文｜ 王冬容

站在能源革命的新起點(diǎn)上，中國(guó)能源行業(yè)正在進(jìn)行翻天覆地的變革，本文以貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想為指引，從加大退役光伏組件再利用的角度，重新定義光伏組件的“全生命周期”，探索退役光伏組件回收利用與無(wú)害化處理的新技術(shù)、新路徑、新模式，如何在保障能源安全的基礎(chǔ)上，加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系，推動(dòng)節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，擁抱“零碳零廢”新時(shí)代。

加大退役光伏組件利用的背景

能源清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐加快

“雙碳”目標(biāo)下，能源電力行業(yè)正面臨百年未有之大變局。能源清潔低碳轉(zhuǎn)型步伐加快，光伏等新能源在電源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提高。國(guó)家能源局提供的一組數(shù)據(jù)顯示，煤炭消費(fèi)比重從2014年的65.8%下降到2021年的56%，年均下降1.4個(gè)百分點(diǎn)，這7年是歷史上下降最快的時(shí)期；清潔能源消費(fèi)比重同期從16.9%上升到25.5%，占能源消費(fèi)增量的60%以上。

光伏產(chǎn)業(yè)步入快速增長(zhǎng)通道

在各種可再生能源中，太陽(yáng)能以其清潔、安全、取之不盡、用之不竭等顯著優(yōu)勢(shì)，成為發(fā)展最快的可再生能源。我國(guó)更是成為了光伏制造與發(fā)電大國(guó)，2021年光伏組件產(chǎn)量達(dá)181.8吉瓦，占全球總產(chǎn)量的82.3%，累計(jì)光伏裝機(jī)量達(dá)3.06億千瓦，占世界裝機(jī)總量的35.6%。2022年，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭，上半年電池片產(chǎn)量約為135.5吉瓦，同比增長(zhǎng)46.6%；組件產(chǎn)量約123.6吉瓦，同比增長(zhǎng)54.1%；在應(yīng)用端，上半年我國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)30.88吉瓦，同比增長(zhǎng)137.4%；我國(guó)累計(jì)光伏裝機(jī)容量穩(wěn)居世界第一。

安全處置退役光伏組件迫在眉睫

按照一般的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，光伏組件的壽命為20～25年。從退役趨勢(shì)來(lái)看，全球范圍內(nèi)于21世紀(jì)初安裝的光伏組件正在分批進(jìn)入“退役期”，退役高峰將出現(xiàn)在2030年以后。

我國(guó)光伏大規(guī)模裝機(jī)始于2011年，據(jù)測(cè)算，目前我國(guó)廢舊光伏組件年產(chǎn)生量約為3萬(wàn)噸，2030年累計(jì)退役量可能達(dá)到150萬(wàn)噸，2040年達(dá)到700萬(wàn)噸，2050年達(dá)到2000萬(wàn)噸，退役高峰將出現(xiàn)在“十五五”中后期。

隨著光伏裝機(jī)以每年新增幾百吉瓦的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，未來(lái)全球每年將面臨如何處理千萬(wàn)噸以上的退役光伏組件難題，若不加以妥善處理，將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成惡劣影響。

發(fā)展光伏組件回收再利用行業(yè)的必要性

光伏組件的回收與無(wú)害化處理是目前全球產(chǎn)業(yè)界與環(huán)保界關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)歐盟相關(guān)組織的研究顯示，在廢舊光伏組件中，玻璃約占總重量的70%，鋁材料約占18%，半導(dǎo)體材料約占4%，大部分具有循環(huán)再造的可能。特別是還包含銀、銦、鎵等稀有金屬，回收價(jià)值較高，如果不對(duì)其進(jìn)行回收利用，將造成極大的資源浪費(fèi)。具體而言，發(fā)展光伏組件回收再利用具有以下三點(diǎn)益處。

資源將被循環(huán)高效利用

光伏發(fā)電在獲得大規(guī)模應(yīng)用的同時(shí)，也大幅度增加了稀有金屬的消耗，這些材料在其他尖端技術(shù)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。光伏組件退役或報(bào)廢后，對(duì)其進(jìn)行循環(huán)再利用可有效節(jié)約資源，減少對(duì)原生資源的過(guò)度開(kāi)采，降低增量耗能, 減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及破壞。

形成新的產(chǎn)業(yè)鏈條

退役廢舊光伏組件回收處理的整個(gè)運(yùn)作與管理流程，涉及鑒定、回收、物流、處理及再利用等多個(gè)作業(yè)面與作業(yè)環(huán)節(jié)，既需要大量人員參與，也需要與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各產(chǎn)業(yè)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，這樣不僅能催生出新型的產(chǎn)業(yè)鏈條，還可以為社會(huì)創(chuàng)造更多工作崗位，拉動(dòng)就業(yè)。

實(shí)現(xiàn)光伏生命周期全綠色

與傳統(tǒng)火電相比，新能源代表著低碳甚至零碳以及綠色發(fā)展。光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)只有在光伏組件前端加工制造、系統(tǒng)安裝、綠色運(yùn)營(yíng)、綠色回收等所有環(huán)節(jié)，即從源頭到終端全部達(dá)到環(huán)境友好的要求，才可成為真正意義上的綠色能源。做好光伏產(chǎn)業(yè)鏈的最后一環(huán)——退役與廢舊光伏組件的回收利用意義重大。

我國(guó)光伏組件回收產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

我國(guó)光伏組件尚未進(jìn)入大規(guī)模退役階段，廢舊組件產(chǎn)生量少且分布分散，回收再利用行業(yè)的發(fā)展相對(duì)較為遲緩，尚未建立有效回收體系，這一點(diǎn)與光伏產(chǎn)業(yè)自身的蓬勃發(fā)展形成了鮮明對(duì)比。

現(xiàn)存回收產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

目前廢棄光伏組件回收技術(shù)主要有物理法、熱解法和化學(xué)法三種，但相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚不成熟，且回收處理成本較高。廢舊光伏組件拆除得到的邊框、接線(xiàn)盒等可回收利用鋁、銅等元素，資源化利用技術(shù)成熟。但光伏層壓件需采用物理、化學(xué)或熱處理法拆解為光伏玻璃、太陽(yáng)能電池和背板等，從中提取硅、銀、銅等有價(jià)元素，這一技術(shù)仍處于研發(fā)階段。目前，國(guó)內(nèi)已建成5條拆解資源化利用示范線(xiàn)，年處理能力1.7萬(wàn)噸,銅、銀等回收率可達(dá)到90%以上，但產(chǎn)業(yè)整體仍處于發(fā)展初期。

現(xiàn)存回收方法存在的弊端

上述幾種方法都存在一定的弊端，如物理法通過(guò)粉碎電池板，通過(guò)分選技術(shù)將金屬物、硅粉、背板顆粒及EVA顆粒等進(jìn)行分離，這只能得到不同成分的混合物，并沒(méi)有將各成分進(jìn)行充分分離；熱解法利用高溫使EVA封裝材料發(fā)生熱解，將電池片與蓋板玻璃、鋁框、背板等分開(kāi)，會(huì)伴隨有害氣體的產(chǎn)生，處理不善將會(huì)造成大氣污染；化學(xué)法通過(guò)有機(jī)酸溶液、無(wú)機(jī)堿溶液，將光伏組件EVA、TPT、銀等分解出來(lái)，在得到完整的或者純度較高的硅晶片的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢液。

探索退役光伏組件再利用的最優(yōu)解——光伏功能材料

中國(guó)電力國(guó)際發(fā)展有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)電力）不僅追求能源生產(chǎn)端的低碳、零碳，也追求退役產(chǎn)品的零廢化處理。今年，中國(guó)電力成立了新源勁吾（北京）科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新源勁吾），從光伏組件退役到最終拆解等全過(guò)程進(jìn)行突破與創(chuàng)新，并增加了“彩色功能化與綜合利用”環(huán)節(jié)，延長(zhǎng)了光伏組件服役壽命和全生命周期綠色能源生產(chǎn)量，將光伏電站以及組件的全生命周期重新定義為前期設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、建設(shè)施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、退役綜合利用、回收拆解共六大環(huán)節(jié)，這六大環(huán)節(jié)有效貫穿光伏電站與組件全生命周期。

光伏功能材料技術(shù)介紹

光伏功能材料技術(shù)獨(dú)有的全彩微圖層技術(shù)、封裝技術(shù)及獨(dú)自設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)工藝，可實(shí)現(xiàn)單晶硅、多晶硅等晶硅類(lèi)組件及碲化鎘、銅錮鎵硒、鈣鈦礦等非晶硅組件光伏產(chǎn)品的全彩微圖層生產(chǎn)和加工，且產(chǎn)品達(dá)到全國(guó)乃至全球最高及最均勻的透光率，形成高透光、高彩色附著度、不產(chǎn)生熱斑效應(yīng)的全彩效果，將光伏產(chǎn)品打造成為與建筑景觀(guān)、周邊環(huán)境充分融合的新型綠色功能材料。產(chǎn)品通過(guò)了SGS溫度震蕩、鹽霧、UV紫外線(xiàn)、耐刮與效率等的測(cè)試。

光伏功能材料應(yīng)用場(chǎng)景

光伏功能材料技術(shù)賦予了光伏組件退役后進(jìn)行綜合利用的新思路、新辦法、新模式，可以將退役、廢舊、庫(kù)存呆滯品、次級(jí)品太陽(yáng)能組件轉(zhuǎn)變?yōu)榭裳h(huán)利用的新型、全彩光伏功能材料，同時(shí)對(duì)于正品太陽(yáng)能光伏組件和碲化鎘發(fā)電玻璃，可通過(guò)圖案式的技術(shù)再加工，形成全彩光伏建筑材料、裝潢裝飾材料、展示標(biāo)牌材料等，可廣泛運(yùn)用于BIPV、門(mén)面裝飾、路標(biāo)、廣告牌、消費(fèi)藝術(shù)品等。特別是將BIPV從狹義的“屋面發(fā)電”打造為全立體的“五面發(fā)電”，全面提高了綠電產(chǎn)量。

通過(guò)將每年的光伏退役組件或電站的替換光伏組件加工再利用，形成光伏產(chǎn)業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)價(jià)值鏈閉環(huán)，創(chuàng)造性地開(kāi)辟了產(chǎn)品應(yīng)用新市場(chǎng)，成為廢舊光伏組件回收再利用行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，充分滿(mǎn)足了智慧城市以及綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用要求。

光伏功能材料技術(shù)的市場(chǎng)獨(dú)占性

光伏功能材料技術(shù)在世界范圍內(nèi)具有市場(chǎng)獨(dú)占性，是光伏組件材料應(yīng)用的革命性技術(shù)。山西大同未來(lái)能源館、廣東清遠(yuǎn)奧體中心、江西瑞昌碼頭工業(yè)區(qū)與電子商務(wù)樓、云南麗江水泥廠(chǎng)、福建湄洲島風(fēng)雨廊等國(guó)內(nèi)眾多彩色化光伏建筑，均使用了新源勁吾技術(shù)的產(chǎn)品。在今年第三屆中國(guó)國(guó)際太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽上，清華大學(xué)參賽作品使用了新源勁吾技術(shù)加工的仿鋁材光伏發(fā)電建材產(chǎn)品，是本次大賽中唯一的彩色光伏產(chǎn)品，在眾多參賽作品中脫穎而出，榮獲第三名。

微能源網(wǎng)及國(guó)家能源安全的重要落子

實(shí)踐證明，全彩光伏功能材料技術(shù)可以更好地布局城市低碳綠色應(yīng)用場(chǎng)景，更快地推進(jìn)城市近“零”碳排放區(qū)建設(shè)，大幅節(jié)省電力擴(kuò)容費(fèi)，緩解拉閘限電帶來(lái)的影響，既起到削峰填谷的作用，也提升了城市清潔能源消費(fèi)占比，讓城市的每一棟建筑、每一個(gè)標(biāo)牌都成為微型發(fā)電廠(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了從耗能建筑到節(jié)能建筑再到創(chuàng)能建筑的轉(zhuǎn)變，搶占碳排放權(quán)交易制高點(diǎn)。

同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還有效地推動(dòng)了微能源網(wǎng)的布局建設(shè)，與主干大電網(wǎng)有效協(xié)同，可充分保障國(guó)家能源的整體安全。

綜上所述，光伏功能材料技術(shù)產(chǎn)品與其他產(chǎn)品最大的不同是具備發(fā)電的功能，該技術(shù)創(chuàng)新是對(duì)光伏全產(chǎn)業(yè)鏈的補(bǔ)充，填補(bǔ)了次級(jí)組件和退役光伏在最終回收利用之間的產(chǎn)業(yè)鏈空白，有效地延長(zhǎng)光伏組件的生命周期，增加光伏組件全生命周期發(fā)電量。

在中國(guó)電力與新源勁吾未提出全彩光伏理念之前，光伏是光伏，建材是建材，廣告牌是廣告牌，而新理念是“建材+能源”“廣告+能源”，是將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生能源的新材料的全新理念，它既能適應(yīng)廢棄光伏組件回收行業(yè)快速發(fā)展的需要，降低污染排放，也符合“綠色建筑”市場(chǎng)需要，與城市美化結(jié)合，減碳成效、市場(chǎng)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益明顯。

在尋求綠色低碳解決方案的過(guò)程中，需要相關(guān)企業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新力度，需要加快研發(fā)廢舊光伏組件資源高效、高純度分離、再生資源多元化高值利用、新型光伏組件回收利用等新技術(shù)，以促進(jìn)光伏組件實(shí)現(xiàn)綠色低碳資源化利用，助力我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)持續(xù)提升競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)全鏈條綠色發(fā)展。