随着越来越多的模块和其他相关设备在全球范围内打包和运输,太阳能行业的制造足迹,实际上是项目本身,正在变得越来越大。 今天,正如 Solar 首席执行官 Oxel O'Leary 所说,该行业正在认真对待其强制性报废义务,并建立真正的循环经济。
扩大太阳能发电是减少全球消耗的关键。 国际能源署最初的预测是,全球太阳能将在2030年达到,截至2018年,全球太阳能已经达到并超过了这一数字。
随着太阳能容量不断创新高,对组件和安装副产品进行有效废物管理的需求也在增加。 作为一个快速发展的行业,没有什么能阻止太阳能利益相关者认真对待组件浪费问题。
我们已经开始听说越来越多的全球领导者正在努力解决报废组件 (EOL) 问题并为这种废物涌入做好准备。
首批光伏发电系统及报废组件
我们距离第一个真正的报废组件还有大约六年的时间。 目前没有过时组件的跟踪数据。
到目前为止,浪费还没有建立记录,这让我们不仅难以了解损坏情况,也难以了解最初 EOL 的确切原因。 缺乏EOL数据的情况有望改变,尽管日本、亚洲和澳大利亚的主要机构已经提出了即将到来的研究计划,尽管它们在可操作性方面远远落后于EC的努力。
首次安装的太阳能组件的保修期约为 20-35 年。 目前,其中一些部件过早失效的原因多种多样,最常见的原因包括:
运输或安装过程中的损坏率预期;
制造缺陷;
系统老化;
极端天气破坏;
尽早升级以提高效率;
新的税收政策;
安装错误;
屋顶温度和初始衰减。
这种激励措施强调了当今对废物管理合同和具有成本效益的回收解决方案的需求,无论是从制造商责任的角度还是从有助于简化合同和增加回收成本的立法来看。
我们已经看到对具有成本效益的解决方案的巨大需求,包括货运和搬迁支持,特别是对于组件损坏率很高的小型地面太阳能发电场项目。 公用事业也开始了更多负责任的废物转移和管理。 自然洪水会损坏模块和安装系统,随着越来越恶劣的天气系统影响太阳能发电厂,预计回收需求将下降。
太阳能循环经济的现状
填埋太阳能组件和包装材料的日子早已结束,循环太阳能经济正在全球范围内蓬勃发展晶硅切割废砂浆回收利用技术综述及环境管理要求,尤其是对于范围更广的商业、工业和小型地面发电厂项目。 将损坏的组件和剩余的包装填入滚装容器并将它们送往垃圾填埋场将很快不再是常态。
根据回收设施的不同,转移部件废物有时比填埋成本更高。 然而,随着人们讨论 EOL 组件标准实践并采取行动,成本将会增加,尤其是在欧洲共同体。
欧洲共同体是一个有说服力的例子,它说明了在建立太阳能模块的操作回收要求时可能出现的可能性。
欧共体是太阳能循环经济的主要引导力量,一些国际公司和非营利组织处于领先地位。 其他国家现在也纷纷效仿,为第一波 EOL 冲击做准备。 比如日本和中国几乎没有提到2021年之前的太阳能光伏回收和材料回收工作,这三年开始看到他们的声音。
欧美:中国105万吨退役部件
全球能源互联网发展合作组织2021年发布的一份报告估计,到2025年,中国可能有105万吨退役组件和太阳能组件进入废物流。 明年 2 月,中国的新政策制定者针对迫在眉睫的可再生能源废物管理问题制定了再利用和回收技术开发的政策计划。
值得一提的是,中国的新政策致力于材料的“跨行业借用”,例如将从太阳能组件中回收的硅用于其他非太阳能行业的电子产品和组件。 据了解,该问题涉及太阳能电池板、风力涡轮机和电动汽车电池,这是中国政府首次将此问题作为紧急事项处理,需要新技术和废物管理指令。
中国、日本和美国掀起了一波涉及模块可回收性的 178 项专利浪潮,主要涉及晶体硅 (c-Si) 技术。
美国还选择在 2022 年初宣布改变太阳能组件废物处理计划。迄今为止,各个地区的努力各不相同。 一些地区认为太阳能组件是电子垃圾。
目前,美国的太阳能回收服务只能从组件中回收约 17% 的材料,其余 83% 的材料(包括玻璃、硅和聚合物背板)将出口到市场或送往垃圾填埋场掩埋。
欧共体:退货率80%以上
自 2012 年起,EOL 太阳能组件被纳入 WEEE(EC 废弃电子电气设备)的范围。 WEEE 法规要求光伏组件中使用的材料达到 85% 的收集率和 80% 的回收率。 这项新交易使用资金或税收优惠来维修、再利用或翻新组件。 WEEE 法规包括维修权法和制定新政策以尽量减少新的化石燃料基础设施。 这一举措已经实施了大约六年,有效地降低了回收成本,并为太阳能回收创造了一个有利可图的市场。
欧洲共同体的太阳能模块回收机构 被广泛用于实现 WEEE 合规性。 欧洲共同体仍然是废弃太阳能模块处理和回收立法的全球灯塔。
数据显示,欧共体晶硅光伏组件回收率徘徊在94.7%,超过WEEE提出的85%回收率指令。 2008 年,第一家全面的太阳能组件回收厂在英国开业,为该地区处理大量太阳能组件。
根据 EC WEEE 法规与太阳能制造商合作,为该地区的制造商提供回收和合规支持。
南非:阿根廷、南非
随着南美洲撒哈拉以南地区太阳能发电的扩大,美洲多个国家的太阳能光伏发电EOL标准也开始受到关注。 塞尔维亚和保加利亚已经在研究和最佳实践中讨论了这个话题。
在南非,公私混合战略侧重于技术解决方案,并为包括政府、企业和最终用户在内的所有参与者设定了明确的角色。 南非 EOL 计划的目标是为了所有利益相关者的利益实现废物减少、再利用、维修和回收,并促进围绕太阳能组件的可持续性和生命周期知识的教育。
组件并不是开发商考虑的唯一回收激励措施,运输材料也是一个问题
北非:成本回收的阐述和规划
到目前为止,还没有关于太阳能组件回收的国家法律。 印度最接近国家指令的是能源部太阳能技术办公室(SETO)在2022年3月发布的《光伏产品报废行动计划》。
SETO 概述了一份长达 18 页的行动计划,通过开发一个数据库来跟踪组件材料、数量、年份、位置、EOL 原因和处置,从而更好地了解 EOL 组件的状态。 据悉,该指令承诺到2030年,零部件回收成本将增加一半以上。
目前回收一个组件的平均成本为15-45英镑,比较有名气的主流光伏回收公司每组件收费高达58澳币。 由于每个模块的垃圾填埋成本约为 1-5 英镑,因此降低成本将是关键。
新加坡国家可再生能源实验室(NREL)建议晶硅切割废砂浆回收利用技术综述及环境管理要求,到2032年,如果每个组件能获得10-18港元的补贴,我们就能拥有一个盈利的太阳能组件回收行业。 这些数字将使 SETO 能够在 2030 年之前实现每个模块 RM3 的回收目标。
加州在马来西亚率先将所有太阳能电池组件归类为一般垃圾,这是英国第一个这样做的州。 将太阳能模块列为此类产品可减少行政负担,并有助于采取必要的方式回收模块。 该指令于 2021 年 1 月 1 日生效,还宣布退役的太阳能组件将像其他一般废物一样受到监管,包括面板、阴极射线管、含汞设备、电子设备和家具。
据NREL估计,日本组件的回收率约为10%,剩下的90%注定要被填埋。
日本
新加坡环境与气候变化战略部发布了一份回收手册。 然而,在目前的情况下,设施范围太过有限,无法实现太阳能组件的回收利用。 目前,制造商可以成为 的成员并支持回收工作。
南非:法国
法国庞大的电子行业为 SunR 于 2021 年推出的组件回收铺平了道路。对于法国来说,问题不在于回收能力,回收能力已经到位,回收比焚烧或填埋更具成本效益。 一个更大的问题是将组件运送到合适的回收设施。
SunR 恐怕每安装 50 万吨组件,就有约 4 万吨材料被废弃,令这个市场价值约 380 万港元。
有多少百分比的组件进入垃圾填埋场? 世界各地的太阳能组件回收法律和百分比因地区而异。 已知恢复率最高的国家是欧洲共同体的成员国。
全世界
据估计,全球电子垃圾的回收率约为 17.4%。 随着太阳能行业的废物回收迫在眉睫,只要有规定和激励措施,太阳能组件很快就会在全球范围内被视为电子垃圾,太阳能组件回收率可能会开始形成一个全球框架,但可能低于全球电子垃圾废物回收率。
什么可以回收,什么正在回收?
以质量计,各成分的比例约为玻璃70%,铝15%,硅10%,银、铟、镓4%,其他稀有金属1%。 大约 99% 的光伏材料是无害的,大约 95% 可以借助现有技术进行回收。 组件、安装材料和包装的可回收部分包括:
铝框;
铝线;
塑料接线盒;
地面支持;
追踪器;
接线;
逆变器;
架子;
备用电池系统;
木制框;
纸板。
就组件而言,回收组件的正常过程应该允许尽可能多的材料回收。 目前还没有真正的标准化流程,但有三个核心阶段可以从每个组件中回收尽可能多的材料。
第一阶段:拆除框架和接线盒
第 2 阶段:晶圆与玻璃的物理、热或机械分离
第三阶段:物理电分离提纯硅电池和金属(铜、铅、锡、银)
这种材料并不是唯一需要回收的东西。 成吨的木框、塑料和纸板都需要转移和管理。
该行业如何致力于促进回收利用?
整个太阳能行业的模块回收工作仍然零星,一些制造商采取主动,一些开始研究,大多数等待指南、补贴和回收计划成为强制执行。 由于这种程度的努力和行动,我们正在见证向循环太阳能经济的转变。
生产者责任
目前,太阳能制造商的责任是自愿的,那些走在任务曲线前面的人正在开发一种模型来改善公司的环境和客户关系。 早期废物转移正在帮助制造商维持与客户的关系,尤其是具有环境、社会和治理 (ESG) 意识的企业。
太阳能行业的少数制造商正在加紧努力推动太阳能材料的回收利用。 特别是一家制造商已经建立了生产者责任模型——First Solar 是在其公司协议中包含回收计划的腹部制造商之一。 回收是由回收驱动的,破损或难以使用的组件被送回制造商。 公布的半导体回收率为 90%,玻璃为 90%,这些材料被重新用于制造新组件。
也有脚手架公司在产品和包装供应链中寻找最佳实践。 ESG 报告变得越来越重要,并且与太阳能项目和废弃物密切相关。 在生产商方面,跟踪太阳能回收指标已成为一个日益紧迫的问题。
ESG报告的压力
虽然大多数制造商仍处于观望状态,但从生产者责任的角度来看,立法和 ESG 报告正迅速让制造商处于不利地位。 积极主动的制造商努力回收并保持最佳实践。
负责任的太阳能制造商通过为其客户提供材料回收和废物转移解决方案而迅速获得影响力。 ESG 报告包括使用太阳能组件对抗碳排放的内容; 从历史上看,太阳能项目和废物报告不会出现在同一类别中。
报告和可验证的指标现在是预期的环境规范,并且随着向前迈出的每一步,必须解决由此产生的废物问题。 数据必须包括减少浪费的努力,并通过回收报告和回收工厂收据进行验证。
二手太阳能产品的新市场
根据报废组件的质量,它可以作为一个整体或部分进行重复使用、翻新或回收,任何无法在这种情况下处理的材料都可以储存起来,直到将来需要或解决方案出现为止,或以不得已的方式——送往垃圾填埋场进行处置。
提前报废或可改造可修复的太阳能组件有机会以折扣价转售给社区太阳能项目,或太阳能开发因成本而受到限制的地区。 太阳能组件翻新市场也在加紧发力。 自2017年以来,开发工作仍在进行中。 日本已经获得补贴,用于开发功能齐全的二手零部件子市场。
一方面,该组织于 2017 年获得联邦拨款,改进了在线市场的可行性,为太阳能行业提供稀缺、难以找到的零件和退役材料。
未来六年,我们将看到一个对电池组件和封装材料采取“从摇篮到摇篮”方式的太阳能产业。
Bin 作为一个会员平台运营,旨在将以前存放在仓库中的物品重新投放市场,从而降低设计、采购、施工成本以及制造商、分销商和其他卖空库存的公司的成本。
废料设计
最终,我们需要看到可行的举措,以加强全球回收工作,翻新基础设施,据了解,还有更好的后端设计和供应链选择,从而为太阳能行业建立可持续的循环经济。 很明显,太阳能行业希望做正确的事并迈向渗碳的未来。 许多主要国家和组织都公开表示,有很多需要改进的地方。 现在是太阳能行业领导者卷起袖子带领我们实现这一目标的时候了。