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随着光伏发电的大规模利用,废弃光伏组件的退役和回收利用成为一个明显的问题,也为行业带来了巨大的新商机。自2014年出台标杆电价以来,我国光伏发电装机容量快速增长,年均保持一倍以上的增速。目前,我国光伏发电累计装机容量已超过200GW,预计2022年我国光伏发电累计装机容量将超过300GW。随着光伏发电的快速发展,废旧光伏组件的回收利用也随之衍生。根据国际可再生能源机构(IRENA)的数据,到2030年,全球光伏组件的累计废弃物将达到数百万吨;到2050年,将达到数千万吨。此外,据中科院电机研究所预测,从2020年开始,国内光伏组件废弃物量也将大幅增加,到2030年,国内废弃光伏组件可产生145万吨碳钢、110万吨玻璃、54万吨塑料、26万吨铝、17万吨铜、5万吨硅和550吨银。
根据科技部863项目研究成果,即使现有光伏电站运行维护良好,到2034年,我国退役光伏组件规模也将达到近60GW。如果电厂运维状况一般,累计退役组件很可能超过70GW。中国绿色供应链联盟光伏委员会研究组成员、秘书长卢芳表示,到2050年,中国将有2000万吨废弃光伏组件,是埃菲尔铁塔重量的2000倍。一方面,这些废弃物成分如果处理不当,会给环境和社会带来严重的负面影响,使原本的“绿色”本意不再“绿色”。另一方面,新能源产业是低碳发展和绿色经济的主要内涵和重要支撑,也是新能源产业的驱动力。当光伏产业发展留下的废弃光伏群价得不到妥善解决,势必阻碍光伏产业的可持续发展。
基于资源和能源消耗的传统发展模式对人类生存环境提出了日益严峻的挑战。绿色发展和清洁能源的开发利用已成为世界发展的主旋律。在这个过程中,光伏产业发挥了重要作用,也必将发挥更大的历史作用。但同时,光伏发电的大规模应用衍生出废弃光伏组件的回收问题。因此,研究废弃光伏组件的退役与回收利用具有相当积极的现实意义。
首先,废旧光伏组件的回收利用有利于资源的再利用。太阳能光伏发电技术的大规模应用,将大大增加一些稀有金属的消耗量。例如,晶体硅电池的电极制备需要银、碲、铟、镓等。这些材料在其他技术领域也有广泛的应用。如果光伏组件报废,其中的稀有金属得不到回收,势必造成很大的浪费。根据欧盟光伏循环组织的研究,废弃光伏组件总重量的约 70% 是玻璃,18% 是铝,4% 是半导体。换言之,光伏组件中使用的大部分材料都有回收的潜力。通过废旧光伏组件的回收利用,可以实现稀有金属、玻璃、铝和半导体的回收利用,从而减少对原始资源的开采,降低资源开采的能源消耗,减少对生态环境的影响和破坏。
其次,废旧光伏组件的回收利用可以催生新的产业形态,创造更多的就业价值。从目前欧洲的废旧光伏组件回收流程来看,废旧光伏组件处理的整个运营管理过程,包括收集、登记、运输、回收再利用,每个环节都需要大量人员参与,尤其是回收过程需要更多专业回收技术人员。因此,废旧光伏组件的回收利用可以催生新的产业形态,创造更多的就业价值。而且,废旧光伏组件的回收利用,有利于实现光伏发电全生命周期的真正绿色化,从而促进太阳能产业的可持续发展。
自从光伏发电技术产业化以来,世界各国和企业都致力于光伏发电的绿色生产经营。目前,晶体硅光伏技术从原材料生产、电池制造、组件加工到系统安装运行的产业链已经实现了无污染、环保的要求,但光伏组件废弃处理却造成了诸多环境污染问题。
新能源产业是低碳发展和绿色经济的主要内涵和重要支撑,而低碳发展和绿色经济是新能源产业的驱动力,两者相辅相成。因此,只有做好光伏产业链的一个环节——废旧光伏组件回收利用,才能让光伏产业从源头到终端绿色无污染,从而促进太阳能产业的可持续发展。