作者：新銳
能源是一個國家國民經濟的命脈，是國民經濟和社會發展的重要物質基礎。爲改變我國能源消費結構過於依賴石油和煤炭現狀，在“雙碳”目標下，加大對風電、光伏和其他新能源開發使用力度，已成爲我國經濟實現可持續發展的戰略選擇。目前，我國已成爲全球最大的光伏組件生產國和全球最大的光伏發電應用國家。據國際可再生能源機構預測，從2025年起，我國開始產生大批量的“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，作爲光伏產業的最後一環，是構造光伏產業閉環綠色產業鏈的最終保障，將進一步推動光伏產業健康持續發展。
新興固廢的物質組成與相應產品相同，含多種有價金屬，資源回收價值極高。以光伏行業爲例，晶體硅光伏組件中玻璃、鋁和半導體材料比重可達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，不僅具有巨大的經濟效益，而且有利於減少相關資源的進口依賴，防範原材料供給風險，對保障國家資源安全具有重要戰略意義。
“退役”光伏組件回收利用
已受到國家各部門重視
如何應對大量報廢的“退役”光伏組件、風電機組葉片等清潔能源產業固廢，以及如何高效規範回收利用，已成爲當前重要的熱點話題，引起了各國政府部門、固廢資源化產業界和學術界的高度重視。
2022年2月9日，國務院辦公廳轉發國家發改委等部門《關於加快推進城鎮環境基礎設施建設的指導意見》。《意見》指出，持續推進固體廢物處置設施建設。推進工業園區工業固體廢物處置及綜合利用設施建設，提升處置及綜合利用能力。健全區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範。
2022年2月10日，工信部等8部門聯合印發了《加快推動工業資源綜合利用實施方案》，文中提到，推動廢舊光伏組件、風電葉片等新興固廢綜合利用技術研發及產業化應用，加大綜合利用成套技術設備研發推廣力度，探索新興固廢綜合利用技術路線。
2022年1月4日，工信部等5部門印發了《智能光伏產業創新發展行動計劃（2021年-2025年）》，明確提出了要研究開發“退役”光伏組件資源化利用的技術路線和實施路徑，推動廢舊光伏組件回收利用技術研發及產業化應用，加快資源綜合利用。
2021年7月1日，國家發改委印發了《“十四五”循環經濟發展規劃》。該規劃中提到，“光伏組件等新型廢舊產品產生量大幅增長，回收拆解處理難度較大”，“將對包括“退役”光伏組件和風電機組葉片等廢舊物資分類循環利用和集中處置，引導再生資源加工利用項目集聚發展”，並將其列爲“第一項重點工程”。
2021年12月14日，爲貫徹落實《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》，加快工業資源綜合利用先進適用技術裝備推廣應用，持續提高資源利用效率，工信部、國家發改委、科技部、生態環境部4個部門共同編制了《國家工業資源綜合利用先進適用工藝技術設備目錄（2021年版）》。該目錄共評選94項工業資源綜合利用先進適用工藝技術設備，其中，再生資源利用工藝技術設備19項。中國再生資源產業技術創新戰略聯盟理事單位、中國光伏回收產業發展合作中心核心成員——常州瑞賽環保科技有限公司憑借“晶硅光伏組件高壓研磨拆解成套技術與裝備”成功入選。該公司總經理莊虎樑表示，此次入選目錄的“晶硅光伏組件高壓研磨拆解成套技術與裝備”爲瑞賽環保自主研發，瑞賽環保獲得了該項技術相關的多項發明專利及實用新型專利，專利範圍涵蓋技術方法、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，可以獲得潔淨的整塊玻璃、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，大大降低了研磨拆解後材料分選的技術難度。該技術裝備可實現95%以上的材料回收率、90%以上的材料可再生利用率，並且憑借其拆解過程中近100%的水循環利用率和廢氣零排放，實現了循環經濟技術的環境友好型。
2021年3月18日，國家發改委等10部委聯合發布《關於“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》，提出針對“退役”光伏組件、風電機組葉片等新興產業固廢，探索規範回收以及可循環、高值化的再生利用途徑；鼓勵企業建立技術研發平臺，加大關鍵技術研發投入力度，重點突破源頭減量減害與高質綜合利用關鍵核心技術和裝備，推動大宗固廢利用過程風險控制的關鍵技術研發；依託國家級創新平臺，支持產學研用有機融合，鼓勵建設產業技術創新聯盟等基礎研發平臺；加大科技支撐力度，將大宗固廢綜合利用關鍵技術、大規模高質綜合利用技術研發等納入國家重點研發計劃；適時修訂資源綜合利用技術政策大綱，強化先進適用技術推廣應用與集成示範。
技術創新將支撐“退役”光伏
組件回收利用產業發展
據中國再生資源產業技術創新戰略聯盟副理事長兼祕書長尚輝良介紹，爲貫徹落實國家相關政策，推動我國清潔能源產業固廢資源化利用工作發揮積極作用，該聯盟相關成員單位積極響應，決定依託聯盟平臺組建以市場爲導向、產學研用相結合的清潔能源產業固廢資源化工作組，積極探索廢碳纖維復合材料、“退役”光伏組件、風電機組葉片等清潔能源新興產業固廢規範回收以及可循環、高值化的再生利用途徑。
尚輝良表示，聯盟清潔能源產業固廢資源化工作組將主要做好五方面的重點工作：一是爲國家部委、地方政府相關部門出臺清潔能源產業固廢再生利用產業發展頂層規劃、政策法規、標準規範、科技規劃、項目指南等提供決策建議。二是積極發揮聯盟現有成員單位和工作組成員單位優勢和工作積極性，建立清潔能源產業固廢再生利用公共技術創新服務平臺，研發清潔能源產業固廢再生利用關鍵及重大創新技術，開展技術對接合作，加強爲國內清潔能源產業固廢再生利用企業培養專業人才和專門技能人才。三是以標準規範爲引領，根據產業發展需求，通過研究制定、發布、使用有關清潔能源產業固廢再生利用標準，積極完善產業鏈和供應鏈，圍繞產業鏈部署創新鏈，圍繞創新鏈完善資金鏈，推動產業鏈與創新鏈深度融合。四是指導和引導國內清潔能源產業固廢再生利用企業，執行國家生態環境保護政策要求，協助相關單位開展技術改造和升級，制定企業“十四五”發展規劃，協調解決在落實國家稅收政策過程中遇到的困難和問題。五是依託聯盟和工作組平臺，培育長期穩定的產學研合作隊伍，積極申請承擔國家重點研發計劃技術創新任務，建立相應的組織模式和運行機制，支撐清潔能源固廢再生利用產業高質量發展。
中國再生資源產業技術創新戰略聯盟常務副理事長、常州工學院黨委副書記、副校長周全法教授表示，光伏組件的資源價值相對較高，但不當處置帶來的環境和生態影響極爲嚴重，光伏組件及其配套設施和土地的資源化利用，是資源再生利用產業的重要內容。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，是保障國家戰略金屬安全、保護生態環境和促進光伏產業可持續發展的重要內容。
“國務院《2030年前碳達峯行動方案》提出，‘全面提高資源利用效率，充分發揮減少資源消耗和降碳的協同作用’，報廢光伏組件拆解的主要物料爲玻璃、鋁邊框、銅焊帶、塑料等，再生利用對碳減排貢獻顯著，是實現‘雙碳’的重要抓手。”中國再生資源產業技術創新戰略聯盟常務理事、常州大學教授魏偉說。
另外，據常州瑞賽環保科技有限公司總經理莊虎樑介紹，該公司在光伏行業內擁有扎實的行業基礎，目前，已經與國內主要光伏組件生產企業以及主要光伏電站企業，均建立起了良好的業務合作關系。該公司先後參與制定了國家標準《晶體硅光伏組件回收處理方法物理法》、團體標準《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要求》。而且，該公司已與常州大學、南京航天航空大學等科研院所達成緊密的產學研合作，爲繼續推動行業標準的建立發揮了有效的作用。
據了解，中國科學院電工所牽頭開展了光伏組件回收技術的研發，在利用物理法回收技術研發方面，實現實驗室總質量回收率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方面，實現實驗室總質量回收率均在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，研究開發了面向未來新結構、新材料、新組件的新型回收方法，開展了激光刻劃、線切割等拆解技術和異質結電池中銀、銦等回收技術研究。
首條晶硅光伏組件回收
產業化中試線取得成效
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業化及設備國產化研究”科技項目，順利通過專家組驗收，標志着中國首條組件回收中試線建成。該條組件回收中試線，閉環形成了多晶硅、硅片、電池、組件、支架、光伏電站規劃設計及建設、運行維護、檢測評價回收等一體化光伏全產業鏈。
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業化及設備國產化等關鍵技術研究，旨在將“退役”的光伏組件通過分類拆解，回收其中可重復利用的硅、銀、銅、鋁等材料，將“退役”光伏組件“變廢爲寶”。通過回收循環再利用，減少了對原生資源開採的依賴，在降低能耗的同時，進一步優化了光伏組件全生命周期的綠色節能特性。
自開展“晶硅光伏組件回收產業化及設備國產化研究”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，累計投入研發資金逾4000萬元。經過近5年時間持續研究，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、溼法提純工藝”爲核心的常規組件回收技術路線，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業化設備集成方案。同時，該公司針對現存電站中佔主導地位的組件開展工藝設備開發，自主研發完成了國內首創的組件回收工藝設備22臺/套，實現了組件回收工藝設備的國產化。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劃。二是加強產學研用深度融合發展，聯合培養專業技能人才，建設創新平臺研發“退役”光伏組件回收處理技術，從產業全生命周期角度出發，推廣應用“退役”光伏組件回收技術。三是持續完善“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品回收管理，明確設計、生產、銷售、使用、報廢、回收、利用等上下遊各環節主體責任，構建循環利用管理體系。四是建設“退役”光伏組件回收處理信息平臺，充分利用互聯網、大數據等現代信息技術，建立“退役”光伏組件回收信息服務平臺，爲上遊回收企業與下遊拆解和利用企業信息發布、競價採購和物流服務提供支撐。五是制定完善符合“雙碳”目標的“退役”光伏組件回收利用標準體系。
