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报废光伏板将实现100%回收再利用

光伏系统工程  来源:电气技术    2019/12/11 11:10:46  我要投稿  

北极星太阳能光伏网讯:近日,能源研究机构Wood Mackenzie发布报告称,由于欧洲和美国市场的改善以及印度和越南的光伏产业快速增长,2019年光伏新装机容量将创下历史新高(达到114.5GW,比2018年增加17.5%),这是新装机容量首次超过100GW,预计到2020年初,全球每年的新装机容量将达125GW。

随着全球光伏装机容量的不断攀升,作为光伏发电核心组成部分的光伏电池板(简称光伏板)报废数量与日增长。按照25年使用寿命估算,我国的光伏板将于2025年前后开始进入报废密集期,2050年报废光伏板总量预计可达到 2000万t。

据了解,光伏板中含有玻璃(~70% ) 、铝(~10% ) 、粘合封胶(~10% ) 、硅(~5% ) 、银、镓、铟等稀有金属(~1% ) 等,具有极高的回收价值。此外,光伏板中还含有铅、镉等重金属及粘合封胶等有机物,不当处理将对环境安全造成极大威胁。

为了高效回收可用资源和保护环境,报废光伏板回收再利用已成为国内外研究的热点。目前,已开发的预处理技术包括热分解法、机械处理法、化学预处理法、酸浸法、真空蒸馏法等,但都具有一定的局限性。分解法只能处理厚度≥400μm的电池片,机械处理法存在回收产品纯度不稳定、能耗高、占地面积广等问题,化学法未考虑边框的拆除和硅片的再生利用,且处理后大量废液的收集与处理存在难度等。

自2006年开始,美国、德国等发达国家的企业就已逐步着手光伏板的产业化回收,如美国First Solar,德国GeltzUmelt-Technology等。为了规范报废光伏板的回收,欧盟已出台《Waste Framework Directive》(2008/98/EC),《Waste Transportation Regulations》((EC)No1013/2006)等一系列法规,2010年修订的《欧盟废弃电子电器产品管理条例》率先将光伏板纳入管理范围。与发达国家相比,我国报废光伏板的回收利用目前仍处于技术探索阶段,相关法规政策亦处于空白期。

2018年,欧洲乃至全球首座太阳能电池板回收工厂正式投入运营,能够对晶体硅光伏板中的95%材料进行分拆、分拣、处理和回收:其中2/3的玻璃回收后成碎玻璃,被送往玻璃制造厂;铝制框架被送往铝精炼厂;废塑料可作为燃料在水泥厂使用;回收后的硅可以在贵金属工业被再利用;剩下的缆线和接头被压碎后以铜珠的形式出售。

但也有学者指出,全球第一家报废光伏板回收工厂采用了燃烧分解玻璃与背板间胶合层的方式,不仅高耗能、低产能,且会产生碳足迹,同时因回收有交叉污染,回收的玻璃只能用来铺设地板,因此材料的回收再利用率也不是很高;而日本回收厂采用化学药剂清洗法,也会造成高污染。

近日,中国台湾台南大学与业界合作研发出以物理性100%回收光伏板,成本低、零污染,且回收材料还能做成新型光伏板。这项产学合作成果一出,预计明年将有正式生产线投入使用,可实现规模化回收作业。

台湾预估2050年将产生1530万t的报废光伏板,回收变得尤为重要。台南大学团队于两年前开始研究回收利用,以循环经济为出发点,充分利用光伏板材料优异的稳定性能,采用物理性稍微加热的方式破坏材料面亲和力的方式,让玻璃与背板间的胶合层拆解分离,再以研磨方式分别回收。

该团队表示,报废光伏板处理过程中虽然也有加温,但温度低,平均回收一块光伏板只需2.5kW•h,与欧洲的燃烧法相比要节能不少,且还可将光伏板内的材料分别回收,没有交叉污染问题,可以实现100%再利用。

该团队提出了较为全面的回收方案:由于光伏板里含有超过70%的高透光玻璃,因此可以加工再制成槽型玻璃,用作光伏墙体建材或铺设在人行道继续发电;硅晶圆可以回收成为粉末状,用作散热材料,内含贵重金属银也可再利用;背板中的PVDF聚偏二氟乙烯还可制成铁氟龙,从而达到最大化的回收价值。

原标题:报废光伏板将实现100%回收再利用

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