環(huán)境保護：從光伏發(fā)電系統(tǒng)生命周期做起

在環(huán)境監(jiān)管日趨嚴格，環(huán)保理念日漸深入人心后，環(huán)境友好型的產(chǎn)品無疑更能獲得市場的追捧。2017年第一季度，國內(nèi)外幾大光伏組件背板材料生產(chǎn)商紛紛通過以技術(shù)創(chuàng)新、新品展示、戰(zhàn)略合作等方式解密各自在材料環(huán)保方面取得的成果，以“環(huán)境友好”為名義的組件背板材料爭奪暗戰(zhàn)在中國這個最大最具特色的光伏市場硝煙四起。

所謂外行看熱鬧，內(nèi)行看門道，究竟哪種背板材料更加對環(huán)境友好？蛋糕就那么大，孰優(yōu)孰劣市場會給出自己的選擇。

百家爭鳴的光伏背板市場

日前，美國市場調(diào)研機構(gòu)GTM Research預(yù)測，2017年全球新增太陽能裝機量將超85GW。如果以1GW需要600萬平方米背板測算，今年約有100億元人民幣的市場規(guī)模，巨大的市場吸引了一大批企業(yè)“扎身其中”。

目前市場上主流光伏背板的技術(shù)路線包括復(fù)膜型與涂覆型，復(fù)膜型材料分為含氟和非氟背板，含氟背板以基于杜邦 Tedlar PVF薄膜為主流，其主要結(jié)構(gòu)為雙面Tedlar PVF薄膜背板（即TPT，Tedlar /PET/Tedlar ）；其它含氟背板還有基于PVDF膜和FEVE涂料。

非氟材料背板包括基于PET聚酯薄膜或PA聚酰胺（俗稱尼龍）的背板。其中PA背板典型結(jié)構(gòu)為三層PA聚酰胺或PA聚酰胺/PP聚丙烯/粘接層。

減少失效組件，將環(huán)保滲透到實際應(yīng)用中

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前含氟背板占據(jù)70%以上市場份額，然而市占比背后，多重勢力在博弈。

由于業(yè)內(nèi)外對“平價上網(wǎng)”的呼聲日盛，光伏行業(yè)降本增效需求陡增，不少組件生產(chǎn)商開始嘗試新的封裝材料，以進一步降低成本，這也為新進入者提供了機會。隨之而來的是大量未經(jīng)長期戶外實際驗證的原材料被引入光伏電站，這類新產(chǎn)品稱為環(huán)境保護而來，卻很有可能因可靠性問題，在未來十年使光伏電站產(chǎn)生數(shù)量眾多的報廢組件。

背板是組成整個光伏組件里很小的一個部件。從能耗來看，氟膜只占整個組件生產(chǎn)過程不到1.5%的能耗。但背板失效卻有可能導(dǎo)致整個組件失效報廢，其對環(huán)境產(chǎn)生的影響遠大于背板本身對環(huán)境的影響。

“舉例來說，只能使用10年的組件和能長期使用超過30年的組件，對環(huán)境造成的影響有著顯著差別?？煽磕途玫谋嘲宀牧细鼙ＷC組件的使用壽命，減少組件提前失效帶來的廢棄物數(shù)量，更具有環(huán)境友好性。因此，討論環(huán)保議題的前提是保障組件的長期可靠性?！币晃槐嘲迳a(chǎn)商如是說。

從2016年開始，PA聚酰胺背板材料在全球范圍內(nèi)發(fā)生大面積開裂問題，包括歐洲、印度和中國，且這類背板的開裂失效問題正逐年遞增。比如中國西部的一個電站，組件安裝于2012年，2013年檢測時背板在顯微鏡下可見微裂紋，由于肉眼無法識別，在當(dāng)時并未引起重視，然而這些組件在后續(xù)幾年便出現(xiàn)了如功率顯著衰減、背板黃變和開裂等嚴重失效情況，給電站投資回報帶來了嚴重影響。

優(yōu)質(zhì)材料有助于保障組件使用壽命 提升電站收益

中山大學(xué)太陽能系統(tǒng)研究所曾對一批老組件進行跟蹤回收，該研究所所長沈輝教授表示，各行業(yè)應(yīng)制定產(chǎn)品回收利用和處置的機制，在我們調(diào)研回收光伏組件的課題項目中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過23年戶外使用，有些組件依然顯示很好的整體性能，衰減不大（約6%），甚至可以繼續(xù)使用，這與其早期使用好的封裝材料有很大關(guān)系。隨著現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)的進步以及新材料性能的提升，我們相信組件預(yù)期壽命將得到有效的延長。

對于衰減問題，晶澳太陽能副總裁曹博表示“我們在日本電站項目上同樣使用10年的組件（單多晶都有），其中含氟背板的組件年度衰減0.9%，10年衰減9%，非氟的10年下來衰減了16%，這個衰減是非常大的，輔材選擇對組件衰減有重要影響。”