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我国光伏组件回收行业发展现状——中科院电工研究所 赵雷研究员

2026-03-24 0

光伏组件回收是光伏产业构建产业链闭环实现绿色低碳可持续发展的核心环节。依据生态环境部《固体废物分类与代码目录》(2024年版),报废光伏组件为可再生类固体废物,其规范化回收处理兼具资源、环保、节能、降碳等多重战略价值。光伏组件回收可有效缓解硅、银、铜、铝、玻璃等原材料供给压力;避免组件所含铅、氟等有害物质污染环境,助力 “无废城市” 建设与“双碳”目标实现;光伏组件回收资源的再生综合利用,可推动我国循环经济质量持续提升。

作为世界第一的光伏制造和应用大国,我国早在十二五期间就开始了对光伏组件回收的研究。至2025年,我国在光伏组件回收体系建设、技术研发、市场与企业投入等方面均已取得较大进展。在回收体系建设上,国家和地方合力推动生产者责任延伸(EPR)制,健全退役光伏设备处理责任机制,通过制定系列技术规范和标准,为行业健康发展提供制度保障。在技术研发上,物理法、热处理法、化学法等多元化路线协同并进,产业化成套装备的自动化智能化水平提升、单线处理能力扩大、回收物料实现提质降本。在市场与企业投入上,梯次利用与资源化再生利用同步发展,正形成分布式、集中式光伏差异化回收渠道;光伏制造企业、发电企业、环保企业等主体广泛参与,行业活跃度大幅提升。我国的光伏组件回收处理行业已进入规范化、规模化、市场化发展的关键期。

02·我国光伏组件回收体系建设

我国构建起从国家到地方的多层次政策框架,光伏组件回收体系的建设已从顶层设计到具体实施逐步细化。

20237月,国家发展改革委等六部委发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》(发改环资〔20231030号),明确提出2025年目标是集中式风电场、光伏发电站退役设备处理责任机制基本建立,退役风电、光伏设备循环利用相关标准规范进一步完善,资源循环利用关键技术取得突破。在此基础上,国家管理部门进一步出台了一系列政策来促进光伏回收规范和标准化建立。20253月,国家能源局等印发《2025年能源行业标准计划立项指南》,将老旧光伏电站升级改造、退役组件回收与再利用标准列为重点方向。9月,国家能源局等发布《关于推进能源装备高质量发展的指导意见》,提出加快建立光伏设备退役废弃产品回收标准规范,构建覆盖绿色设计、规范回收、高值利用、无害处置等环节的回收利用体系,鼓励开展再制造业务,拓展新能源装备梯级利用场景,推动构建新能源装备梯次利用和多样化利用体系。在国家政策指引下,越来越多地方政府将光伏回收视为绿色循环经济的重要增长点,积极出台配套政策,推动光伏回收本地化落地。

2021年发布光伏组件回收领域的第一个国家标准《光伏组件回收再利用通用技术要求》(GB/T 39753-2021)以来,我国在光伏回收领域已形成一系列相关技术规范和标准。特别是近期的国家标准《光伏组件报废技术要求》(GB/T 45922-2025)规定了建筑物用光伏组件报废的基本要求以及报废判定的流程、条件和要求;生态环境部《废光伏设备回收处理污染控制技术规范》(HJ 1463-2026)规定了废光伏设备拆卸、收集、运输、贮存、拆解、综合利用和处置过程中的污染控制技术要求。

20263月,工业和信息化部等六部门联合发布《关于促进光伏组件综合利用的指导意见》(工信部联节〔202648号),为提升光伏组件综合利用水平给出了明确方向。同期,退役光伏组件按规定精细化、无害化拆解、处置被写入首次颁布的《中华人民共和国生态环境法典》。

随着我国光伏组件回收体系建设的逐步完善,光伏组件回收行业正从无序拆解规范回收方向转变,行业发展的技术依据和监管标准也愈发明确。

03·我国光伏组件回收技术研发进展

我国的光伏组件回收目前主要指晶硅光伏组件回收,一般步骤是在去除边框和接线盒后,对层压件(玻璃/胶膜/电池片/胶膜/背板或玻璃)进行拆解,之后对得到的物料特别是电池片和焊带再进行组分纯化分离。我国在光伏组件回收技术研发上走在世界前列,通常依据所采用的层压件拆解技术的原理不同将光伏组件回收技术分为物理法、热处理法和化学法。

1)层压件的物理法拆解技术

物理法主要包括机械破碎法和高压电脉冲破碎法[1]。层压件破碎产物依尺寸分布不同包含不同的物料成分,可通过尺度分选、液/气密度分选、磁力分选、静电分选等对混合产物进行物料分选[2]。现有物理法技术多采用在破碎前对层压件先进行分层处理,比如先采用剥离法、热刀法、刨铣法或研磨法去除前表面玻璃,或者先通过热风结合热刀、铣刀或研磨等去除玻璃板上的背板、胶膜和电池片等。通过低温冷冻、超临界二氧化碳发泡等辅助手段可以改善物理法的物料破碎分离效果。在产业化装备研发上,已开发出自动化或者半自动化的物理机械法装备来拆除接线盒和边框,对层压件的物理法拆解主要集中于机械破碎法,研发出的精细化分层处理装备越来越多。现有技术处理单玻组件效果较好,可处理双玻组件或者兼容单双玻组件的高性能装备也在逐步完善。目前,市场上的物理法单线产能一般在5000-10000/年,回收成本较低,无废气、废液,环保压力较小,总体质量回收率可以达到90%以上,但胶膜彻底分离难度大,硅、银等贵金属回收损耗较大、纯度也相对较低。

2)层压件的热处理法拆解技术

基于有机胶膜EVA在高温下的燃烧或分解反应,从层压件中拆出玻璃、电池、焊带、汇流条等[3]。热处理所采用的气氛不同,胶膜等发生的反应不同。有氧条件下,EVA被氧化生成二氧化碳和水;无氧条件下,EVA热解成气态或液态有机小分子。EVA热解创造的回收再利用价值更大。近期热处理法的技术进步主要体现在热解工艺及其配套装备的进一步完善,对胶膜和背板的热解机理的理解更加清晰[4,5]。在产业化方面,已开发出大产能的热处理装备,可选种类较多,包括隧道窑、回转炉、链式炉、流化床炉等。组件整板处理还是破碎处理主要取决于对玻璃板和电池片完整度的需求以及对热处理工艺的精细控制。目前最广泛采用的产业化技术是将物理破碎法与热解法联用,因而回转炉在市场中的占比较大。相比物理法,热处理法将有机物料去除的更彻底,玻璃、电池、焊带、汇流条的拆解效果更优,再结合前述多类型分选工艺进行物料分离的效果也更好。有机物料可以转化为燃料使用,或转化为有机小分子再利用,但转化率仍需提升。目前,市场上的热解法单线产能一般均达到万吨级/年,总体质量回收率可达95%。热处理法的成本还比较高、能耗较大并需配套尾气环保处理系统。

3)层压件的化学法拆解技术

基于液体介质的化学处理方法,将光伏组件浸入有机或无机化学试剂中,通过化学反应溶解或溶胀胶膜EVA或破坏其界面粘结强度,从胶膜上拆解出玻璃、电池、背板等[6]。先通过物理法破碎,再采用化学法处理,EVA胶膜与试剂的接触面积增大,可提高胶膜的溶解或溶胀速度。将化学法与热处理法结合,除胶效果能够进一步改善。近期化学法的技术进步主要是在寻找高效绿色环保化学试剂上,筛选出的一些拆解效果较好的试剂包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1,3-丁二醇(BDG)、碳酸二甲酯(DMC)等[7,8]。更具创新性的是采用深共晶溶剂(DES: Deep Eutectic Solvents,研究发现氯化胆碱-草酸二水合物(ChCl-OAD)构成的DES粘度低、润湿性优良,可促进胶膜的解聚与溶解,拆解潜力较大[9]。化学法拆解技术能实现光伏组件的全组分回收,特别是可回收纯度较高的有机物料,但受限于拆解效率、成本和环保性问题,目前还基本未在市场上实现应用,已有的实验中试线处理能力一般在千吨级/年。

4)组分分离的湿法冶金技术

湿法冶金一般是采用湿法化学反应,通过浸出、纯化、分离、提取等步骤实现金属组分的回收[10,11]。针对电池片,通常采用硝酸与银反应生成硝酸银,再通过电解、置换或沉淀反应将银离子从硝酸银溶液中提取出来;采用磷酸或氢氟酸溶解去除氮化硅钝化减反射层;通过氢氧化钠腐蚀去掉高掺杂硅扩散层;之后经过表面清洗得到具有相当纯度的硅片或硅料。采用DES进行银浸出是低成本绿色湿法冶金技术的新方向[12]。针对焊带/汇流条,近期基于铅、锡、铜在醋酸中的溶解性不同开发了选择性浸出方法,采用醋酸高效浸出铅和锡并保留铜,铅溶解在醋酸中,锡转变为二氧化锡,对反应后的溶液进行过滤,滤液经与硫酸反应获得硫酸铅沉淀[13]。湿法冶金是光伏组件回收实现高价金属和硅的高值化循环利用的最主要技术,回收纯度高,价值大,但现有技术处理成本高,经济性偏低,处理过程有废液产生,技术工艺的绿色环保性也仍需改进。

5)组分分离的火法冶金技术

火法冶金是在高温条件(比如熔融状态)下将金属与其他杂质分离的方法。对湿法冶金得到的硅片或硅料进行进一步提纯,一般通过熔融精炼可以将其纯度提高至太阳能级[14]近期,提出了采用真空熔融分离与真空蒸馏两步法从光伏焊带分离回收铅、锡、铜的方法。利用锡-铅镀层与铜基体熔点差异,在450 ºC下进行熔融分离,得到低铜杂质含量的锡-铅合金和有极低锡、铅残留的铜带;然后在1150 ºC下,对含铜的锡-铅合金进行真空蒸馏,铅选择性挥发出来得到超高纯铅,铅的分离率可达99.7%[15]火法冶金适合于将组件中低含量的硅、铜等富集在一起后进行批量处理,处理效率高,处理装备可借鉴其他冶金行业,相对成熟,但回收纯度仍需提高,处理过程能耗较高、成本和环保问题也需进一步解决。

6)回收物料的循环再利用技术

玻璃是光伏组件回收可以获得的最大宗物料,重量占比可以达到60-70%甚至更高,但即使整板回收,也因存在安全风险而不能直接重新再用作光伏玻璃。回收玻璃用于光伏玻璃板再生制造只可作为熟料与常规玻璃制作生料混用,掺混比例一般在10%–30%,受杂质与成分波动、玻璃窑炉寿命与工艺稳定性、以及光伏玻璃产品质量等的影响,在产业上实现更高比例掺混仍有难度。回收玻璃也可作为原料用于制造其他玻璃制品。

铝是光伏组件回收可以获得的另一大宗物料,重量占比可达15-20%。回收铝边框从质量和安全角度也不能直接用于制造新组件。铝边框经清洗、去漆、破碎、重熔、铸锭、轧制等步骤,可实现光伏边框的再生。但同玻璃一样,受杂质含量、合金成分、重熔工艺、产品质量等要求限制,很难单独采用回收铝重制铝边框,而是要按比例与原生铝混熔,回收铝的添加量一般在30%–50%左右。回收铝也可用于制造其他的铝制品。

回收得到的有机物料主要来自胶膜、背板、接线盒、线缆,重量占比约在10-15%现有技术以能量回收利用为主,即在回收过程中直接作燃料用于产线加热,操作简便,但产生的价值较小。随着近期热处理技术的进步,有机物料热解可转化为价值更高的小分子气体或液体,比如热解油,既可用作燃料,也可用作化工原料,回收利用价值有所提高。回收的有机物料还可通过降解技术实现原材料级回用,也可破碎后直接或经改性处理后用作塑料制品或其他复合制品的填料或添加剂。含氟背板较难处理,降解制备HF是一种可能的氟资源化路径。

回收硅的重量占比约在2-3%。物理法回收冶金级硅可用作铝合金脱氧剂、耐火材料、有机硅、建筑材料等的原料。湿法冶金获得的回收硅料经定向凝固、电子束熔炼等可获得6N太阳能级硅,之后可与原生硅料掺混使用,回收硅的加入量一般在10%-30%。回收硅料也可用来制备纳米级硅颗粒,用作锂离子电池负极材料;制备二氧化硅纳米颗粒,用于涂料、催化剂载体等。

回收铜主要来自焊带、汇流带、接线盒中的含铜件,重量占比约在1%结构、性能相对完好的部件经简单处理后可直接降级用于非光伏领域的导电件。作为铜原料使用时,可将回收的铜粉/铜带经火法熔炼除杂得到粗铜/铜合金,再经湿法提纯比如电解等得到纯度更高的电解铜。

回收银来自电池片上的银栅线。重量占比只在0.05%甚至更低,但回收利用价值大。经火法/湿法提纯处理得到纯度达到99.9%以上的银,高值化回用于光伏银浆制备,或用作其他行业的银原料。

回收铅/锡来自焊料、焊带/汇流条表面包覆层,重量占比较小,但对环境存在污染风险,需回收利用。经湿法/火法冶金得到铅/锡可回用于焊料、蓄电池、电子元器件等。将其转化成氧化物可用作陶瓷、玻璃等的添加剂。


04·我国光伏组件回收市场发展与企业投入

与企业投入   

2025年,我国的废弃光伏组件数量正逐渐增多,光伏组件回收市场已快速兴起,企业投入显著增加。

废弃光伏组件主要有四个来源:到期退役、升级改造、自然灾害损坏以及制造端不合格品。到期退役是我国光伏组件回收市场规模的核心支撑,也是未来市场增长的最主要驱动力。目前,我国到期退役组件主要集中在西北、华北等早期光伏装机密集区域,其中内蒙古、新疆、青海等主要为集中式光伏电站,华北地区以分布式光伏为主。升级改造是我国光伏组件回收市场规模的重要增量,随着光伏技术的快速迭代和“以旧换新”政策推动,这一场景的回收量将逐年攀升。老旧低效组件的发电经济性已远低于新型组件,存量电站的升级改造需求迫切。,升级改造替换的组件更为集中,成色更好,梯次利用的可能性更高。因自然灾害造成破坏淘汰的组件是另一主要回收来源,台风、暴雨、地震、暴雪、冰雹等自然灾害导致组件批量损毁,此类组件因遭受外力冲击,通常存在玻璃破碎、边框变形、内部电路损坏等问题,对回收处理提出较高要求。这类组件主要来自我国东南沿海多台风地区、西北多暴雨/冰雹地区、西南地震多发地区,一次性报废量大,来源较集中。作为全球光伏组件制造第一大国,制造端不合格品是我国光伏组件回收市场规模的稳定补充,主要包括光伏组件生产过程中产生的残次品、检测不合格品,以及运输、安装过程中产生的损坏组件。

市场需求规模扩大,加上回收技术逐步完善,大大激发了企业的参与积极性。目前,光伏制造企业、发电企业、环保企业等对光伏组件回收的投入都持续加大,为行业发展注入了强劲动力,行业活跃度大幅提升。光伏制造企业依托自身产业优势,肩负生产者责任,布局组件回收业务,实现“生产-回收-再生-再制造的闭环发展。发电企业拥有退役光伏组件资源,主动承担主体责任,将组件回收纳入电站全生命周期管理。环保企业凭借专业的环保处理技术与丰富的固废处置经验,成为组件回收处理的主要力量。很多材料再生企业等也纷纷布局高值化回收领域,推动光伏组件回收产业链不断延伸。至目前,我国已有数量较多的企业建成了万吨级组件回收处理生产线,光伏回收行业已逐步走向大众化,后续如何高质量发展是要关注的重点。

05·我国光伏组件回收技术发展方向

在国家政策指引和标准监管激励下,我国光伏组件回收行业规模将持续扩大,行业高质量发展需要更加成熟完善的低成本绿色环保回收处理技术和资源化再生利用技术,以及具有更大规模处理能力的成套装备解决方案。

在组件回收处理技术上,需要向高效化、精细化、环保化迭代升级,降低成本的同时,致力于实现组件构成部件比如玻璃板和电池片的完整拆解、包含有机物料的全组分回收、构成组分的高纯度分离,大幅提升回收物料的再利用价值。在资源化再生利用技术上,在完善提升光伏行业再生利用率的基础上,拓宽回收物料的再生应用范围,在其他行业创造出高值化利用新途径。进一步研发具有更大规模处理能力的智能化、自动化、环保化工艺装备,针对退役光伏组件分散,集中处置选址难、运输成本高的问题,积极布局可移动式现场处置方案。

工业和信息化部等六部门《关于促进光伏组件综合利用的指导意见》已为我国光伏组件回收行业发展提出了2027年和2030年的明确目标。我国的光伏组件综合利用产业必将健康有序发展,有效应对光伏组件大规模退役潮的到来。

文章来源:中国可再生能源学会光伏专委会

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