目前我国部分发电企业、设备生产企业、回收利用企业也在积极探索退役光伏设备循环利用技术和应用场景,积累了一定经验,但相关工作尚处于起步阶段,专业化回收利用企业较少、商业模式不成熟,存在简单焚烧和填埋废弃光伏组件等现象,部分技术的效率和发展有待革新。
市场上光伏组件回收拆解主要有三种技术手段:物理法拆解、热处理拆解、化学法拆解。物理法自动化程度高,可以避免有害气体产出,安全可靠,缺点是最终得到的是不同材料的混合物,未能实现单一成分的有效分离;热处理拆解是将组件通过热刀进行预处理剥离玻璃与背板,将电池串组放在管式炉或者马弗炉中将封装材料EVA去除干净,得到纯净的电池片,然而过去90%光伏组件背板是含氟背板,不能焚烧和填埋,否则会带来不可逆环境污染,对人体及动植物有着长期影响;化学法拆解使用有机或无机溶剂与EVA发生物理溶胀反应,将各种物料分离开,可得到较好分离效果,但劣势在于处理周期长,成本高,有机溶剂大部分属于危险化学品,伴随着“三废”物质产出,需要配套相应处理设施,成本相对较高。
退役光伏设备回收必要性
(一)减少环境污染。光伏组件中含大量银、铜等重金属元素,会对土壤、植被、地下水和动物等生态环境要素造成严重污染;未经处理光伏组件易造成环境污染,若焚烧会释放二氧化硫、氟化氢、氰化氢等有毒气体,对人类呼吸系统、肝脏和心脏都有危害。
(二)减少碳排放。光伏组件的主要材料包括铝、铜、钢铁、硅片、玻璃、树脂等,原材料生产加工是二氧化碳产生主要环节,若能得到充分回收利用,则可以从源头上减少全生命周期碳排放。根据预测,若光伏退役设备材料能够实现100%回收,到2040年可减少碳排放1.08亿吨,对于推动新能源产业高质量发展、助力实现碳达峰碳中和具有重要意义。
(三)有较大经济效益。根据中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会估算,仅在光伏组件中,玻璃、钢、铝和半导体材料占比可达90%以上,包括约1%的银等贵金属,初步测算,每兆瓦光伏退役后可循环利用铜、铝、塑料等材料60—80吨,预计到2040年将累计产生回收价值超过1100亿元的废弃铝、银、铜、硅、钢化玻璃、高分子塑料等材料。若能实现低成本的完全回收利用,不仅具有巨大的经济效益,也可在避免资源浪费的同时,减少对原生资源的开采。
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