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收破烂还是助低碳?迎接即将到来的光伏组件退役潮

2023-06-05 17:06
角马能源
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技术突破难题

据中国绿色供应链联盟光伏专委会介绍,光伏组件的回收流程包括三部分,首先由回收商将光伏组件运输至加工处理厂,然后分离光伏组件有价值材料,包括玻璃、金属及其化合物;最后再由下游的金属精炼公司等材料制造商对回收物进行提纯和精炼,最后形成高价值材料再次进入市场。

铝制框架被送往铝精炼厂;废塑料可作为燃料使用在水泥厂;回收后的硅可以在贵金属工业被再利用;剩下的缆线和接头会被压碎后以铜珠的形式出售。

值得注意的是,在处理流程中,组件中某些材料(如EVA等聚合物)处理中可产生热量,采用先进工艺回收后可形成可观的能源动力。

组件回收流程的核心步骤在于工厂产线的分离技术。由于组件回收产业起步晚,研发投入不足,以复杂合金的形式存在于产品之中的贵金属回收仍然很困难,技术上仍待突破。

目前的组件回收技术路线主要有物理法,化学法,和热解法三种。光伏组件的正反两面均由EVA胶膜固定,要将组件中的铝边框,玻璃和电池片分离并充分回收其中的贵金属,消除Eva的粘连至关重要,而Eva的分层固定是在高温真空压缩下进行的,具有极高的稳定性,这给组件回收带来了不小的挑战。

物理分离法是将层压件粉碎成较小的颗粒,分拣出玻璃颗粒和焊带后,把剩余部分再进行研磨,通过静电等分离法分离出金属、背板、EVA 或 POE的颗粒物。物理法虽然操作简单,但是资源回收效率低,将组件打碎后,胶膜成分仍然掺杂在回收材料中,这就造成了回收材料的纯度不高,简单的物理法主要由一些小企业使用,一位山东的光伏组件回收商告诉记者,这种技术无法有效完成组件中贵金属的回收。

化学法主要针对回收组件的金属组分,利用有机酸和无机酸直接溶解或溶胀EVA胶膜,实现玻璃层和EVA分离。但是EVA膨胀后会使电池片破碎且存在有机废液处理问题,常见分离试剂(甲苯、邻二氯苯、三氯乙烯等)的毒性也限制了化学方法的大规模使用,另外该方法耗费成本高。

热解法对分离EVA最有效,这种方法通过加热分解玻璃和光伏电池之间的EVA封装层,分离回收玻璃;组件中的塑料在惰性气体环境下可热解为乙酸、丙烷、丙烯、乙烷、甲烷和其他可燃油和气体。然而,在直接热加工过程中,背板中的氟化物会被释放出来,污染环境。此外,这种方法只是分解了EVA,并不能有效去除玻璃和背板,它们的存在阻碍了EVA热解过程中有机物的释放,这可能会导致玻璃和太阳能电池破碎混合,降低资源回收率。

三种回收方法各有优缺点,但总体来说,现有的技术体系仍无法达到绿色回收,特别是对于含氟背板的处理,由于含氟背板含有卤族元素,若通过焚烧处理会产生氟化氢等毒性气体,改用其他方式,氟同样也很难处理。碳氟化合物的化学结构异常牢固,掩埋在土壤中1000年内都无法降解该成分。

越来越多的研究机构开始采用复合工艺处理废弃光伏组件,根据不同光伏组件类型合理选取工艺,有效提升资源化利用效率,未来随着政策、资金、人才的倾斜,技术有望进一步突破。

《2030年前碳达峰行动方案》已将“推进退役光伏组件等新兴产业废物循环利用”纳入其中,在双碳目标的大背景下,光伏行业高速增长带来的组件回收问题必将引发更多关注,在政策层面,国家要加快相关标准出台,推出支持性的税收政策和专利保护。企业方面,鼓励光伏制造企业打造从生产到回收环节的仓储、采购、运输、处置的全链条绿色低碳模式。产业上下需游积极合作,共同打通绿色光伏的“最后一公里”。

       原文标题 : 收破烂还是助低碳?迎接即将到来的光伏组件退役潮

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