光伏組件回收利用現(xiàn)狀和回收標(biāo)準(zhǔn)探討
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來源:
大話光伏
發(fā)布日期: 2020.08.10
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伴隨著太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn),對應(yīng)的光伏組件的報(bào)廢量也急劇增加,大型光伏電站,隨著時(shí)間的推移,維護(hù)工作的開展,未到25年壽命的光伏組件的更換也將導(dǎo)致出現(xiàn)大批的廢棄光伏組件。
除此外,惡劣天氣如沙塵暴、暴雪、暴風(fēng)、冰雹、泥石流、洪水
等對光伏電站帶來的嚴(yán)重影響,造成大批的光伏組件損壞。
依照目前市場上光伏組件25年標(biāo)稱使用壽命來估算,到21世紀(jì)中期,其報(bào)廢量將出現(xiàn)激增,屆時(shí),廢棄光伏組件的處置將會(huì)成為十分現(xiàn)實(shí)的問題。
而這些光伏組件假如處理不當(dāng),將給環(huán)境、社會(huì)帶來負(fù)擔(dān),從而使原來“綠色”的初衷變得不再“ 綠 色 ”。
如何最大限度的回收利用這些廢棄的光伏組件,同時(shí)兼顧環(huán)境保護(hù)與社會(huì)效益,是光伏組件回收利用從業(yè)者需要考慮的問題。
而如何利用標(biāo)準(zhǔn)化的手段引導(dǎo)整個(gè)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展,是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作人員需要思考的問題。
光伏組件的大部分材料都是可循環(huán)再造的材料:除了主體的鋁和玻
璃,光 伏 組 件 還 包 含 銀、銦 、鎵 等 稀 有金 屬 。雖然這些金屬所占比重很小,約1%,但他們都有重大價(jià)
值 。
歐洲知名的光伏組件回收機(jī)構(gòu)有PV CYCLE和CERES CYCLE。
PV CYCLE 成立于2007年,致力于按照WEEE標(biāo)準(zhǔn)提供光伏組件的收集和回收服務(wù),為歐盟27國(EU 27)和歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟(EFTA)國家提供服務(wù),使成員能夠符合歐盟及國家的相關(guān)廢棄物法律。
CERESCYCLE成立于2011年,開創(chuàng)了廢舊光伏組件回收的創(chuàng)新性方案,廢舊光伏組件可被丟棄在注冊的回收點(diǎn),并由再利用合作方進(jìn)行處理。
美國知名的光伏組件回收機(jī)構(gòu)——First Solar,有一套完整的產(chǎn)品回收機(jī)制。當(dāng)First
Solar每賣出一套產(chǎn)品,就劃撥一定比例的銷售收入作為回收基金。這個(gè)基金由獨(dú)立的第三方機(jī)構(gòu)所管理。
當(dāng)購買FirstSolar光伏電池組件的客戶在產(chǎn)品使用壽命結(jié)束時(shí)提出回收要求,第三方基金設(shè)立的回收公司會(huì)將產(chǎn)品回收,負(fù)擔(dān)回收和循環(huán)利用這些產(chǎn)品的成本,同時(shí)將回收的光伏電池組件產(chǎn)品精煉后,把其中的部分稀有材料(如碲元素)再賣給First
Solar,供其再利用。
在國內(nèi),成都中建材光電材料有限公司、河北省鳳凰谷零碳發(fā)展研究院、珠海興業(yè)綠
色建筑科技有限公司等對光伏組件回收利用均有研究。
在開展主營業(yè)務(wù)的同時(shí),具有一定的回收利用能力。
但目前國內(nèi)尚無專門的廢棄光伏組件回收利用機(jī)構(gòu)。
組件回收利用的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀
在國際電工組織(IEC)和 國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織(I S O)兩 大 機(jī) 構(gòu) 中,IEC/TC 82負(fù)責(zé)制定與將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的光伏系統(tǒng)相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn),光伏電池和組件工作組(IEC/TC 82/WG 2) 正在研究光伏組件回收利用相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。光伏建筑一體化工作組(ISO/TC 160/SC 1/WG 9),正在制定光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)。
國內(nèi)涉及回收利用的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)有電工電子產(chǎn)品與系統(tǒng)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 297)和環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC 207)。
目前,無論是ISO還是IEC,并未發(fā)布針對廢棄光伏組件回收再利用的標(biāo)準(zhǔn)。2014年10月,在IEC/TC 82/WG 2的會(huì)議上。
部分專家提議將《光伏組件的回收與環(huán)境安全評估》作為新的工作組項(xiàng)目提案(NWIP)展開了討論,未來制訂出組件回收以及環(huán)境安全評估的IEC標(biāo)準(zhǔn)。目前,該標(biāo)準(zhǔn)仍處于預(yù)研階段,暫未正式立項(xiàng)。
2015年,《光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求》國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃正式下達(dá),該標(biāo)準(zhǔn)針對已量產(chǎn)的光伏組件,提 供了收 集 、回 收 以 及 過 程 管 理 等 方 面安全、技術(shù)內(nèi)容的規(guī)定,明確了廢棄光伏組件回收需要遵循的原則。
給出了廢棄光伏組件收集、運(yùn)輸、貯存、拆解、處理、再生利用各階段的說明,并對廢棄光伏組件回收過程的信息系統(tǒng)、回收機(jī)構(gòu)運(yùn)行要求進(jìn)行了規(guī)定,確保整個(gè)回收過程環(huán)保、安全。目前,該標(biāo)準(zhǔn)處于報(bào)批階段。
對 于 光 伏 組 件,目 前 常 用 的 方 法 有 物 理 分 離 、有機(jī)溶劑溶解法、熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合等。
物理分離回收
光伏組件是指將組件經(jīng)破碎、金屬剝離、濕法冶金來回收金屬;
有機(jī)溶劑溶解法是指選擇幾種有機(jī)溶劑浸泡去除背板的晶硅電池片,用有機(jī)
溶 劑 溶 解 封 裝 材 料 E V A ,達(dá) 到 玻 璃 與 電 池 片 的分離,該方法僅為了獲取整塊完整的電池片;
熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合是指把去除背板的電池板放在管式爐或者馬弗爐中,將封裝材料EVA去除干凈,得到純凈的電池片,在使用化學(xué)方法把電池片表面的減反射層、銀漿和鋁去除,得到純凈的硅片。
對于薄膜光伏組件,F(xiàn)irst Solar開發(fā)出了一整套的濕法處理和回收碲化鎘薄膜太陽能電池組件的方法和方案。
德國在薄膜太陽能電池組件回收方面較為重要的一種方案就是采用熱分解的方法來回收薄膜太陽能電池。
我國成都中建材光電材料有限公司將薄膜組件回收和高純材料生產(chǎn)結(jié)合,開創(chuàng)出了一種高純材料生產(chǎn)-組件生產(chǎn)-組件回收-高純材料生產(chǎn)的循環(huán)圈,碲化鎘薄膜太陽能電池中的稀有元素回收水平可以達(dá)到90%以上。
目前,光伏組件的回收利用技術(shù)已初具規(guī)模,但對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)卻有待完善。對于未來光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢,我們可以從以下兩方面著手。
1)目前,國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中,暫無光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系。而光伏組件回收利用作為未來發(fā)展的重點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)體系必不可少。
建議收集光伏組件回收利用相關(guān)需求,梳理現(xiàn)有光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系,進(jìn)而指導(dǎo)光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)的制修訂,加強(qiáng)光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)管理,使整個(gè)光伏組件回收利用相關(guān)利益集團(tuán)形成一個(gè)整體。
2)目前,國內(nèi)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中,僅對光伏組件回收利用進(jìn)行了一般性的要 求 ,是一個(gè)總體框架性的標(biāo)準(zhǔn),但如何判斷光伏組件是否需要回收利用,如何完成總體框架性標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo) ,采用何種技術(shù),對工藝有哪些要求等,在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中均未規(guī)定。
建議后期從光伏組件回收產(chǎn)業(yè)鏈著手,描述光伏組件回收的評判依據(jù)、回收處理技術(shù)要求、對應(yīng)的材料和設(shè)備要求、工藝流程和處理步驟、回收利用產(chǎn)品的分級分類、回收企業(yè)的資質(zhì)資格、回收過程 的 能 量 和 成 本 控 制 等,對 光 伏 組件 回收 利 用 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化。