【不得不看】 生命尽头,光伏组件材料何去何从?
光
伏
会
议
导读
组件是光伏发电系统中的核心部件,其效率和质量关系着光伏系统的发电量,同时也关系着投资回报率。在中国光伏事业如日中天的当下,各路小伙伴都非常关心一个问题,这玻璃、背板夹着电池片的小身板能扛得住25年暴晒和风吹雨打吗?真的能够用25年吗?虽然行业同仁一直强调光伏组件经过国际认证是可以使用25年的,但依然有很多老百姓怀疑。
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光伏发电这事是1950年代开始冒尖的,那时候主要还是用在卫星上的。我国老百姓把它当做生活供电的正经事来做,是从1980年代初开始的,第一次建设较大规模光伏电站是在1983年,当时的建设规模是10kW。
1983年的老电站,距离兰州市区40公里,至今有30多年的历史了。当时,国内光伏行业还非常不成熟,规模非常小,全国产量也就在5MW左右,这批太阳能单晶电池板也是由日本京瓷制造,送到甘肃。起初它并不是如今小型屋顶电站这个样子,那个年代,由于基础设施不够完善,榆中地区好些偏远乡村没有通电,就是这批太阳能电池板给当时的人民带来光明,分布在各家各户。
这里有个小插曲
80年代末,随着中国逐渐发展建设,国家电力送到了这个小村庄,很多电池板都被村民拆了下来,由于不知道再作何用处,村民有的直接废弃,有的自己拆开玻璃板用铝框裱起照片,更有甚者,直接用板子插在猪圈栅栏旁当猪圈门,电池板被损坏严重。如今看来真的有种暴殄天物的感觉。基于此种情况,甘肃自然能源研究所的专家学者与当地政府村民协商回收了这批电池板,为此付出了艰辛的努力和代价。但是有些还是损毁太严重只能遗弃。经历了各种艰辛以及多年的暴晒、风吹雨打之后,它现在的功率还有7kW。
从1983年算起,这些服役了33年的老电池板仍然正常工作运转,所发电力也都实现并网,绝对可以入选中国最美老组件。撇开基础发电功能不说,30年以上的普通物品如今也成为珍稀,更别说这些中国光伏萌芽时期的电池板了。
2005-2010年期间,光伏制造逐步转移到中国,实现了大规模、低碳电力供应的快速发展,比预期早了很多年。澳大利亚的技术、美国投资者的追捧、德国的远见以及中国政府的魄力给予了中国能够在世界太阳能光伏制造领域领先世界的机会和能力。曾几何时,IEA世界能源大会还预测,到2020年中国的光伏总装机容量将少于100MW,然而到2016年底中囯市场总装机容量达到77.4GW,远超预测。
快速发展的光伏市场迸发了很多的创新技术和材料,光伏组件的寿命也大大延长。这30多年以前的实例也充分印证了光伏组件完全可以使用25年以上。当然了,那时候的组件材料与技术和现在还是有区别的(有人说那时候的材料更好一些),价格自然也贵,一块组件价值十几美元/瓦。诚然,光伏组件可以用25年甚至更长时间,但总有一个期限,毕竟任何事物都有生命周期,组件退役后怎么回收处理?聚合物材料何去何从?
另一方面,随着国内分布式光伏的迅猛发展,电站的优质与安全越来越受到人们的关注。分布式的一大特点就是就近消纳,这也意味着需要更高的安全等级。组件使用25年还能继续发电自然是好事,但组件材料是否依然符合安全标准?对于不符合要求的组件是不是也需要参考汽车标准执行强制报废?组件报废后怎么回收处理?聚合物材料何去何从?
背板材料是组件聚合物材料中最难回收的,目前对含氟聚合物的处置只有垃圾填埋或焚烧两种方式。两种方式各有其风险,通过水或呼吸而摄入过多氟化物会导致氟中毒,最终导致氟骨症。氟骨症可引起骨骼改变,包括骨骼断裂或牙齿点蚀或损坏。由于工业污染或事故污染的结果,这种情形在印度和中国最为常见。应当指出的是氟中毒常常与工业生产技术、煤作为室内燃料燃烧以及饮用被污染的茶水或地下水有关,而与光伏背板的处置无关。然而,按照预计的组件生产中数亿平方米的含氟聚合物背板,氟的存在及其处置可能是全球光伏产业需要面临的一个问题。
成立于2007年的光伏组件回收与循环利用协会PV Cycle,旨在了解从绿色能源生产到可持续的废物管理整个可持续性生命周期管理的价值。在欧洲,PV Cycle在推进组件回收向前迈进了非常好的一步,2014年11月PV Cycle创下了收集废弃光伏组件10000吨的里程碑。意大利康维明公司也在2007年开始与PET背板合作,以充分利用其有关聚酯及相关化学品的战略经验。从康维明背板加工产生的所有废弃PET可由专门公司进行再循环,并重复使用这些材料制造其它消耗品,如纺织纤维和无纺纤维,实现了光伏背板的可回收。
2015年3月,苏州中来光伏新材股份有限公司完成了其境外全资子公司-翡膜考特高新材料有限公司(Filmcutter Advanced Material S.P.A.)的注册登记手续,并与Filmcutter S.P.A.正式签署了《资产收购协议》,完成了资产交割手续。Filmcutter在PET背板领域发展迅猛,其背板产品Filmback MLP是目前市场上高性能PET背板,所采用的单层优质PET膜,可为组件提供可靠的绝缘和耐老化性能,同时又具有环保特性。该产品已经获得TUV、UL、JET等多项重要国际认证,并且获得了客户的广泛认可。
2017年2月16日,世界500强企业荷兰皇家帝斯曼集团宣布收购苏州尚善新材料科技有限公司的创新性背板技术。尚善新材料全球首创的环保型APE背板,除了具有不含氟素,燃烧不会产生剧毒氟化氢气体,不使用有机溶剂热固性胶水,易于回收利用等环保特点外,还能够显著提升光伏组件户外可靠性、发电功率、降低蜗牛纹和PID效应。通过此次跨国收购,帝斯曼集团将新一代创新性非氟背板揽入怀中,以此满足帝斯曼集团在光伏行业快速发展和环境友好的需求。
目前全球对废旧光伏组件回收的关注度持续升高,但想要短期内达到很好的效果也很有难度。光伏回收的倡议已经在欧盟开始执行,PV Cycle组织预计到2035年全球光伏组件回收将成为总价值达到120亿美元的产业。光伏组件回收不仅可以创造更多的就业机会,而且可以降低太阳能光伏产业对整体环境的影响。
2017年4月15-17日,中国光伏测试网、中国可再生能源学会光伏专业委员会、上海市太阳能学会、中国光伏行业协会、江西省光电复合材料工程技术研究中心共同打造的“2017光伏聚合物国际峰会”将于中国上海隆重召开。
意大利康维明公司技术专家将带来《End of life》精彩报告,组件生命尽头,材料何去何从?我们诚挚的邀请您出席本次光伏聚合物国际峰会,与康维明公司面对面交流聚合物材料先进技术及回收方案,相信会碰撞出不一样的创意火花。
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