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退役光伏组件成“城市矿产”,组合技术可破局处置难问题

2026-01-15 0

中国光伏产业的装机浪潮,正在缔造一个同等规模巨大的退役市场。

   国家能源局数据显示,截至2024年年底,全国太阳能发电装机量累计已达8.86亿千瓦。根据产业周期,部分早期投运的组件正步入20年—30年服役寿命的终点,叠加技术迭代带来的更新需求以及极端天气灾害(超强台风、强暴雨)带来的光伏组件损毁,光伏组件退役浪潮已经到来。

    加强废光伏组件的回收处置利用,对于减少环境污染、推进新能源产业高质量发展具有重要意义。

废弃组件市场规模达千亿,如何高效分离组件成关键

   国际可再生能源机构预测,从2025年起,我国将步入组件报废量的快速增长期,至2030年将达150万吨。

 “光伏组件中含有硅、银、铜、铝等多种具有高度回收价值的材料,同时也含有铅、氟等有害物质。若处理不当,这些有害物质将渗入土壤和水源,对生态环境造成严重污染,危害动植物和人类健康。然而,若能够得到规范化回收处置,这些废弃组件将成为宝贵的‘城市矿产’。” 常州瑞赛环保科技有限公司董事长、民建会员许忠兴说。

    根据中国绿色供应链联盟光伏专委会光伏回收产业发展合作中心的预测数据,为这座“矿山”的价值提供了直观注解:按当前市场回收价粗略估算,仅常规退役情景下,2030年、2040年及2050年的累计市场规模就将分别达到约66亿元、800亿元和惊人的3400亿元。若考虑技术加速迭代导致的提早退役,2050年市场空间甚至可能突破4200亿元。可以说,行业千亿级赛道已然开启。

    不过,巨大市场的背后,是复杂的技术挑战。据了解,一块标准的晶硅组件,是钢化玻璃、EVA胶膜、电池片、背板、铝边框等材料的“强力复合体”。

    一位业内人士告诉记者:“光伏组件的设计初衷是保障25年以上户外稳定发电。例如,保障在几十年的生命周期中既能防老化、抗氧化、抗紫外线,又能保持一定的强度。但这种坚固的特性,也为后面回收时带来困难。”

    记者联系多家光伏组件拆解企业获悉,废光伏组件拆解过程中的EVA胶膜分离,是整个光伏组件参与循环利用的关键环节。

   南通集团张毛志指出:“一块光伏组件里面EVA胶膜的重量与组件的类型、大小以及胶膜厚度有关。例如,早期60或72版型的单玻光伏板,每块光伏板中的EVA胶膜重量占比大概6%左右。尽管占比不高,但是随着废光伏组件量逐步增加,累计回收EVA胶膜的数量也很可观。”

   据介绍,EVA胶膜是玻璃板和电池板的固定物,其经过高温层压已交联固化,与玻璃和电池片牢固粘合,传统方法极难分离,若强行物理破碎,会残留大量胶膜碎片,严重影响后续材料的纯度和价值。

    而剥离下来的EVA胶膜价值并不高。一般重新回收之后,可以做一些弹性材料。例如,鞋底缓冲材料、泡棉以及包装材料等,在循环多次后还可以送到垃圾焚烧发电厂焚烧发电。这种利用方式也符合循环经济的要求。

因此,攻克分离这一关键技术,已成为企业研发攻关的核心方向。

我国已探索出技术经验,具备国际同步甚至效率化处理的能力

目前,瑞赛克机械设备有限公司在行业在探索中逐步形成了物理法、化学法和热解法三大技术路线:以破碎和分选为主的物理法成本低、处理快,但材料纯度有限;热解法通过高温分解胶膜,能实现硅和贵金属的高效回收,但能耗与环保要求高;化学法可精准提取高纯材料,却面临废液处理难题。

在这一背景下,多家企业已展开具体探索和实践。大部分企业选择多技术路线组合形式进行拆解处置废光伏。

这条万吨级退役光伏组件拆解生产线,物理处置加工和热加工的分离方式,每分钟可将一张退役光伏板拆解成光伏玻璃、铝合金边框、铜丝焊带等7种再生材料。

国家电投集团则建成了全国首条30MW组件回收中试线,采用“物理+热解+化学提纯”的综合回收工艺,完整组件回收率达94%以上,完整及破碎组件综合回收率可达92.23%。

     民营企业也在积极推进技术创新。南通公司采用“物理法+湿法”组合工艺,有效攻克了EVA胶膜分离难题。公司副总经理张毛志表示:“我们在实现材料综合回收率超95%、金属回收率99%以上的同时,可将处理成本控制在200元/吨—400元/吨,低于行业平均水平40%—60%。”

  同时,也有企业专注于物理技术的深度开发。常州瑞赛环保科技有限公司自主研发的“高压喷射研磨介质逐层分离技术”,完全依靠物理原理实现材料无损伤、高纯度分离。据相关负责人介绍,单块组件处理时间仅需5分钟,效率是传统物理法的3倍以上,回收玻璃纯度超过99%,可直接回用,公司已为规模化产线建设做好了技术储备。

除了运用三大技术进行超阶回收光伏组件材料,梯次利用也成为重要方向。

    例如,北京新源劲吾公司研发的全彩微图层技术,打破传统组分分离思路,通过在光伏组件表面形成高透光彩色图层,使其在保留发电功能的同时,可融入建筑与景观。这一技术已应用于北京城市副中心的首个全彩光伏公交站亭,可实现离网发电、低碳运行,年减碳约2180千克。

    从整体布局来看,我国光伏组件回收处置体系已初具规模。生态环境部固体废物与化学品司司长郭伊均近日指出,目前,我国废光伏组件回收利用能力已达约200万吨,已超过当前实际退役量,基础设施前期布局初见成效。

   中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳在接受记者采访时也表示:“我国在光伏组件回收的技术研发和装备创新上已具备国际同步甚至领先的能力,为大规模产业化奠定了坚实基础。”

文章来源:https://m.thepaper.cn/baijiahao_32283416

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