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光伏組件回收“迫在眉睫” 國家各部門聯(lián)手推動“新興固廢”資源化利用

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-17 09:05:51

能源是一個國家國民經(jīng)濟的命脈,是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。為改變我國能源消費結(jié)構(gòu)過于依賴石油和煤炭現(xiàn)狀,在“雙碳”目標(biāo)下,加大對風(fēng)電、光伏和其他新能源開發(fā)使用力度,已成為我國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。目前,我國已成為全球最大的光伏組件生產(chǎn)國和全球最大的光伏發(fā)電應(yīng)用國家。據(jù)國際可再生能源機構(gòu)預(yù)測,從2025年起,我國開始產(chǎn)生大批量的“退役”光伏組件,至2030年,報廢光伏組件將達到150萬噸左右。在2060年前,我國光伏組件報廢量預(yù)計將以每年30%的速度增長。報廢光伏組件回收與綠色處置,作為光伏產(chǎn)業(yè)的最后一環(huán),是構(gòu)造光伏產(chǎn)業(yè)閉環(huán)綠色產(chǎn)業(yè)鏈的最終保障,將進一步推動光伏產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。

新興固廢的物質(zhì)組成與相應(yīng)產(chǎn)品相同,含多種有價金屬,資源回收價值極高。以光伏行業(yè)為例,晶體硅光伏組件中玻璃、鋁和半導(dǎo)體材料比重可達92%,另外,還含1%左右的銀等貴金屬。若能全量回收,到2030年,可從廢棄光伏組件中得到145萬噸碳鋼、110萬噸玻璃、54萬噸塑料、26萬噸鋁、17萬噸銅、5萬噸硅和550噸銀。而薄膜光伏組件中含有的碲、銦、鎵等稀貴金屬,主要依賴國外進口。因此,其高效回收利用,不僅具有巨大的經(jīng)濟效益,而且有利于減少相關(guān)資源的進口依賴,防范原材料供給風(fēng)險,對保障國家資源安全具有重要戰(zhàn)略意義。

“退役”光伏組件回收利用已受到國家各部門重視

如何應(yīng)對大量報廢的“退役”光伏組件、風(fēng)電機組葉片等清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢,以及如何高效規(guī)范回收利用,已成為當(dāng)前重要的熱點話題,引起了各國政府部門、固廢資源化產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。

2022年2月9日,國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國家發(fā)改委等部門《關(guān)于加快推進城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》?!兑庖姟分赋?,持續(xù)推進固體廢物處置設(shè)施建設(shè)。推進工業(yè)園區(qū)工業(yè)固體廢物處置及綜合利用設(shè)施建設(shè),提升處置及綜合利用能力。健全區(qū)域性再生資源回收利用體系,推進廢鋼鐵、廢有色金屬、報廢機動車、“退役”光伏組件和風(fēng)電機組葉片、廢舊家電、廢舊電池、廢舊輪胎、廢舊木制品、廢舊紡織品、廢塑料、廢紙、廢玻璃等廢棄物分類利用和集中處置。開展100個大宗固體廢棄物綜合利用示范。

2022年2月10日,工信部等8部門聯(lián)合印發(fā)了《加快推動工業(yè)資源綜合利用實施方案》,文中提到,推動廢舊光伏組件、風(fēng)電葉片等新興固廢綜合利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,加大綜合利用成套技術(shù)設(shè)備研發(fā)推廣力度,探索新興固廢綜合利用技術(shù)路線。

2022年1月4日,工信部等5部門印發(fā)了《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021年-2025年)》,明確提出了要研究開發(fā)“退役”光伏組件資源化利用的技術(shù)路線和實施路徑,推動廢舊光伏組件回收利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,加快資源綜合利用。

2021年7月1日,國家發(fā)改委印發(fā)了《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》。該規(guī)劃中提到,“光伏組件等新型廢舊產(chǎn)品產(chǎn)生量大幅增長,回收拆解處理難度較大”,“將對包括“退役”光伏組件和風(fēng)電機組葉片等廢舊物資分類循環(huán)利用和集中處置,引導(dǎo)再生資源加工利用項目集聚發(fā)展”,并將其列為“第一項重點工程”。

2021年12月14日,為貫徹落實《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》,加快工業(yè)資源綜合利用先進適用技術(shù)裝備推廣應(yīng)用,持續(xù)提高資源利用效率,工信部、國家發(fā)改委、科技部、生態(tài)環(huán)境部4個部門共同編制了《國家工業(yè)資源綜合利用先進適用工藝技術(shù)設(shè)備目錄(2021年版)》。該目錄共評選94項工業(yè)資源綜合利用先進適用工藝技術(shù)設(shè)備,其中,再生資源利用工藝技術(shù)設(shè)備19項。中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事單位、中國光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作中心核心成員——常州瑞賽環(huán)??萍加邢薰緫{借“晶硅光伏組件高壓研磨拆解成套技術(shù)與裝備”成功入選。該公司總經(jīng)理莊虎梁表示,此次入選目錄的“晶硅光伏組件高壓研磨拆解成套技術(shù)與裝備”為瑞賽環(huán)保自主研發(fā),瑞賽環(huán)保獲得了該項技術(shù)相關(guān)的多項發(fā)明專利及實用新型專利,專利范圍涵蓋技術(shù)方法、整機裝備以及核心零部件等。通過對報廢晶硅光伏組件的高壓研磨,可以獲得潔凈的整塊玻璃、整條狀的焊帶、顆粒狀的電池片以及片狀的EVA和背板等高分子材料。不同材料間差異巨大的物理形態(tài),大大降低了研磨拆解后材料分選的技術(shù)難度。該技術(shù)裝備可實現(xiàn)95%以上的材料回收率、90%以上的材料可再生利用率,并且憑借其拆解過程中近100%的水循環(huán)利用率和廢氣零排放,實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)的環(huán)境友好型。

2021年3月18日,國家發(fā)改委等10部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見》,提出針對“退役”光伏組件、風(fēng)電機組葉片等新興產(chǎn)業(yè)固廢,探索規(guī)范回收以及可循環(huán)、高值化的再生利用途徑;鼓勵企業(yè)建立技術(shù)研發(fā)平臺,加大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)投入力度,重點突破源頭減量減害與高質(zhì)綜合利用關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備,推動大宗固廢利用過程風(fēng)險控制的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā);依托國家級創(chuàng)新平臺,支持產(chǎn)學(xué)研用有機融合,鼓勵建設(shè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等基礎(chǔ)研發(fā)平臺;加大科技支撐力度,將大宗固廢綜合利用關(guān)鍵技術(shù)、大規(guī)模高質(zhì)綜合利用技術(shù)研發(fā)等納入國家重點研發(fā)計劃;適時修訂資源綜合利用技術(shù)政策大綱,強化先進適用技術(shù)推廣應(yīng)用與集成示范。

技術(shù)創(chuàng)新將支撐“退役”光伏組件回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展

據(jù)中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長兼秘書長尚輝良介紹,為貫徹落實國家相關(guān)政策,推動我國清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢資源化利用工作發(fā)揮積極作用,該聯(lián)盟相關(guān)成員單位積極響應(yīng),決定依托聯(lián)盟平臺組建以市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢資源化工作組,積極探索廢碳纖維復(fù)合材料、“退役”光伏組件、風(fēng)電機組葉片等清潔能源新興產(chǎn)業(yè)固廢規(guī)范回收以及可循環(huán)、高值化的再生利用途徑。

尚輝良表示,聯(lián)盟清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢資源化工作組將主要做好五方面的重點工作:一是為國家部委、地方政府相關(guān)部門出臺清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢再生利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展頂層規(guī)劃、政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、科技規(guī)劃、項目指南等提供決策建議。二是積極發(fā)揮聯(lián)盟現(xiàn)有成員單位和工作組成員單位優(yōu)勢和工作積極性,建立清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢再生利用公共技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)平臺,研發(fā)清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢再生利用關(guān)鍵及重大創(chuàng)新技術(shù),開展技術(shù)對接合作,加強為國內(nèi)清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢再生利用企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才和專門技能人才。三是以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為引領(lǐng),根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,通過研究制定、發(fā)布、使用有關(guān)清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢再生利用標(biāo)準(zhǔn),積極完善產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈,圍繞創(chuàng)新鏈完善資金鏈,推動產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈深度融合。四是指導(dǎo)和引導(dǎo)國內(nèi)清潔能源產(chǎn)業(yè)固廢再生利用企業(yè),執(zhí)行國家生態(tài)環(huán)境保護政策要求,協(xié)助相關(guān)單位開展技術(shù)改造和升級,制定企業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃,協(xié)調(diào)解決在落實國家稅收政策過程中遇到的困難和問題。五是依托聯(lián)盟和工作組平臺,培育長期穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作隊伍,積極申請承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃技術(shù)創(chuàng)新任務(wù),建立相應(yīng)的組織模式和運行機制,支撐清潔能源固廢再生利用產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)副理事長、常州工學(xué)院黨委副書記、副校長周全法教授表示,光伏組件的資源價值相對較高,但不當(dāng)處置帶來的環(huán)境和生態(tài)影響極為嚴(yán)重,光伏組件及其配套設(shè)施和土地的資源化利用,是資源再生利用產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。光伏組件中含有銅鋁銀錫等多種有色金屬。對其進行資源化利用,是保障國家戰(zhàn)略金屬安全、保護生態(tài)環(huán)境和促進光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

“國務(wù)院《2030年前碳達峰行動方案》提出,‘全面提高資源利用效率,充分發(fā)揮減少資源消耗和降碳的協(xié)同作用’,報廢光伏組件拆解的主要物料為玻璃、鋁邊框、銅焊帶、塑料等,再生利用對碳減排貢獻顯著,是實現(xiàn)‘雙碳’的重要抓手。”中國再生資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)理事、常州大學(xué)教授魏偉說。

另外,據(jù)常州瑞賽環(huán)??萍加邢薰究偨?jīng)理莊虎梁介紹,該公司在光伏行業(yè)內(nèi)擁有扎實的行業(yè)基礎(chǔ),目前,已經(jīng)與國內(nèi)主要光伏組件生產(chǎn)企業(yè)以及主要光伏電站企業(yè),均建立起了良好的業(yè)務(wù)合作關(guān)系。該公司先后參與制定了國家標(biāo)準(zhǔn)《晶體硅光伏組件回收處理方法物理法》、 團體標(biāo)準(zhǔn)《晶硅光伏組件回收評判指南》和《晶體硅光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求》。而且,該公司已與常州大學(xué)、南京航天航空大學(xué)等科研院所達成緊密的產(chǎn)學(xué)研合作,為繼續(xù)推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立發(fā)揮了有效的作用。

據(jù)了解,中國科學(xué)院電工所牽頭開展了光伏組件回收技術(shù)的研發(fā),在利用物理法回收技術(shù)研發(fā)方面,實現(xiàn)實驗室總質(zhì)量回收率91.2%、銀回收率91%、硅回收率95.1%、銅回收率95.2%;研究的熱分解法回收技術(shù)方面,實現(xiàn)實驗室總質(zhì)量回收率均在90.2%、銀回收率93.76%、硅回收率96.27%、銅回收率99%。該項目的前瞻性相對完善,考慮到未來新型太陽能電池的回收,研究開發(fā)了面向未來新結(jié)構(gòu)、新材料、新組件的新型回收方法,開展了激光刻劃、線切割等拆解技術(shù)和異質(zhì)結(jié)電池中銀、銦等回收技術(shù)研究。

首條晶硅光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化中試線取得成效

日前,從國家電投黃河水電公司(簡稱“黃河公司”)獲悉,由該公司自主開展的“晶硅光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化及設(shè)備國產(chǎn)化研究”科技項目,順利通過專家組驗收,標(biāo)志著中國首條組件回收中試線建成。該條組件回收中試線,閉環(huán)形成了多晶硅、硅片、電池、組件、支架、光伏電站規(guī)劃設(shè)計及建設(shè)、運行維護、檢測評價回收等一體化光伏全產(chǎn)業(yè)鏈。

黃河公司科技管理部主任石生斌介紹,從2017年起,該公司開展晶硅光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化及設(shè)備國產(chǎn)化等關(guān)鍵技術(shù)研究,旨在將“退役”的光伏組件通過分類拆解,回收其中可重復(fù)利用的硅、銀、銅、鋁等材料,將“退役”光伏組件“變廢為寶”。通過回收循環(huán)再利用,減少了對原生資源開采的依賴,在降低能耗的同時,進一步優(yōu)化了光伏組件全生命周期的綠色節(jié)能特性。

自開展“晶硅光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化及設(shè)備國產(chǎn)化研究”工作以來,黃河公司受到了青海省委、省政府和國家電投集團的大力支持,累計投入研發(fā)資金逾4000萬元。經(jīng)過近5年時間持續(xù)研究,該公司最終確立了以“物理拆除工藝、熱切割和選擇性分離工藝、濕法提純工藝”為核心的常規(guī)組件回收技術(shù)路線,形成了從廢舊光伏組件拆框、接線盒拆除、背板去除到玻璃分離、焊帶篩分、硅材料提純的完整光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化設(shè)備集成方案。同時,該公司針對現(xiàn)存電站中占主導(dǎo)地位的組件開展工藝設(shè)備開發(fā),自主研發(fā)完成了國內(nèi)首創(chuàng)的組件回收工藝設(shè)備22臺/套,實現(xiàn)了組件回收工藝設(shè)備的國產(chǎn)化。2021年12月,形成綜合回收率超90%以上,年處理能力11萬片組件的中國首條組件回收中試線。

推動“退役”光伏組件資源化利用的建議

一是將“退役”光伏組件等新興固廢納入固廢資源化頂層規(guī)劃。二是加強產(chǎn)學(xué)研用深度融合發(fā)展,聯(lián)合培養(yǎng)專業(yè)技能人才,建設(shè)創(chuàng)新平臺研發(fā)“退役”光伏組件回收處理技術(shù),從產(chǎn)業(yè)全生命周期角度出發(fā),推廣應(yīng)用“退役”光伏組件回收技術(shù)。三是持續(xù)完善“退役”光伏組件回收利用政策體系,探討將“退役”光伏組件等新興固廢回收納入廢棄電器電子產(chǎn)品回收管理,明確設(shè)計、生產(chǎn)、銷售、使用、報廢、回收、利用等上下游各環(huán)節(jié)主體責(zé)任,構(gòu)建循環(huán)利用管理體系。四是建設(shè)“退役”光伏組件回收處理信息平臺,充分利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù),建立“退役”光伏組件回收信息服務(wù)平臺,為上游回收企業(yè)與下游拆解和利用企業(yè)信息發(fā)布、競價采購和物流服務(wù)提供支撐。五是制定完善符合“雙碳”目標(biāo)的“退役”光伏組件回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系。

 

原標(biāo)題:推動“退役”光伏組件資源化利用迫在眉睫

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