报废的光伏板该怎么回收利用？

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从2010年以来到现在，光伏板的价格共下降了70%，再加上大量的政府补贴，碳中和、可再生能源等等一系列背景，光伏板已经成为公共电网以及许多家庭屋顶不可或缺的一部分。
这么多光伏板看起来对碳中和一件好事，但背后却有着一个令人忧心的问题——光伏板在“退休”后将何去何从？理论而言，大多数光伏板将在30~40年内达到使用寿命。但实际情况来看，加上面板保修期，其寿命也不过是20~25年左右。当这些光伏板真的走到了生命的尽头，等待它们的又是什么呢？

光伏板的回收：一件“吃力不讨好”的工作

垃圾填埋场——光伏板的最终归宿？NO！光伏板的回收并没有这么简单，因为它是由不同材料制成的多层器件，你可以把它想象成一个三明治，每一层的材料需要的回收方法都是不一样的。

美国太阳能产业协会（SEIA）称，玻璃板和铝框架等易于回收的材料占典型光伏组件的80%，剩下的20%则取决于面板的类型。

拿占全球市场90%的硅基光伏组件为例，它的顶部就是一个银网格的硅电池，此外，电池中间还有一层乙烯-醋酸乙烯酯（EVA），最后，在面板的后面，还有一个塑料接线盒，里面有一些铜线。虽然说这些材料都有潜在的可回收性，但将它们分离出来却是一个劳动密集且复杂的过程。

比较理想的回收情况是这样的，光伏板最终进入玻璃回收设施，并剥离了铜线，然后，回收工人也顺利的在不破坏光伏板夹层部件的情况下撕碎玻璃板，在这个环节，回收可获得一种不太闪亮的玻璃状粉末，也叫做碎玻璃，这种材料可用于建筑材料或其他工业应用。

那不理想的情况呢？就是简单粗暴的将光伏板粉碎并回收，当然，这对于回收来说肯定是不划算的。研究表明，从光伏板中回收的电池硅模块中剥离的玻璃、铝和铜这三个成分，连三美元都不一定赚的到。而在美国回收一块面板的成本都高达25美元啊！

相比之下，将一个硅电池模块送到垃圾填埋场只要2美元，所以，你应该能理解为什么在美国大概只有10%的面板会被回收。

两个费额一对比，清楚的阐释了一个道理——光伏板回收这玩意，它不赚钱呐。

不过呢，事情还有点转机，假设我们可以回收占模块价值60%的硅和银呢？要做到这一点，就意味得着在机械回收的基础上再进行高温热处理和化学处理，从而导致更高的回收成本。对此，研究人员也评估了2000吨光伏板的回收效益，发现回收硅甚至可能不足以抵消成本。

专家表示，前面说的这些流程都不会有利可图，究其根本，是因为硅基面板与薄膜模块不同，它缺少铟和镓等贵重金属。除了固有的经济价值较低之外，光伏板还很脆弱，如果它们未通过重金属浸出测试，则可能被归类为危险废物。也就是说，太阳能面板还需经过处理，如玻璃封装、层压封装（GLE）来密封面板，才能最大限度地减少重金属浸出，这就意味着回收需要一个专业的劳动力去处理这些光伏板，额外的成本又增加了。

还有点麻烦的是，就算是最便宜的回收方式——将光伏板扔进垃圾填埋场，其中包含的铅和镉等有害化学物质还会产生一些环境影响，比如说污染土壤和地下水。

说了这么多，大家也能看出来光伏板回收是一个吃力不讨好的事了，但是随着光伏板垃圾潮来临，回收却是不得不做的一件事。

回收政策对比：美国回收情况大大落后于欧盟

根据国际可再生能源机构（IEA）预估，到2050年，美国可能会有价值近8000万公吨的光伏板废料。但到目前为止，美国也只有5个州制定了太阳能电池板报废政策，同时，在美国，要求生产商对太阳能电池板回收负责的唯一法律要到2025年才能生效，这意味着消费者仍在为此付出代价。

尽管美国没有将回收成本和责任从用户转移到生产商，但也有做出一些改变。加利福尼亚州已在2021年将其太阳能电池板废物标签从“危险”改为“普遍危险”。对于这一新类别，光伏组件的收集、运输和储存要求较低。例如，回收商不需要进行任何昂贵又耗时的浸出测试。

美国有毒物质控制部（DTSC）称，他们的规定将帮助至少15%的当前使用的光伏组件的回收。然而，该规定还是有些缺陷。比如说，回收光伏组件的要求与在垃圾填埋场中处理光伏组件的基本相同，这对于回收来说就不太友好，因为垃圾填埋场目前来说比回收便宜的多。

此外，加利福尼亚州的法规还不允许回收商采用目前常用的热和化学方法，这也意味着大部分的硅和银是无法被回收的。虽然缺乏强有力的约束性规则，但2016年，美国太阳能产业协会（SEIA）推出了一项类似于欧洲PC Cycle的自愿回收计划。截至2020年，包括First Solar在内的一些制造商加入了他们的计划，旨在于帮助SEIA回收价值超过400万英镑的光伏组件和相关设备。

尽管回收太阳能电池板目前是一个昂贵的过程，但从长远来看，它还是很可能会有回报的。在最近的一份报告中，瑞斯塔德能源公司（Rystad Energy）估计，到2030年，回收太阳能电池面板材料的价值可能达到27亿美元，将其乘以30倍，即可获得2050年的整体市场潜力。这种疯狂增长的主要驱动力将来源于能源成本上升、技术进步和监管推动三大因素。

说到这里，美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员去年发表了一篇论文，文章就如何创建一个经济上可行的光伏板行业向决策者提供建议。他们的主要建议是补贴回收成本。更具体地说，通过18美元的奖励，到2032年，光伏组件的回收率可以达到20%。

综上所述，美国对于光伏板回收的付出只能说是——做了，但没完全做。

在这方面，欧洲做的可就比美国好多了，早在2014年，他们就将光伏板列为电子废物。《电气和电子设备废物指令》首次定义了扩展生产者责任概念。简言之，该法规迫使太阳能电池板制造商在其产品寿命结束时为其产品回收提供资金。它还要求回收80%用于光伏电池板的材料。这一政策为欧盟回收市场带来了机遇。

例如，PV Cycle开发了一个回收计划，以帮助制造商履行回收义务。2020年2月，这家由欧盟资助的公司与威立雅合作，在法国回收了近95%的光伏板电池组件，这远远高于规定的要求。威立雅也于2018年启动了欧洲第一家太阳能电池板回收厂，他们利用机器人一层一层地拆卸太阳能板，并回收硅、银和其他组件。

看到这里，不得不说一句，打环保牌的欧盟确实是高瞻远瞩。 

光伏回收技术发展：看起来还不错

讲完美欧的光伏板回收现状，我们来看看光伏板回收的相关技术发展到哪一步了。

正如前文提到的，回收光伏板主要的经济挑战之一是回收价值较高的材料，如硅和银。目前从太阳能电池中蚀刻纯硅的方法是使用氢氟酸，但氢氟酸却具有剧毒和腐蚀性。在去年11月，印度研究人员提出了一种更安全、更具成本效益的配方，其中包括氢氧化钠、硝酸和磷酸。在此基础上，研究人员采用三步连续法，不仅提取了99.998%的纯硅，而且还回收了银。因此，他们估计，若将他们的技术集成到1公斤太阳能电池的回收过程中，将产生约185美元的利润。

在这一个月后，包括亚利桑那州立大学（ASU）研究人员、TG公司初创公司和能源薄膜第一太阳能公司在内的团队从能源部（DOE）获得了485000美元的赠款，这笔捐款是用于开发一种从光伏电池中回收高纯硅和银的工艺。

那么美国光伏板回收行业的希望在哪里呢？首先，TG公司声称已经设计了一种热处理方法，在不损坏或污染太阳能电池的情况下可蒸发EVA保护层。与传统熔炉不同，它们的烤箱将在低于500℃的温度下运行，可以有效防止铁和铜渗入光伏板电池。

由于TG公司使用的是正在申请专利的秘密配方来分离硅和银，所以对该技术原理没有做特别清晰的描述。除此以外，TG公司称他们将使用可以无限期再生的化学品，来保证资源的重复利用。不过，也有一位行业专家指出，当将硅电池从其聚合物涂层中分离出来时，这家初创公司可能会面临材料损失。现在，这家初创公司正计划建立并运行他们的第一个试点工厂，目标是每年回收10万块太阳能电池板。

赋予所有光伏板组件第二次生命不仅可以减少垃圾填埋场的垃圾量，还可以减少对新材料的需求。除了提高回收率和盈利能力外，法规还应减少垃圾填埋的便利性。尽管处于早期阶段，但新的回收技术还是可以改善光伏组件的贵重材料（如硅和银）的回收。优化光伏板的市场回收可能需要很长的时间，但这只是时间问题。

我们可以想象，一旦解决了光伏板回收的问题，未来将会有着巨大的市场机会，如此看来，光伏板的回收可以说是经济和环境的双赢之举。

资料观点及内容来源：Youtobe — Undecided with Matt Ferrell

来源：清洁能源

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