新南威爾士大學(xué)：如何在2050年之前實(shí)現(xiàn)8000萬噸光伏組件的回收再利用？

:如何正確有效的處理和回收廢棄物？這是一個(gè)讓各國政府頭疼的問題，最近有新聞報(bào)道說，自從中國2017年禁運(yùn)洋垃圾之后，越南、印度等亞洲國家也紛紛群起效仿。近日，菲律賓甚至向加拿大表達(dá)了強(qiáng)硬態(tài)度：要求加拿大負(fù)責(zé)清理幾年前送到菲律賓的垃圾“限時(shí)一周，必須運(yùn)回本國，還要加國自掏運(yùn)費(fèi)”。

（來源：微信公眾號(hào)“光伏們”）

看東南亞小伙伴對(duì)“洋垃圾”避之唯恐不及的態(tài)度，就知道生活垃圾回收處理有多棘手了，想一想集中了全球80%以上太陽能電池板產(chǎn)能的中國，每年生產(chǎn)的電池片，電池板數(shù)以百萬噸計(jì)，將來，該如何有效處理和回收不計(jì)其數(shù)的報(bào)廢組件呢？澳洲科學(xué)家的一些研究可能值得借鑒。

到2050年，將近7800萬噸的報(bào)廢電池板

可能很難想象，全世界各國政府，光伏制造商們以及光伏發(fā)電的業(yè)主們到2050年，可能需要面對(duì)將近7800萬噸報(bào)廢的晶硅組件，假設(shè)一片組件的重量是18Kg，這就意味著有差不多43億塊電池板需要處理。風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇并存：回收處理得當(dāng)，獲利頗豐，處理不當(dāng)則會(huì)污染環(huán)境，貽害無窮。

圖片：到2050年，可能需要面對(duì)將近7800萬噸報(bào)廢的晶硅組件

澳洲新南威爾士大學(xué)(UNSW)針對(duì)如何有效回收利用報(bào)廢晶硅組件并盡量獲得盈利，對(duì)實(shí)施回收過程中所面臨的經(jīng)濟(jì)障礙，技術(shù)和機(jī)遇進(jìn)行了調(diào)查和研究。今年四月，該校的四名研究人員發(fā)表了一份評(píng)估報(bào)告，里面詳細(xì)評(píng)估了迄今為止對(duì)光伏組件廢棄物的方法，實(shí)施這些方法的經(jīng)濟(jì)障礙以及回收利用光伏組件的原料回收和利潤前景等。這項(xiàng)研究頗受歡迎，將澳洲推向了組件回收領(lǐng)域的技術(shù)前沿。

圖片：新南威爾士大學(xué)的研究目的是為澳大利亞知識(shí)產(chǎn)權(quán)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)，主要內(nèi)容就是如何回收利用報(bào)廢的太陽能電池板。

澳洲新南威爾士大學(xué)光電學(xué)院的副教授和《晶硅組件回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性綜述》一書的合著者，CheeMun Chong說“根據(jù)國際光伏數(shù)據(jù)和技術(shù)路線圖，到2050年，世界上預(yù)計(jì)有4.5太瓦的光伏容量，很多國家都要進(jìn)行光伏組件回收。包括中國，歐盟，日韓和美國等早起就采用光伏發(fā)電的國家，都會(huì)有不同的國家計(jì)劃來回收光伏垃圾。一些政府要求生產(chǎn)商們對(duì)15到30年的使用周期內(nèi)對(duì)組件負(fù)責(zé)，并為賣出的每一塊組件支付押金以防止違約，因此在過去的十年中，已經(jīng)有超過100項(xiàng)專利注冊(cè)了回收技術(shù)”。

澳洲沒有計(jì)劃鼓勵(lì)制造商承擔(dān)回收的責(zé)任，也沒有針對(duì)組件（使用壽命）違約進(jìn)行征稅，但是維多利亞州新的立法將規(guī)定禁止將太陽能電池，電池板和逆變器與其他電子垃圾一起進(jìn)行垃圾填埋。這項(xiàng)新的立法將于今年7月1日生效。盡管如此，維州可持續(xù)發(fā)展部負(fù)責(zé)產(chǎn)品管理的戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人邁克爾•達(dá)德利（Michael Dudley）說：“我們正將面臨一個(gè)嚴(yán)重的浪費(fèi)問題，電池板現(xiàn)在看起來是好好的安裝的那里，但是未來三到五年，我們就會(huì)看到超大數(shù)量的太陽能電池板加入到垃圾大軍，到那時(shí)就會(huì)引爆私人投資和回收潛力?！?/p>

有毒化學(xué)元素的風(fēng)險(xiǎn)

麥可爾表示他們的組織主張澳大利亞做出相應(yīng)的規(guī)定，有效處理光伏垃圾。并表示“監(jiān)管部門應(yīng)該增強(qiáng)私企們?cè)谶@一領(lǐng)域投資的信心，有了共同的責(zé)任和系統(tǒng)，回收利用的分工就明確多了。

新南威爾士大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，在沒有監(jiān)管的情況下，將報(bào)廢的太陽能電池板送到垃圾填埋場是最經(jīng)濟(jì)的處理方式，但大多數(shù)電池板中使用的有毒元素，如鉛、鎘和碲化物，會(huì)滲入土壤和地下水，這需要承擔(dān)非常高的風(fēng)險(xiǎn)。此外，還有其他大量的材料——玻璃、鋁、銀、銅和硅——如果它們被經(jīng)濟(jì)地回收，就可以再利用。

在澳大利亞，預(yù)計(jì)到2047年光伏廢料將達(dá)到80萬噸，經(jīng)麥格理大學(xué)(Macquarie University)的一組研究人員計(jì)算，這些電池板中所含材料的經(jīng)濟(jì)價(jià)值在12.5億美元左右。

CheeMun Chong表示，在全球范圍內(nèi)，如果到2050年所產(chǎn)生的7800萬噸報(bào)廢的電池板中，所有的（可回收的）材料都能回收利用，僅僅是材料就能達(dá)到150億美元，這還沒考慮到這樣一個(gè)回收行業(yè)所創(chuàng)造的就業(yè)機(jī)會(huì)，以及這些回收材料沒有填埋到垃圾場所帶來的環(huán)境效益?！跋劝殉杀痉旁谝贿?，我們從8000萬噸垃圾中回收來的材料可以轉(zhuǎn)化成20億塊全新的電池板，換種說法，按照今天的光伏技術(shù)，那就是630GW的發(fā)電量！”

當(dāng)前，成本絕對(duì)是關(guān)鍵問題，這也是新南威爾士大學(xué)組建的由博士生鄧容為首的研究團(tuán)隊(duì)所做的核心工作。研究人員的計(jì)算涉及了100多個(gè)變量，簡而言之，他們比較了四種處理太陽能電池板方法的成本和材料回收價(jià)值:填埋；玻璃回收；機(jī)械回收，涉及物料的分離；和熱回收-使用控制的熱量分層和分離材料。這項(xiàng)研究的結(jié)果是：在某些情況下，回收太陽能電池板是有利可圖的。

已確定的可以改善回收利用可行性的條件包括:禁止填埋處理；簡化和改進(jìn)回收的重點(diǎn)是提高材料回收率，特別是銀和完整的硅片；優(yōu)化組件設(shè)計(jì)，使其更方便回收;政府與回收商協(xié)商一致，建立回收網(wǎng)絡(luò)；以及制造商們要考慮如何將“二次壽命”材料融入現(xiàn)有的生產(chǎn)線。

當(dāng)前，研究團(tuán)隊(duì)正在為新一階段的研究尋求資金，并已開始與澳大利亞先進(jìn)制造業(yè)增長中心(Advanced Manufacturing Growth Center)聯(lián)系。同時(shí)，他們還在與大學(xué)以外的機(jī)構(gòu)或廠家合作，這些機(jī)構(gòu)在回收利用的技術(shù)方面提供了很多解決方案。新南威爾士大學(xué)的研究人員的目標(biāo)是加快實(shí)現(xiàn)這些解決方案，并為這些先進(jìn)的回收方案建立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，盡快在澳洲實(shí)現(xiàn)應(yīng)用并推廣到全球各地。

歐洲光伏組件回收經(jīng)驗(yàn)

根據(jù)Energy trend報(bào)道，相比于中國市場，歐洲早已開始“迎接”組件報(bào)廢潮。2014年歐盟頒布了法令，歐盟27個(gè)成員國將陸續(xù)執(zhí)行“報(bào)廢電子電氣設(shè)備”規(guī)定（簡稱WEEE）對(duì)光伏組件的回收令。

目前WEEE（2002/96）法令進(jìn)入第三階段，對(duì)達(dá)到使用壽命的光伏組件將實(shí)現(xiàn)回收率85%，再利用率80%。凡在歐洲的光伏組件都要加貼由WEEE統(tǒng)一設(shè)計(jì)的“wheeliebin”標(biāo)志以示合規(guī)，否則不得進(jìn)入歐盟市場。

此外歐盟建立了從綠色發(fā)電到廢物管理的光伏回收組織（PV CYCLE）。據(jù)了解，組織內(nèi)已有半數(shù)會(huì)員是中國企業(yè)。PVCYCLE根據(jù)不同的各國政策，進(jìn)行報(bào)廢組件的回收，組織內(nèi)會(huì)員只需繳納會(huì)費(fèi)并支付處理費(fèi)用。

在法國，由威立雅與PVCycle、法國可再生能源工會(huì)合作建設(shè)的光伏組件回收工廠于2018年投運(yùn)。由于晶硅組件是由65-75％玻璃、10-15％鋁框、10％塑膠和3-5％的硅材料制成。通過使用智能機(jī)器人，可以對(duì)其95%的材料進(jìn)行分拆、分揀、處理和回收。

國內(nèi)很多廠家回收電池板以后，都是經(jīng)過簡單處理后再加工成翻新產(chǎn)品，二次銷售或者出口到一些不發(fā)達(dá)市場，例如非洲，沙特，巴基斯坦等。距離形成真正的產(chǎn)業(yè)鏈還遠(yuǎn)得很，知名的企業(yè)也是寥寥可數(shù)。畢竟單個(gè)企業(yè)研發(fā)技術(shù)的難度較大，在沒有資金支持的情況下，能盈利并活下去才是當(dāng)務(wù)之急。在真正的報(bào)廢潮來臨之前，提早整合行業(yè)資源，行成有效的回收體系才是最佳的應(yīng)對(duì)之策。

原標(biāo)題:新南威爾士大學(xué)：如何在2050年之前實(shí)現(xiàn)8000萬噸光伏組件的回收再利用？