IIGFCOP29观点 | 金子曦、周荞：光伏组件回收的发展现状和推进建议

　　2024年11月11日，第29届联合国气候变化大会(COP29)在阿塞拜疆首都巴库如期举行，期间清洁能源扩面这一议题被予以高度重视。自标志着开始终结“化石燃料时代”的COP28协议签署以来，全球可再生电力得以快速增长。国际能源署(IEA)的数据显示，全球太阳能和风能等可再生能源的发电量预计将从当前的4250GW飙升至2030年的近10000GW。近年来，中国在清洁能源开发与利用领域取得了举世瞩目的成果。2023年，中国新增可再生能源装机容量占全球新增可再生能源总装机容量约六成，为全球能源转型作出了重要贡献。然而，随着早期安装的新能源装机逐渐步入退役期，如何妥善处理退役组件、在避免环境污染的同时实现资源的有效回收与再利用，成为了全球亟待解决的问题。
 

　　因此，本文将以光伏为例，探讨我国太阳能光伏组件回收在技术和产业链方面的发展现状，浅析在政策和市场的驱动下光伏组件回收产业所蕴含的庞大市场需求潜力，并针对此提出促进光伏组件回收产业发展的相关策略建议，以期为国内外即将面临的光伏组件退役潮提供参考。
 

　　一、光伏组件的构成与回收概况
 

　　光伏组件由太阳能电池、钢化玻璃、封装材料（EVA等）、背板、铝合金边框、接线盒、密封胶等部分组成。其中，太阳能电池片是光伏组件中的发电主体，主要包括晶体硅太阳能电池片和薄膜太阳能电池片。钢化玻璃主要用来保护发电主体(如电池片)，对透光率有较高的要求(通常91%以上)，并需进行超白钢化处理。EVA用来粘结固定钢化玻璃和发电主体(如电池片)，透明EVA材质的优劣直接影响到组件的寿命。背板位于太阳能电池组件背面的最外层，作用是密封、绝缘、防水，通常为TPT、TPE等材质，对耐老化要求较高。铝合金边框主要用来保护层压件，起到一定的密封、支撑作用。接线盒是介于太阳电池组件构成的太阳电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器，主要起到保护整个发电系统的作用。密封胶主要起到密封作用，用来密封组件与铝合金边框、组件与接线盒交界处，国内普遍使用硅胶。此外，根据具体需要，光伏组件中还可能包含互联条、汇流条、其他胶粘剂、肖特基二极管、电池铜柱等材料。同时从成本及回收价值层面来看，较高的回收技术要求导致太阳能电池片和钢化玻璃的回收成本占比相对较高；而铝合金边框中的铝合金以及来自接线盒等部分的贵金属银的回收残值则相对更高。
 

图 1 太阳能光伏组件构成示意图    资料来源：三工光电[1]
 

　　从回收技术来看，当前太阳能光伏组件的回收技术主要包括物理回收法、化学回收法和热解回收法。物理回收法是指基于材料的物理性质差异(如密度、粒度、磁性等)，通过一系列破碎、研磨、分选等工艺流程，将废旧光伏组件中的硅片、电池片、背板、玻璃、金属边框等材料进行有效分离并回收再利用的技术。经过物理分解和提纯后，可以得到玻璃、金属(铝、铜等)、EVA塑料以及硅粉等材料。回收率方面，实际量产时的回收率普遍可达92%以上，部分先进企业和技术甚至能实现更高的回收率。化学回收法是指利用化学反应将废旧光伏组件中的硅、银、铜等有价值元素进行提取、分离和回收利用的技术，包括无机酸溶解法和有机酸溶解法，主要针对回收组件的金属部件，需要较高成本，但可获得具有较高纯度的高价值金属物。回收率方面，虽然该方法在金属提纯方面具有较高效率，但其整体回收率略低于物理法。热解回收法是指将废旧光伏组件加热至高温状态，并通过化学反应将其分解的技术。在此过程中，组件内的有机物质会在高温下分解为气体和液体，而无机物质则转化为固体。通过后续的分离和提纯过程，该技术可将废旧光伏组件中的有机物质转化为高附加值的化学品和燃料，而无机物质则可以转化为高质量的建筑材料或新型电池材料。回收率方面，在实验室条件下该方法可以实现90%以上的回收率，但实际应用效果可能受到多种因素的影响。当前实际应用来看，物理回收法因其环保性和相对较低的成本，在实际应用中更为广泛。
 

　　从产业链来看，目前光伏组件回收行业仍处于回收技术的探索与研发初期，产业规模与完整产业链尚未成型，正处于广阔的蓝海市场阶段。以晶科能源、英利集团为代表的光伏龙头企业，已建成基于物理法和化学法组件低成本环保处理成套工艺示范线，具备千吨级处理能力，为废旧光伏组件的回收利用奠定了坚实的技术基础。具体来看，晶科能源作为一家率先加入RE100的光伏组件生产商，也是国内最早一批开展光伏回收技术研发的公司，2019年便已承接“十三五”国家重大专项晶硅光伏组件回收处理成套设备和技术的项目，开始搭建和试运行组件的全套回收示范线[2]。近年来该企业与中南大学、中国环科院等合作，以热解化学法为核心，开发光伏组件高价值环保处理关键技术及核心设备，并搭建了实验平台。目前，已在江西上饶建成化学法光伏组件回收示范线处理成套装备生产示范线，年处理能力在12MW，可以拆解完整背板、玻璃(无胶膜)、电池片，组件拆解速率可达8min/片，总质量回收率可达92%，其中硅、银、铜回收率可实现95%、95%、98%[3]。英利集团近年来联合河北大学、零碳研究院，重点研究以物理法为主的绿色环保拆解分离技术及装备，目前已在保定蠡县建成国内首条物理法晶硅光伏组件回收处理成套装备生产示范线，年处理能力可达到12MW，可实现铝材、玻璃、硅、铜等材料的高效分离，产品综合回收率达93%，其中硅、银、铜回收率分别可实现96%、93%、97%[4]。此外，一道新能源作为光伏组件回收行业的“黑马”，近年来在光伏退役组件的有机粘结胶膜结构与表面粘结特性演化及解粘结机理、高分子材料的环保无害化降解及再生机理等研究方面取得了突破性进展，并攻克了EVA胶膜与电池片的分离技术、玻璃与胶膜热分离技术、多组分静电分选技术等关键技术，与河北大学等单位合作研发的光伏退役组件绿色回收示范线已经投入运行[5]。尽管如此，受限于当前组件退役需求稍显不足、组件拆装、运输等成本较高、产业经济回报尚不明朗等因素，目前我国光伏组件回收实际产业化还未真正落地。
 

　　二、光伏组件回收的发展潜力巨大
 

　　政策引导下，光伏组件回收迎来发展机遇。顶层设计方面，2022年8月，工业和信息化部、国家能源局等联合发布《关于促进光伏产业链供应链协同发展的通知》，要求加强光伏产业链全生命周期管理和碳足迹核算，加快废弃组件回收技术、标准及产业化研究。2023年7月，国家发展改革委等六部门联合发布的《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》提出，鼓励再生利用企业开展退役光伏设备精细化拆解和高水平再生利用，重点聚焦光伏组件中的光伏层压件、边框、接线盒等部件开展高水平再生利用；到2025年，光伏发电站退役设备处理责任机制基本建立，退役光伏设备循环利用相关标准规范进一步完善。技术目录和标准方面，2023年12月，工业和信息化部、生态环境部联合印发《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2023年版)》，其中纳入“废旧锂电池高值资源化利用技术及装备”“新能源材料MVR蒸发提取装备”“废旧锂电池破碎分选成套装备”等技术装备，并明确列出关键技术和技术指标。2024年10月，生态环境部发布《废光伏设备回收处理污染控制技术规范(征求意见稿)》，在国家级标准中首次明确了光伏组件回收工艺的定义、组件回收工艺的污染排放参考标准以及回收企业的资质标准，在很大程度上推动解决了行业发展“缺乏资质要求”的问题。
 

　　退役潮逐渐出现，光伏组件回收迎来市场需求。根据中国光伏行业协会预计，2025年我国将开始产生大批量的退役光伏组件；2030年后我国光伏组件废弃量将迎来高峰期，达到18GW左右，将产生约140万吨的废弃量，产值约130亿元；到2040年，光伏组件累计废弃量将达到253GW，约2000万吨，产值规模达1500亿元[6]。具体来看，光伏废弃组件蕴含丰富的可回收资源，主要包括70%的玻璃、18%的铝、5%的硅，以及约1%的银与其他稀有金属；然而，光伏组件中所采用的有机包装材料及含有的重金属铅均对环境构成潜在威胁。若能全部回收，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[7]，能够有效减少对原生资源的开采，降低资源提炼过程中的能耗，同时减轻对环境的负面影响与破坏。整体来看，光伏组件回收已成为光伏产业绿色转型的迫切需求，并即将迎来市场发展的黄金阶段，有望成为我国经济增长的新动能。
 

　　三、推进光伏组件回收的建议
 

　　首要的是完善光伏组件回收相关的政策体系。法规层面，建立光伏组件强制性回收法规。一方面，有关部门可考虑将废弃光伏组件纳入《强制回收名录》予以强制回收，确保生产者、运维者、消费者以及第三方废物管理公司切实履行回收责任。另一方面，参照《电子废物污染环境防治管理办法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等，制定废弃光伏组件强制回收计划，对回收与处理环节进行监管和有效实施。制度层面，加强激励约束机制建设。一方面，通过中央财政补贴、税收减免等政策，支持更多企业参与退役光伏组件的资源化利用；同时可设立专项基金，用于支持光伏组件回收技术的研发、推广以及回收网络建设。另一方面，对符合回收资质、技术先进、环保达标的企业进行认证，并纳入白名单管理，同时对白名单企业给予一定的政策优惠和技术扶持。标准层面，建立健全光伏组件回收标准体系。基于《废光伏设备回收处理污染控制技术规范(征求意见稿)》，进一步完善光伏组件回收的通用技术标准、组件报废标准以及回收企业的资质标准(如环境保护设施、运营场地、规范管理等)，同时推广先进的回收技术和方法，系统、规范地提高组件回收效率和资源利用率。
 

　　加快建立光伏组件回收协同合作平台。一是以集中式光伏发电基地为核心，就近建立光伏回收产业链集群或园区。通过在园区内配备完善的回收设施和服务体系，为光伏组件回收提供一站式服务。同时，推动光伏制造、安装与回收企业之间的跨领域合作，加强产业链上下游协同，共同探索光伏组件回收的新模式和新路径。二是建立光伏组件回收利用信息化服务平台。通过运用大数据等先进信息技术，实现光伏制造、安装与回收企业间关于组件类型、使用寿命、回收需求等信息的全面共享，并增强废旧组件在回收过程中的智能化识别、精准定位、动态跟踪、高效交易、实时监控与科学管理能力，以此优化资源配置结构，显著提升回收效率。
 

　　用好绿色金融开展资金支持。信贷方面，可针对不同融资主体开展差异化信贷支持政策。例如，针对资金和技术实力相对雄厚、产业规模较大的能源或环保国企、央企，鼓励金融机构发放中长期贷款，以长期支持相关绿色技术的研发与应用。针对资金和产业规模较小的光伏组件回收产业链中的上下游中小型企业，金融机构可积极开展供应链融资服务，通过应收账款质押、存货质押等方式，在实现风险共担的同时，解决上下游中小企业的资金回笼问题。针对分布式光伏组件回收企业或个人，金融机构可在“光伏贷”业务的基础上，创新开发“光伏回收贷”业务模式，满足企业或农户用于光伏设备回收的资金需求。债券方面，行业内龙头能源或环保企业可率先尝试发行将募集资金用于符合《绿色债券支持项目目录(2021年版)》中“资源循环利用装备制造”或“固体废弃物综合利用”条目的绿色债券。保险方面，鼓励保险公司为光伏组件回收过程中的运输风险、处理风险、市场风险等潜在风险提供多元风险保障产品，同时健全光伏保险产品体系，加强对光伏组件生产、安装、运营和回收等全生命周期的风险提供保障，从而有效降低回收企业的运营风险。
 

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