收還未受到太多光伏龍頭企業(yè)的重視。最先嗅到風(fēng)口的是一些小企業(yè)，他們依托咸魚、淘寶等電商平臺建立了小范圍的回收網(wǎng)絡(luò)，通過倒賣二手光伏板賺取差價。

但是考慮到光伏組件的技術(shù)迭代飛快，二十年前的光伏組件和今天22%+轉(zhuǎn)換效率的組件已不可同日而語，補貼退坡后，電站提前更換效率更高的組件意愿強烈，另外，我國早期的建設(shè)的光伏電站組件質(zhì)量參差不齊，很可能未達(dá)到設(shè)計壽命就提前退役，對老舊電站進(jìn)行“技改”成為提升存量電站發(fā)電收益的必由之路。

有專家指曾出，過去10年，光伏組件、光伏系統(tǒng)成本價格下降90%以上。技術(shù)大幅進(jìn)步、LCOE大幅下降，現(xiàn)有光伏電站未到壽命期(25年)被替代是大概率事件。種種因素疊加下，光伏組件退役潮將會更早來臨。

組件退役潮會涌出一個千億市場，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，晶體硅光伏組件中玻璃、鋁和半導(dǎo)體材料比重可達(dá)92%，另外還含約1%的銀等貴金屬。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。

綠色和平組織預(yù)測：通過光伏組件回收技術(shù)可獲取的原材料累計價值達(dá)76.83億元，截止到2040年，累計可回收價值高達(dá)1.1千億元。

為此，中國光伏行業(yè)協(xié)會曾發(fā)文呼吁：需科學(xué)合理測算光伏組件回收處理市場增長趨勢，以便凝聚行業(yè)共識，推動政府和企業(yè)提前布局政策制定、商業(yè)化布局等相關(guān)工作。

綠色緊箍咒

除了未來市場規(guī)模巨大，組件回收也對全產(chǎn)業(yè)鏈減碳也有重要作用。光伏產(chǎn)業(yè)作為推動經(jīng)濟社會綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的排頭兵，其自身的減碳情況沒有受到重視。

光伏行業(yè)雖然發(fā)的是綠電，但光伏組件從生產(chǎn)到裝機運行再到回收的整個生命周期中均會產(chǎn)生碳排放，這些碳排放也被稱為碳足跡，正成為光伏進(jìn)口國考察我國光伏企業(yè)入場資格的綠色通行證。

近年來，發(fā)達(dá)國家對光伏碳足跡的要求越來越嚴(yán)格，有些國家對光伏組件的全生命周期的碳排放做出了嚴(yán)格限定，比如韓國根據(jù)產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的碳排放量，將組件分成三個特定類別。只有最高類別的組件（二氧化碳排放量低于670kg/kW）才有資格獲得政府補貼。根據(jù)韓國新能源和可再生能源中心(NREC)此前發(fā)布的新消息，中國制造商被列入最低類別?！疤急趬尽闭诔蔀閲H貿(mào)易中的新技術(shù)壁壘。

國內(nèi)光伏領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)多集中于提高電池組件轉(zhuǎn)化效率等層面，致力于推進(jìn)發(fā)電成本進(jìn)一步降低，參與報廢光伏組件回收的企業(yè)仍較少，光伏組件全生命周期的減碳意識仍然不足。

據(jù)綠色和平組織測算，在1kW（尺寸：1650 x 990 x 40mm）光伏板的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生428.8kg的碳排放。如果組件能夠100%回收再利用，約428.8kg的碳排放將被減少。1kW相當(dāng)于4塊組件，每塊組件19.8kg，共79.2kg。也就是說，每79.2kg的廢棄光伏組件可以減少428.8kg的碳排放，那么1噸廢棄光伏組件約減少5.41噸二氧化碳的排放。

此外，退役光伏組件缺少完善的回收體系，小作坊在將組件拆卸后往往將剩余部分進(jìn)行焚燒和填埋，這將造成大量環(huán)境污染。

直接掩埋會對土壤環(huán)境造成極大破壞，光伏組件所含有的重金屬會逐漸滲漏至土壤中，進(jìn)而對地下水、植被、動物造成危害和污染，最后通過生物富集作用危害人類自身的生命健康。

另外，光伏板在焚燒處理中會釋放二氧化硫、氟化氫、氰化氫等有毒氣體。這些氣體對人的呼吸系統(tǒng)具有刺激作用，長期吸入可能會引發(fā)中毒或致癌。

未經(jīng)處理的廢棄光伏組件還會造成光污染，損害人體視網(wǎng)膜、虹膜等，提高白內(nèi)障發(fā)病率，引發(fā)失眠、神經(jīng)衰弱等精神疾病。

預(yù)計2040年，中國退役光伏組件將累計產(chǎn)生約30萬噸廢棄銅和6萬噸廢棄銀。如果不進(jìn)行回收處理，將造成巨大的資源浪費和環(huán)境破壞，光伏組件回收迫在眉睫。

盈利模式待解

市場前景光明、減碳目標(biāo)迫切、光伏組件回收的必要性不言而喻，但是，由于還未形成規(guī)模效應(yīng)，組件回收的利潤仍少的可憐，成本卻居高不下。

無錫尚德太陽能電力有限公司總裁何雙權(quán)曾說，目前很大一部分光伏組件建于偏僻的西北地區(qū)或位于屋頂之上，導(dǎo)致組件回收難度大、物流成本高。因此，回收企業(yè)的業(yè)務(wù)輻射范圍很小，只能在省內(nèi)打轉(zhuǎn)兒。

加上技術(shù)尚不成熟、投資消耗較大、回收物質(zhì)的純度不高，廢棄光伏組件回收成本較高，業(yè)內(nèi)人士分析，一塊主流的60版型光伏組件回收所產(chǎn)生的總收益為63.1元，而每塊組件的回收成本大約為69元。

在沒有補貼，并且回收企業(yè)還要掏錢購買退役設(shè)備的情況下，企業(yè)參與組件回收的積極性并不高，無利可圖，導(dǎo)致市場發(fā)展動力不大。

另外，報廢組件的獲取也是問題，目前占國內(nèi)的集中式光伏電站主要由幾十、上百家央國企、大民企投資商所持有，光伏組件目前沒有明確的判廢標(biāo)準(zhǔn)，第三方的光伏組件回收企業(yè)要與這些大企業(yè)建立合作關(guān)系并非易事，處理不當(dāng)還會引起國有資產(chǎn)流失的爭議。

目前國內(nèi)從事組件回收的企業(yè)較少，國電投、晶科能源、格林美、英利能源、韓華集團等都聲稱已掌握了全球最先進(jìn)的電池板回收技術(shù)，但目前僅以工廠示范線為主，未實現(xiàn)商業(yè)化運營。

國際上，只有以PV CYCLE為例的少數(shù)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)盈利。該機構(gòu)由歐盟設(shè)立，通過收取會員費的方式為各級企業(yè)提供廢舊晶體硅光伏組件回收和循環(huán)利用服務(wù)，并聯(lián)合物流運輸公司組建回收網(wǎng)絡(luò)。費用多少取決于各國政策法規(guī)的具體要求和市場大小。

在歐洲電子電氣廢棄物（WEEE）新規(guī)章等政策的推動下，PV CYCLE自成立以來占據(jù)了歐洲90％的市場份額，運營業(yè)績連續(xù)增長。已在歐洲范圍內(nèi)設(shè)立了數(shù)百個回收點，該聯(lián)盟已回收處理總量超過6萬噸的廢舊晶體硅光伏組件，年處理能力約1.7萬噸。

在歐盟現(xiàn)行的WEEE體系下，每片組件都攜帶編碼，方便追蹤組件從生產(chǎn)到回收的全過程，從而使得組件回收企業(yè)可以進(jìn)行有計劃的統(tǒng)計和回收。

這說明，行業(yè)發(fā)展初期，配套的政策支持尤為關(guān)鍵，“我們目前硬實力硬技術(shù)已經(jīng)基本準(zhǔn)備好了，但一個行業(yè)及市場成長發(fā)展所需要的軟環(huán)境還差一些?！眳畏冀邮苄戮﹫蟛稍L時表示。

目前我國雖然有完善的針對廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理的政策體系，但并未將光伏組件產(chǎn)品涵蓋入內(nèi)，光伏組件回收利用缺乏完善的處理標(biāo)準(zhǔn)體系、組件判廢標(biāo)準(zhǔn)以及全生命周期管理信息。

面對即將到來的組件退役潮，相關(guān)部門正努力研究和出臺相關(guān)的政策，對光伏組件回收處理產(chǎn)業(yè)加以指導(dǎo)和要求，填補這部分空白。

組件回收相關(guān)政策 數(shù)據(jù)來源：綠色和平組織

2020年，《光伏企業(yè)綠色供應(yīng)鏈管理規(guī)范》這一團體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，光伏行業(yè)有了專門的綠色供應(yīng)鏈評價體系，綠色供應(yīng)鏈要去在產(chǎn)品的全生命周期——從原材料、設(shè)計、制造、運輸、倉儲到營銷、應(yīng)用、退役全鏈條的每個環(huán)節(jié)，對涉及每個環(huán)節(jié)的參與者——包括原材料供應(yīng)商、銷售商、制造商、運輸商、使用者等，都要求做到社會資源利用效率最高，社會環(huán)境成本最低。

但是該規(guī)范的團體標(biāo)準(zhǔn)還未量化，呂芳認(rèn)為，要將綠色供應(yīng)鏈整體的指標(biāo)數(shù)字化，并與減碳的量化指標(biāo)結(jié)合起來，完成碳家底排查，計算降碳空間，全產(chǎn)業(yè)鏈帶動降碳。

去年2月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《加快推動工業(yè)資源綜合利用實施方案》明確了廢舊光伏組件、風(fēng)電葉片等屬于新興固廢，固廢由生態(tài)環(huán)境部統(tǒng)一按編號分類管理。

工信部于去年1月發(fā)布的《2022年度工業(yè)節(jié)能與綠色標(biāo)準(zhǔn)研究項目公示》，也提到了光伏玻璃、膠膜、邊框、背板、電池、硅片的生產(chǎn)生命周期評價技術(shù)規(guī)范項目。

呂芳曾對《中國經(jīng)營報》透露，目前涉及光伏組件的判廢標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)通過最后一輪評審，很快就會出臺。并且，解決“誰來回收”的生產(chǎn)者延伸制度也在研究當(dāng)中，組件回收已經(jīng)走在了爆發(fā)前夜。

技術(shù)突破難題

據(jù)中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會介紹，光伏組件的回收流程包括三部分，首先由回收商將光伏組件運輸至加工處理廠，然后分離光伏組件有價值材料，包括玻璃、金屬及其化合物；最后再由下游的金屬精煉公司等材料制造商對回收物進(jìn)行提純和精煉，最后形成高價值材料再次進(jìn)入市場。

鋁制框架被送往鋁精煉廠；廢塑料可作為燃料使用在水泥廠；回收后的硅可以在貴金屬工業(yè)被再利用；剩下的纜線和接頭會被壓碎后以銅珠的形式出售。

值得注意的是，在處理流程中，組件中某些材料（如EVA等聚合物）處理中可產(chǎn)生熱量，采用先進(jìn)工藝回收后可形成可觀的能源動力。

組件回收流程的核心步驟在于工廠產(chǎn)線的分離技術(shù)。由于組件回收產(chǎn)業(yè)起步晚，研發(fā)投入不足，以復(fù)雜合金的形式存在于產(chǎn)品之中的貴金屬回收仍然很困難，技術(shù)上仍待突破。

目前的組件回收技術(shù)路線主要有物理法，化學(xué)法，和熱解法三種。光伏組件的正反兩面均由EVA膠膜固定，要將組件中的鋁邊框，玻璃和電池片分離并充分回收其中的貴金屬，消除Eva的粘連至關(guān)重要，而Eva的分層固定是在高溫真空壓縮下進(jìn)行的，具有極高的穩(wěn)定性，這給組件回收帶來了不小的挑戰(zhàn)。

物理分離法是將層壓件粉碎成較小的顆粒，分揀出玻璃顆粒和焊帶后，把剩余部分再進(jìn)行研磨，通過靜電等分離法分離出金屬、背板、EVA 或 POE的顆粒物。物理法雖然操作簡單，但是資源回收效率低，將組件打碎后，膠膜成分仍然摻雜在回收材料中，這就造成了回收材料的純度不高，簡單的物理法主要由一些小企業(yè)使用，一位山東的光伏組件回收商告訴記者，這種技術(shù)無法有效完成組件中貴金屬的回收。

化學(xué)法主要針對回收組件的金屬組分，利用有機酸和無機酸直接溶解或溶脹EVA膠膜，實現(xiàn)玻璃層和EVA分離。但是EVA膨脹后會使電池片破碎且存在有機廢液處理問題，常見分離試劑(甲苯、鄰二氯苯、三氯乙烯等)的毒性也限制了化學(xué)方法的大規(guī)模使用，另外該方法耗費成本高。

熱解法對分離EVA最有效，這種方法通過加熱分解玻璃和光伏電池之間的EVA封裝層，分離回收玻璃；組件中的塑料在惰性氣體環(huán)境下可熱解為乙酸、丙烷、丙烯、乙烷、甲烷和其他可燃油和氣體。然而，在直接熱加工過程中，背板中的氟化物會被釋放出來，污染環(huán)境。此外，這種方法只是分解了EVA，并不能有效去除玻璃和背板，它們的存在阻礙了EVA熱解過程中有機物的釋放，這可能會導(dǎo)致玻璃和太陽能電池破碎混合，降低資源回收率。

三種回收方法各有優(yōu)缺點，但總體來說，現(xiàn)有的技術(shù)體系仍無法達(dá)到綠色回收，特別是對于含氟背板的處理，由于含氟背板含有鹵族元素，若通過焚燒處理會產(chǎn)生氟化氫等毒性氣體，改用其他方式，氟同樣也很難處理。碳氟化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)異常牢固，掩埋在土壤中1000年內(nèi)都無法降解該成分。

越來越多的研究機構(gòu)開始采用復(fù)合工藝處理廢棄光伏組件，根據(jù)不同光伏組件類型合理選取工藝，有效提升資源化利用效率，未來隨著政策、資金、人才的傾斜，技術(shù)有望進(jìn)一步突破。

《2030年前碳達(dá)峰行動方案》已將“推進(jìn)退役光伏組件等新興產(chǎn)業(yè)廢物循環(huán)利用”納入其中，在雙碳目標(biāo)的大背景下，光伏行業(yè)高速增長帶來的組件回收問題必將引發(fā)更多關(guān)注，在政策層面，國家要加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺，推出支持性的稅收政策和專利保護。企業(yè)方面，鼓勵光伏制造企業(yè)打造從生產(chǎn)到回收環(huán)節(jié)的倉儲、采購、運輸、處置的全鏈條綠色低碳模式。產(chǎn)業(yè)上下需游積極合作，共同打通綠色光伏的“最后一公里”。

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