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双碳目标下光伏组件退役潮将至 新兴固废何去何从?

发布时间:2022-02-26   来源:中国环境报   点击数:43934次

双碳目标下光伏组件退役潮将至 新兴固废何去何从?

目前,我国已成为全球最大的光伏组件生产国和全球最大的光伏发电应用国家。据国际可再生能源机构预测,2025年起我国开始面临大批量的光伏组件退役,2030年报废光伏组件将达到150万吨,并且我国光伏组件报废量在2060年前会以每年30%的速度增长。报废光伏组件回收与绿色处置作为光伏产业链的最后一环,是光伏产业闭环绿色可持续发展的最终保障。

“《2030年前碳达峰行动方案》提出,全面提高资源利用效率,充分发挥减少资源消耗和降碳的协同作用。报废光伏组件拆解的主要物料为玻璃、铝边框、铜焊带、塑料等,再生利用对碳减排贡献显著,是实现碳减排、碳达峰的重要抓手。” 常州大学魏伟教授表示。

新兴固废物质组成与相应产品基本相同,因而含多种有价金属,资源回收价值极高。据中国再生资源产业技术创新战略联盟提供的数据,以光伏行业为例,晶体硅光伏组件中玻璃、铝和半导体材料比重可达92%,另外还含1%左右的银等贵金属。若能全量回收,到2030年,可从废弃光伏组件中得到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。而薄膜光伏组件中含有的碲、铟、镓等稀贵金属,主要依赖国外进口。因此,其高效回收利用不仅具有巨大的经济效益,同时有利于减少相关资源的进口依赖,防范原材料供给风险,对保障国家资源安全具有重要战略意义。

退役光伏组件回收利用已受到国家各部门重视

据了解,为应对大量报废的退役光伏组件、风电机组叶片等清洁能源产业固废,国家相关部门高度重视,陆续出台政策部署相关工作。

2021年3月18日,国家发改委等十部委联合发布《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》,提出针对退役光伏组件、风电机组叶片等新兴产业固废,探索规范回收以及可循环、高值化的再生利用途径;鼓励企业建立技术研发平台,加大关键技术研发投入力度,重点突破源头减量减害与高质综合利用关键核心技术和装备,推动大宗固废利用过程风险控制的关键技术研发等。

2021年7月1日,国家发改委印发《“十四五”循环经济发展规划》。规划中提到“光伏组件等新型废旧产品产生量大幅增长,回收拆解处理难度较大”,规划中提出“将对包括退役光伏组件和风电机组叶片等废旧物资分类循环利用和集中处置,引导再生资源加工利用项目集聚发展”,并将其列为“第一项重点工程”。

2022年1月4日,工信部等5部门印发《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,明确提出要研究开发退役光伏组件资源化利用的技术路线和实施路径,推动废旧光伏组件回收利用技术研发及产业化应用,加快资源综合利用。

2022年2月9日,国务院办公厅转发国家发改委等部门《关于加快推进城镇环境基础设施建设的指导意见》。《意见》指出:持续推进固体废物处置设施建设。推进工业园区工业固体废物处置及综合利用设施建设,提升处置及综合利用能力。健全区域性再生资源回收利用体系,推进废钢铁、废有色金属、报废机动车、退役光伏组件和风电机组叶片、废旧家电、废旧电池、废旧轮胎、废旧木制品、废旧纺织品、废塑料、废纸、废玻璃等废弃物分类利用和集中处置。开展100个大宗固体废弃物综合利用示范。

2022年2月10日,工信部等八部门联合印发了《加快推动工业资源综合利用实施方案》,文中提到探索新兴固废综合利用路径,推动废旧光伏组件、风电叶片等新兴固废综合利用技术研发及产业化应用,加大综合利用成套技术设备研发推广力度,探索新兴固废综合利用技术路线。

技术创新将支撑退役光伏组件回收利用产业发展

如何高效规范回收利用已成为当前重要热点话题,也引起了我国固废资源化产业界和学术界的高度重视。

中国再生资源产业技术创新战略联盟副理事长兼秘书长尚辉良透露,目前,联盟正着手组建以市场为导向、产学研用相结合的清洁能源产业固废资源化工作组,充分发挥联盟产学研用单位技术优势,积极探索废碳纤维复合材料、退役光伏组件、风电机组叶片等清洁能源新兴产业固废规范回收以及可循环、高值化的再生利用途径。

尚辉良介绍,工作组重点开展五方面任务,一是为国家部委、地方政府相关部门出台清洁能源产业固废再生利用产业发展顶层规划、政策法规、标准规范、科技规划、项目指南等提供决策建议;二是积极发挥联盟现有成员单位和工作组成员单位优势和工作积极性,建立清洁能源产业固废再生利用公共技术创新服务平台,研发清洁能源产业固废再生利用关键及重大创新技术,开展技术对接合作,加强为国内清洁能源产业固废再生利用企业培养专业人才和专门技能人才;三是以标准规范为引领,根据产业发展需求,通过研究制定、发布、使用有关清洁能源产业固废再生利用标准,积极完善产业链和供应链,围绕产业链部署创新链,围绕创新链完善资金链,推动产业链与创新链深度融合;四是指导和引导国内清洁能源产业固废再生利用企业执行国家生态环境保护政策要求,协助相关单位开展技术改造和升级,制定企业“十四五”发展规划,协调解决在落实国家税收政策过程中遇到的困难和问题;五是依托联盟和工作组平台培育长期稳定的产学研合作队伍,积极申请承担国家重点研发计划技术创新任务,建立相应的组织模式和运行机制,支撑清洁能源固废再生利用产业高质量发展。

中国再生资源产业技术创新战略联盟常务副理事长、常州工学院党委副书记、副校长周全法教授告诉记者,光伏组件的资源价值相对较高,同时不当处置带来的环境和生态影响极为严重,光伏组件及其配套设施和土地的资源化利用是资源再生利用产业的重要内容。中国再生资源产业技术创新战略联盟长三角资源环境研究院依托常州工学院已经与天合光能等国际光伏组件生产企业开展合作,按照生产者责任制的要求,大力推进光伏组件及其覆盖面的全组分高值化清洁利用。光伏组件中含有铜、铝、银、锡等多种有色金属,对其进行资源化利用是保障国家战略金属安全、保护生态环境和促进光伏产业可持续发展的重要内容。

2021年12月14日,工信部、国家发改委、科技部、生态环境部四个部门共同编制了《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录(2021年版)》。目录共评选了94项工业资源综合利用先进适用工艺技术设备,其中再生资源利用工艺技术设备19项,常州瑞赛环保科技有限公司凭借“晶硅光伏组件高压研磨拆解成套技术与装备”成功入选。

 “此次入选目录的“晶硅光伏组件高压研磨拆解成套技术与装备”通过对报废晶硅光伏组件的高压研磨,可以获得洁净的整块玻璃、条状的焊带、颗粒状的电池片以及片状的EVA和背板等高分子材料。不同材料间差异巨大的物理形态,大大降低了研磨拆解后材料分选的技术难度。装备可实现95%以上的材料回收率、90%以上的材料可再生利用率。并且凭借其拆解过程中近乎100%的水循环利用率和废气零排放,实现了循环经济技术的环境友好性。” 中国再生资源产业技术创新战略联盟理事、常州瑞赛环保科技有限公司总经理庄虎梁说。

据了解,中国科学院电工所经牵头也已开展了光伏组件回收技术的研发,分别开展了物理法回收技术研发,实现实验室总质量回收率91.2%,元素回收率银91%、硅95.1%、铜95.2%;研发了热分解法回收技术,实现实验室总质量回收率均在90.2%,元素回收率银93.76%、硅96.27%、铜99%。同时考虑到未来新型太阳电池的回收,研开了面向未来新结构、新材料、新组件的新型回收方法,开展了激光刻划、线切割的拆解技术和异质结电池的银、铟回收技术研究。

首条晶硅光伏组件回收产业化中试线已取得积极成效

日前,从国家电投黄河水电公司(以下简称“黄河公司”)获悉,由公司自主开展的“晶硅光伏组件回收产业化及设备国产化研究”科技项目近日顺利通过专家组验收,标志着中国首条组件回收中试线验收建成。这条组件回收中试线闭环形成多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价及组件回收的垂直一体化光伏全产业链。

黄河公司科技管理部主任石生斌介绍,2017年起,黄河公司开展晶硅光伏组件回收产业化及设备国产化等关键技术研究,旨在将退役的光伏组件通过分类拆解,回收其中可重复利用的硅、银、铜、铝等材料,将退役光伏组件“变废为宝”,通过对光伏组件材料的回收循环再利用,减少了对原生资源开采并降低资源提炼的耗能,从而有效缓解生态环境压力、降低光伏全产业链能耗等指标,进一步优化光伏组件全生命周期的绿色节能特性。

为进一步推动退役光伏组件资源化利用,尚辉良建议应从如下几方面着力:一是将退役光伏组件等新兴固废纳入固废资源化顶层规划;二是加强产学研用深度融合发展,联合培养专业技能人才,建设创新平台研发退役光伏组件回收处理技术,从产业全生命周期角度出发,推广应用退役光伏组件回收技术;三是持续完善退役光伏组件回收利用政策体系,探讨将退役光伏组件等新兴固废回收纳入废弃电器电子产品回收管理政策,明确设计、生产、销售、使用、报废、回收、利用等上下游各环节主体责任,构建循环利用管理体系;四是建设退役光伏组件回收处理信息平台,充分利用互联网、大数据等现代信息技术,建立退役光伏组件回收信息服务平台,为上游回收企业与下游拆解和利用企业信息发布、竞价采购和物流服务提供信息支撑;五是制定完善符合双碳目标的退役光伏组件回收利用标准体系。

(来源:中国环境 原文题目:双碳目标下光伏组件退役潮将至 新兴固废何去何从?)

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