系列：和君新能源行业每日观察20241211
作者：和君咨询咨询师 新能源事业一部 毛雪帆
2023年光伏产业高歌猛进，全球新增装机容量345.5GW，其中中国新增装机容量216.88GW。随着大规模的集中式和分布式光伏发电项目投入运营，废弃光伏组件的处理问题将日益凸显。对于大型集中式光伏电站来说，电池使用寿命一般为25年，但受到气候等外部因素的影响，会加快电池转化效率甚至失效。自2009年起我国开始统计官方光伏装机量，预计到2025-2030年间光伏组件开始出现报废情况，2035年左右将大幅上升。实现废弃光伏电池板的回收必将成为光伏企业需要重点关注的问题。
1. 光伏组件的结构分析
光伏组件的结构及各部件的重量比例因制造厂商所采用原料的不同存在一定差异，晶硅太阳能组件结构如图所示，玻璃占整个组件质量的68%，铝边框占比超过17%，硅片占比3.46%，三者占比超过88%。由此可以看出，组件中含有大量潜在的可重复利用资源。铝框架、银网格线、锡铜线和玻璃经加工可获得工业产品，晶体硅面板中的铟、镓、锗、碲等稀有金属可回收用于新设备的生产。
薄膜太阳能电池在市场中所占份额少，但因其具有生产成本低、原材料消耗少、可吸收弱光的特点，具有广阔的发展潜力。薄膜太阳能电池的主要技术包括硅基薄膜、铜铟镓硒、碲化镉、砷化镓、钙钛矿电池及有机薄膜电池等。薄膜太阳能电池板中玻铝和玻璃占比超过95%，同样存在潜在的可重复使用资源。
2. 组件退役潮目前存在的主要问题
随组件报废期临近，国内外学者对组件的回收技术与装备进行大量探索，已形成多条光伏组件回收技术路线，但这些新技术、新工艺、新装备要实现市场化推广仍存在一系列难题，主要有以下三个方面：
（1）技术上：回收过程中污染物的产生和处理的问题。前期投产的晶硅电池组件多采用含氟背板，经过焚烧会产生氟化氢等毒性气体。同时，含氟背板中碳氟化合物结构不易破坏，较长时间无法降解。应用潜力较大的碲化镉薄膜电池中含有剧毒重金属镉，会通过食物链积累危机人类健康。
（2）经济效益上：光伏组件回收若不能产生规模效应经济效益不明显。目前，只有以PV Cycle为例的少数企业能够实现盈利。在欧洲电子电气废弃物(WEEE)新规章等政策的推动下，PV Cycle自成立以来占据了欧洲90%的市场份额，运营业绩连续增长。在国内，由于目前的回收规模较小，尚无专业企业开展，资源化的回收技术还处于实验室研发阶段，且多数技术能耗较高，经济性较差，导致市场发展动力不大。
（3）政策上：欧盟2012年将光伏组件列为电子废弃物进行管理，要求必须集中收集85%的废旧组件，同时80%的必须要进行再循环利用。但国内对于光伏组件的回收方面并未出台相关政策，对于光伏组件的处置无专门的监督管理体系，对再生材料的销售也无相应政策支持，加上目前报废量并不大，多数企业处于观望阶段。
3. 未来行业发展趋势
按照产品结构来说，光伏组件虽然属于电器电子产品，但回收重点与其不同。一方面，废弃电器电子产品注重拆解和回收，而光伏组件因含有更多的可再生利用资源，回收过程应更注重处理和产品的再利用；另一方面，废弃电器电子产品的处理企业比较分散，而光伏组件处理企业应在电站集中的地方布局。结合我国固废处理新策，光伏组件回收需要从光伏组件全生命周期的角度实现减量化、资源化、无害化发展。
废弃光伏组件减量化从组件制造商、用户、回收处置企业三个方面进行。对于组件制造企业来说，通过生态设计、有毒有害物质替代、生产技术和工艺的改进可从源头实现废弃光伏组件的减量化；从光伏组件用户的角度来说，良好的运行维护和智能化的运行控制管理可增加光伏组件的运行寿命，降低报废率；从组件回收处置企业来说，废弃光伏组件经过压实、破碎、热解等处理方法，也可以达到减量和便于运输、处理的目的。
废弃光伏组件的资源化处理应按照二次利用、再生利用和能量回收的顺序进行。
无害化处理一方面体现在回收过程产生污染物对环境造成负面影响，另一方面是减少回收过程的碳排放。回收过程除了要对光伏板自身所含的重金属和氟化物进行无害化处理外，还应减少回收过程产生的噪音、粉尘和有机/无机溶液以及碳排放。
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