廢棄光伏組件的數量在若干年后將非常巨大。“光伏已在全球絕大部分國家和地區(qū)成為最便宜的電力能源”“新一代電力系統(tǒng)的創(chuàng)建需要高比例的可再生能源”“未來3~4年中國每年將會有約5000萬千瓦的新裝機量”……這些聲音均來自于日前舉行的國際太陽能光伏與智慧能源(上海)展覽會。
科技的進步，尤其是太陽能電池效率不斷提升和組件技術日益革新，使我國光伏裝機量保持全球領先。截至2019年，我國光伏累計裝機達到20430萬千瓦，連續(xù)4年保持全球第一。
但按照市場上標準的25年使用壽命估算，廢棄光伏組件數量在若干年后將非常巨大。“如果這些材料未經處置直接廢棄，形成固廢，將會對土壤及周邊環(huán)境產生不良影響。”南方科技大學材料科學與工程系長聘副教授何祝兵告訴《中國科學報》。
在暨南大學新能源技術研究院院長麥耀華看來，這些廢棄光伏組件必須回收處理。然而，目前我國還沒有相關成熟的回收技術和設備，也未有明確的光伏組件回收政策出臺。
1、回收是必由之路
光伏作為清潔可再生能源，本身貼著“綠色”的標簽，不但節(jié)能減排，更能預防環(huán)境污染。然而，從可持續(xù)性角度來看，光伏也隱藏著潛在的污染風險，且具有隱蔽性和潛伏性。
以廢舊的光伏組件為例，既包括達到設計壽命后的組件，也包括因破損、老化而提前終止服役的組件。
在眾多光伏組件中，晶硅組件憑借90%的市場占有率成為光伏產業(yè)的主流。麥耀華在接受《中國科學報》采訪時介紹，晶硅組件中的鉛、錫等金屬具有較高浸出毒性，會導致土壤和水源污染。而薄膜太陽能電池特別是碲化鎘薄膜電池中，鎘、銅等重金屬含量很高。
當前我國大部分廢舊光伏組件都沒有回收處理，通常都是直接填埋或破碎后填埋。光伏組件回收的常用方法有機械破拆和高溫熱處理兩種。麥耀華表示，這兩種方法成本都比較高，同時存在高能耗和廢氣、廢液的處理問題。
據研究，廢舊光伏組件大部分材料都可以循環(huán)利用，其中包含的銀、鋁、錫等金屬雖然含量小，但回收價值大。澳大利亞麥考瑞大學計算，80萬噸的光伏廢料所含材料的經濟價值在12.5億美元左右。
但“真正的問題是回收成本過高”，麥耀華分析，除了回收過程，拆卸和運輸成本也很高。隨著硅材料成本的不斷下降，僅僅通過廢料回收所獲得的經濟效益較差，各方都沒有足夠動力。
與發(fā)達國家相比，我國的光伏產業(yè)起步較晚。在過去的十幾年中，“西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計劃”“金太陽”等一系列政策，推動了我國光伏產業(yè)的發(fā)展。僅在2019年，我國光伏裝機容量就達到3010萬千瓦。
目前，20世紀90年代安裝的太陽能電池板相繼進入報廢期。有研究預測，到2020年底，我國光伏組件累計報廢量預計將超過200萬千瓦。在這之后，報廢光伏組件數量將顯著增加。
2、需要可行的技術路線
更早發(fā)展光伏的國家早已注意到組件回收問題。2012年，《歐盟廢棄電子電器產品管理條例》率先將太陽能光伏組件納入管理范圍，并成立了專門機構處理境內的廢舊光伏組件。2018年，法國成立了歐洲首座太陽能電池板回收工廠，能夠實現95%的組件回收率。
光伏組件回收工作仍未在國內引起關注，可能是因為距離第一批報廢潮仍有些時日。
從已有回收利用方法來看，光伏組件退役后，一般要經過五個處理環(huán)節(jié)：一是將組件拆卸下來并運輸到處理機構;二是進行拆解，取掉背板和電線;三是將組件破碎，去掉最外面的鋼化玻璃;四是進行熱解;五是把組件中最有價值的金屬、硅料取出來。
然而，上述五個環(huán)節(jié)看似容易，但要順利完成，需企業(yè)敢于嘗試，并摸索出靠譜的、可推廣的技術路線。專家表示，盡管行業(yè)周期未至，市場規(guī)模尚小，但技術儲備仍需從當下開始。
據分析，2010年之后，我國光伏產業(yè)出現過兩次快速增長。第一次出現在2012～2013年，為了應對歐美“雙反”，國家先后出臺多項支持光伏產業(yè)的政策。隨后，光伏新增裝機量增長近10倍，且90%以上為地面電站。第二次出現在2016～2017年，由于光伏組件價格下降、扶持力度增加，分布式光伏快速發(fā)展，全年裝機同比增長3.7倍。
事實上，集中上馬就意味著可能會“扎堆”退役。
何祝兵向記者分析，重要的半導體材料可以考慮“回爐”再造。其他材料視成本，可以走不同回收技術路線。
3、要“從搖籃到墳墓”全過程監(jiān)管
在技術上，是否可以建立數據庫，使太陽能電池板和它們的毒性通過型號來追蹤?麥耀華和何祝兵都認為，這種方法可行。
在麥耀華看來，考慮到很多光伏企業(yè)的管理都已經相當先進，大多建立了制造執(zhí)行系統(tǒng)或者物料需求計劃系統(tǒng)，對每批次甚至每個光伏組件進行物料和工藝溯源、追蹤不存在大的技術障礙。“困難在于建立一個由政府或者第三方機構主導的數據庫管理機構和機制，并保證其正常運行。”
目前，光伏領域內生產企業(yè)和科研機構把主要精力放在光伏組件轉換效率提升、成本降低和可靠性保障上，在減少廢舊光伏組件污染和方便回收方面做的工作較少。
科研方面，我國在以科研項目的形式對廢舊光伏組件回收技術進行研究，但在政策和標準層面上基本是空白。
“回收問題應當在政府部門監(jiān)督和管理下，由組件生產者和第三方專業(yè)回收機構共同來完成。”麥耀華向《中國科學報》分析，政府部門出臺相關政策、法規(guī)和標準，并確保政策和標準的執(zhí)行，組件生產廠商和進口商在組件銷售時作為客戶向第三方專業(yè)機構提供運營費用，第三方專業(yè)機構執(zhí)行退役光伏組件的拆卸、運輸、回收和再利用，并確保滿足政府部門對組件回收的標準要求。“這種方式使專業(yè)人做專業(yè)事，把成本降到最低，重要的是可以保證組件的回收免受組件生產企業(yè)經營狀況的影響。”
新修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》將于今年9月1日生效。該法明確提出建立電器電子、鉛蓄電池、車用動力電池等產品的生產者責任延伸制度。
此外，上海環(huán)境法律師張秀秀告訴《中國科學報》，《廢棄電器電子產品處理目錄(2014年版)》尚不包含報廢光伏組件，強制回收的產品和包裝物名錄及管理辦法尚未出臺，值得公眾和學界倡導和呼吁。
“重在監(jiān)管。”張秀秀表示，國家發(fā)改委和生態(tài)環(huán)境部應當建立光伏項目周期信息通報機制，加大報廢光伏末端處理的監(jiān)管力度，對于生產者資源化利用經濟效益不高的問題，采取增加財政激勵和稅收優(yōu)惠等手段，促進企業(yè)生產者優(yōu)化設計，主動履行環(huán)境污染預防責任，實現光伏作為清潔能源的可持續(xù)發(fā)展。
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