光伏組件回收處理國內外現狀調研

李穎雯，鄧 鑫，羅 多，張 玲[1.水發興業能源（珠海）有限公司， 廣東 珠海 519085 ；.珠海興業綠色建筑科技有限公司， 廣東 珠海 519085 ；3.珠海中建興業綠色建筑設計研究院有限公司， 廣東 珠海 519085]

2010 年后，我國光伏產業迅速崛起，成為全球光伏產業發展的主要動力。據中國光伏行業協會統計數據顯示，截至 2019 年底，我國新增光伏并網裝機容量為 30.1 GW，全國累計光伏并網裝機量達 204.3 GW，新增和累計裝機容量均為全球第一。

隨著光伏市場的不斷擴大，可預計到壽命期滿后，退役的光伏組件數量將急劇增加。據國際可再生能源署（IRENA）和國際能源署（IEA-PVPS）在 2016 年聯合發布的報告End-of-life management: Solar Photovoltaic Panels（《報廢管理：光伏組件》）預測，世界光伏組件的報廢量到 2030 年將達 800 萬 t，到 2050 年將達7 800 萬 t。另外，據科技部“十二五” 863 項目研究成果顯示，2030 年我國退役光伏組件預計將超 60 GW，到 2050 年，光伏組件的報廢量將達 2 000 萬 t，約為全球光伏組件報廢量的 1/3。

光伏組件的大部分材料是可循環再利用的材料，除了玻璃、硅、銅、鋁等有價值組分外，還包含銀、銦、鎵等稀有金屬。對光伏組件的材料進行適當的回收，可節約資源，有效緩解生態環境壓力，降低光伏全產業鏈能耗等指標，進一步優化光伏組件全生命周期的綠色節能特性。

因此，當前國內外的光伏產業界和環境界將光伏組件的回收處理列為核心關注問題之一。然而，在光伏組件回收處理方面，目前尚缺乏綠色評價技術、市場監督、標準規范、激勵政策等體系，各國亟須在這些方面加大力度，積極引導未來光伏組件回收處理產業健康發展。

1 光伏組件回收處理相關政策調研

1.1 我國在光伏組件回收處理方面的政策

在現階段，我國光伏組件退役數量尚未爆發性增長，光伏組件回收規模還較小，國內也沒有形成相應的產業鏈，仍未有光伏組件回收處理相關完善的政策和法規。但目前，我國正努力研究和出臺相關的政策，對光伏組件回收處理產業加以指導和要求，填補這部分空白。

1.2 世界各國在光伏組件回收處理方面的政策

在國外，特別是德國、日本等發達國家，光伏產業發展較早，隨著第一批商業化應用的光伏組件使用陸續滿 25 a甚至滿 30 a，光伏組件的回收處理問題，早已受到這些國家的關注。

早在 2004 年，日本即發行了《關于太陽能電池類物品廢棄處理的法律事項》，隨后十幾年也在陸續提出與光伏回收處理相關的方案和指導方針，到 2016 年，日本環境省公布了光伏發電設備處理方法相關的方針，方針規定，廢舊光伏設備需要根據《廢棄物處理法》及《建設回收法》等進行處理。

2014 年，歐盟 27 個成員國陸續執行 WEEE 法令對光伏組件的回收令，目前 WEEE 法令進入第三階段，對達到使用壽命的光伏組件將實現 85% 的回收率、80% 的再利用率，凡在歐洲的光伏制造商、分銷商以及安裝商都要全面遵守歐洲國家對廢棄物的管理規定，進入歐盟市場的光伏組件將必須上交一筆回收費用。

2020 年 3 月，在美國華盛頓州參眾兩院通過了一項法案，發布該州的光伏回收新政策，要求最終設計和執行一個綜合性的光伏產品回收計劃。

另外，在澳大利亞，不同的州和地區對于報廢光伏系統也有出臺不同的管理和處置辦法。

2 光伏組件回收處理相關標準調研

2.1 我國在光伏組件回收處理方面的標準

目前，我國針對光伏組件回收處理的標準體系尚不完善，相關的標準有且僅有幾個，分別是：①中國光伏行業協會發布的團體標準 T/CPIA 0002—2017《晶體硅光伏組件回收再利用通用技術要求》；②國家市場監督管理總局及國家標準化管理委員會聯合發布的國家標準 GB/T 38785—2020《建筑用薄膜太陽能電池組件回收再利用通用技術要求》；③國家市場監督管理總局及國家標準化管理委員會聯合發布的國家標準 GB/T 39753—2021《光伏組件回收再利用通用技術要求》。其中， T/CPIA 0002—2017 主要規定了晶硅光伏組件回收再利用的術語與定義、基本原則、收集運輸和貯存的基本要求、拆解、處理（包括基本原則、邊框處理、引出端處理、層壓件處理）、再生利用（涉及半導體材料、金屬材料、玻璃、聚合物）等，該標準是一個通用性、指南性的技術文件。GB/T 38785—2020《建筑用薄膜太陽能電池組件回收再利用通用技術要求》適用于碲化鎘和銅銦鎵硒薄膜太陽能電池廢棄組件的回收處理和再利用，主要規定了建筑用薄膜太陽能電池組件的基本原則、收集運輸及貯存、拆解處理、再生利用、管理等。GB/T 39753—2021 規定了光伏組件回收再利用的術語和定義、基本原則、收集、運輸及貯存、拆解、處置、再生利用和管理，適用于光伏組件的回收再利用，包括晶體硅光伏組件、銅銦鎵硒光伏組件、硅基薄膜光伏組件、碲化鎘光伏組件，其他光伏組件的回收再利用可參照使用。該標準一方面明確了廢棄光伏組件回收需要遵循的原則，還對光伏組件回收過程的信息系統、回收機構運行要求進行規定，確保整個回收過程環保、安全[1]。

2.2 國際在光伏組件回收處理方面的標準

目前，國際上的標準組織，無論是國際標準化組織（ISO）還是國際電工委員會（IEC），都還沒有發布專門針對光伏組件回收處理的標準。

據了解，由某能源公司提出的國際標準 ISO 21480Glass in building - General technical requirements of building integrated photovoltaic modules recycling（《ISO 21480 建筑玻璃-光伏建筑一體化組件回收通用技術要求》），于 2020 年 1 月通過 ISO/TC 160/SC 1 投票，順利立項，并于 2021 年 1 月通過了 DTS 階段投票，目前正處于批準階段，待發布。該標準將給出光伏建筑一體化組件的回收要求，覆蓋了拆卸、收集、運輸、拆解、回收、管理等環節，適用于晶硅光伏組件、薄膜光伏組件。

3 光伏組件回收處理相關技術進展調研

3.1 光伏組件回收處理的一般流程

參考報告End of Life Management of Photovoltaic Panels Trends in PV Module Recycling Technologies（《光伏組件的報廢管理：光伏組件回收技術的發展趨勢》），得到當前回收處理光伏組件的一般流程，如圖1所示。

圖1 光伏組件回收處理的一般流程

第一階段，將廢棄的光伏組件（包括失效的、破損的或退役的光伏組件）從使用地或組件制造廠運輸到由回收商運營的工廠或中間處理廠。

第二階段，也是核心階段，在回收工廠或中間處理廠中，基于專門的工藝，分離光伏組件中有價值的材料，包括玻璃、金屬及其化合物。

第三階段，產業鏈下游企業（如金屬精煉廠等材料制造商）對分離后的回收物進行提純和精煉，形成高價值材料再次進入市場（不限于光伏行業）。

對于回收處理及精煉過程中產生的無價值材料，如灰塵等，可采用環保填埋技術進行處理。值得注意的是，在回收處理過程中，組件中某些材料（膠膜等聚合物 EVA）處理中可產生熱量，可采用先進工藝回收后可轉換成可觀的能源動力。

3.2 光伏組件回收處理技術

為回收和循環再利用光伏組件中的材料，回收處理光伏組件的過程分為拆解和組分回收，參考報告End of Life Management of Photovoltaic Panels Trends in PV Module Recycling Technologies（《光伏組件的報廢管理：光伏組件回收技術的發展趨勢》），得到大致的過程和所應用的技術，如圖2 所示。

圖2 光伏組件回收處理過程及技術

光伏組件的拆解是光伏組件回收處理步驟中很關鍵的一步，主要是對玻璃、太陽電池分離和回收，目前有 3 種主流技術：機械法拆解、熱解法拆解和化學法拆解。其中，機械法是通過操作機械，剝離金屬邊框、破碎玻璃，將玻璃與其他元件分離，得到可回收的玻璃及其他組分；熱解法是通過加熱分解玻璃和太陽電池之間的 EVA 封裝層，分離回收玻璃和太陽電池，組件中的塑料在惰性氣體環境下可熱解為乙酸、丙烷、丙烯、乙烷、甲烷和其他可燃油和氣體；化學法是將聚合物封裝層溶解在化學溶劑中，實現玻璃和太陽電池分離。對 3 種拆解技術的優缺點進行對比分析，結果如表1所示。

表1 光伏組件 3 種拆解技術優缺點對比[2-3]

光伏組件的組分回收主要是對拆解出來的太陽電池中的貴金屬（如銀、銅等）進行回收，可以通過選擇性浸提、沉淀、萃取等方法來完成。

另外，對于拆解下來的完整太陽電池片，可考慮進行電池片修復工序，使其恢復可使用的光電轉換效率，再次進入光伏應用鏈。

4 光伏組件回收處理相關企業的發展現狀調研

4.1 我國的光伏組件回收處理的相關企業

我國在光伏組件回收產業上起步較晚，但近幾年有越來越多國內企業、機構加入光伏組件回收處理行列當中。目前，從事光伏組件回收處理相關研究和應用的主要企業和機構有：水發興業能源（珠海）有限公司、珠海興業綠色建筑科技有限公司、北京計科電可再生能源技術開發中心有限公司、晶科能源有限公司、英利能源（中國）有限公司、中國電子技術標準化研究院等。但由于目前光伏組件的回收成本還很高，光伏組件回收處理的經濟收益較低，讓很多想進入光伏組件回收產業的企業望而卻步，整個國內市場對光伏組件回收動力還不太大。

4.2 國際的光伏組件回收處理的相關企業

國際上其他國家的光伏組件回收產業相對我國而言發展更早、更成熟，光伏組件回收企業也相對更多。其中，美國的 First Solar 公司有一套完整的光伏組件產品回收機制，可以保證光伏組件產品全部回收，不會在產品超過使用年限后被任意丟棄，將回收的光伏組件產品精煉后，把其中的部分稀有材料(如碲元素)再利用，實現能源循環再利用。歐洲的 CdTe 光伏組件回收商業規模已經實施了10 多年，日本目前已有 20 家公司被列為接受和“妥善處理”光伏組件的公司，而韓國也正在開展產能 800 t/a 的光伏組件回收示范項目的研究工作。另外，國際能源署光伏電力系統項目工作組（IEA-PVPS）、意大利亞羅馬大學、德國 SolarWorld 公司、日本北九州產業學術推進機構（FAIS）、韓國能源研究所（KIER）等機構正在從事光伏組件回收處理的相關研究工作。

5 結 語

目前，全球各國對光伏組件回收處理的關注度和需求在持續升高，雖然在回收處理技術方面已有一定的研究及相關成果，也有不少企業和研究機構紛紛加入光伏組件回收行列中；但無論是國際還是國內，當前光伏組件回收處理方面的政策法規和標準都不多，仍需繼續大力推進。因此，在機制不完善的大背景下，需要政府盡快完善相關政策法規，也需要相關研究機構、企業用前瞻性的眼光站在社會和環境角度上，對光伏組件回收處理的經濟性和技術做進一步研究，建立完善的光伏組件回收處理標準體系，并繼續做好回收處理技術儲備，實現可持續發展[4]。