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太陽能發(fā)電是日本可再生能源的支柱，自2012年引入FIT系統(tǒng)以來，因?yàn)樘柲馨l(fā)電綠色無污染，使得光伏發(fā)電裝置得以大規(guī)模安裝應(yīng)用，久而久之就衍生出了退役及廢舊光伏組件的回收與利用問題。太陽能電池板的產(chǎn)品壽命約為25-30年，預(yù)計(jì)在2040年，大量光伏組件即將面臨“退役”。和其他垃圾不同，光伏組件含氟等有害物質(zhì)，如不進(jìn)行專業(yè)處理，有毒氣體不僅危害工作人員的身體健康，還將對周圍地區(qū)造成二次污染。在此背景下，光伏組件的回收再利用及無害化處理開始受到市場的關(guān)注。

01

循環(huán)型社會(huì)是什么？

所謂循環(huán)型社會(huì)，國際層面上是指一個(gè)尊重地球與環(huán)境、對地球友好的社會(huì)，是對生產(chǎn)與消費(fèi)模式的再塑造，蘊(yùn)含了新的發(fā)展觀、價(jià)值觀、生態(tài)觀、綠色發(fā)展理念及管理方法。根據(jù)日本2000年6月頒布的《推進(jìn)循環(huán)型社會(huì)形成基本法》，循環(huán)型社會(huì)即通過控制廢棄物的產(chǎn)生和適當(dāng)?shù)幕厥蘸吞幚?，控制自然資源的消耗，盡可能減少環(huán)境負(fù)擔(dān)的社會(huì)。

循環(huán)型社會(huì)的原則為Reduce（減量化）、Reuse（再利用）、Recycle（再循環(huán)），簡稱“3R”。目前，日本的生活垃圾分類、回收和再利用，在世界上處于領(lǐng)先地位。日本對建設(shè)循環(huán)型社會(huì)所做的探索對于推動(dòng)亞太地區(qū)消費(fèi)模式、生產(chǎn)方式、生活方式的變化，甚至對于全球?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)都具有十分重要的意義。


02

太陽能電池板回收的背景及所面臨的挑戰(zhàn)

１、回收背景

光伏發(fā)電業(yè)務(wù)與其他發(fā)電業(yè)務(wù)一樣，是一項(xiàng)長期業(yè)務(wù)，但另一方面，它也有一些不同于其他發(fā)電業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。首先，準(zhǔn)入門檻低，不僅傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)容易上手，其余企業(yè)也容易參與，而且在業(yè)務(wù)中途變更經(jīng)營主體的情況也相對較多。其次，不同類型的太陽能電池板含有不同的有害物質(zhì)。2017年2月，日本中央環(huán)境委員會(huì)指出，由于擔(dān)心面板中含有的有毒物質(zhì)，需要謹(jǐn)慎填埋處理。2017年9月，總務(wù)?。∕IC）建議有必要考慮引入安全填埋處理方法和回收系統(tǒng)。鑒于上述情況，未來對光伏發(fā)電設(shè)施的大規(guī)模處置普遍存在以下?lián)鷳n。

２、光伏組件回收所面臨的挑戰(zhàn)

①是否存在非法遺棄或被非法傾倒？

首先，人們對太陽能電池板能否得到妥善處理抱有疑問。安裝在建筑物內(nèi)的太陽能電池板一般隨著建筑物的拆除而廢棄，在租賃土地上進(jìn)行的商業(yè)太陽能發(fā)電在租賃期結(jié)束時(shí)被要求將土地恢復(fù)到原來的狀態(tài)。可即使業(yè)務(wù)實(shí)際上已經(jīng)結(jié)束，面板也可能被放置在原處，如果無法支付或準(zhǔn)備回收處理的費(fèi)用，廢棄的太陽能板則可能會(huì)被非法傾倒在其他土地上。


為了防止這種遺棄和非法傾倒，可以將售電收入的一部分預(yù)先留存作為回收處理等費(fèi)用。然而，如下圖所示，實(shí)際上如此執(zhí)行的公司少之又少。

②是否有有害物質(zhì)泄漏和擴(kuò)散的危險(xiǎn)？

根據(jù)電池板的類型，太陽能電池板含有鉛、硒和鎘等有害物質(zhì)，每種都有相應(yīng)的處理方法。

但是，有時(shí)由于廢棄物中含有的有害物質(zhì)信息沒有傳達(dá)給廢棄物處理公司，因此無法進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹U棄處理。

在某些情況下，廢物生產(chǎn)者不知道有危險(xiǎn)物質(zhì)存在，或者知道有危險(xiǎn)物質(zhì)存在但沒有檢查。甚至太陽能電池板制造廠商沒有主動(dòng)披露相關(guān)信息。

③是否會(huì)出現(xiàn)處理場所短缺的情況？

自2012年日本引入FIT制度開始，光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模明顯擴(kuò)大且擴(kuò)大速度持續(xù)提升。按公認(rèn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，光伏組件有25年左右的生命周期，預(yù)計(jì)廢舊光伏組件的報(bào)廢在2040年左右就會(huì)進(jìn)入密集期，每年約為80萬噸（如果電池板鋪開，面積相當(dāng)于182個(gè)天安門廣場）。據(jù)估計(jì)，在高峰期，每年產(chǎn)生的廢舊太陽能電池板的數(shù)量可能占到工業(yè)廢物最終處置量的6%。 這可能導(dǎo)致回收處理場所的暫時(shí)短缺。

03

光伏組件的回收流程及回收方法

１、光伏組件的回收流程

日本的光伏組件回收流程如下圖所示。當(dāng)回收廢舊的光伏組件時(shí)，需要對組件進(jìn)行拆分，將鋁邊框、玻璃和接線盒部分去除，得到硅晶片。不同的部分要采用相應(yīng)的回收方法。

２、光伏組件的回收方法

目前已有的成熟光伏組件回收處理技術(shù)主要有三種，包括物理分離、有機(jī)溶劑溶解法、熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合。

①物理分離法

物理分離法是指將組件經(jīng)破碎、金屬剝離、濕法冶金分離等步驟來回收金屬。實(shí)驗(yàn)表明此方法僅可獲得17.4%金屬回收率。

②有機(jī)溶劑溶解法

有機(jī)溶劑溶解法是指選擇幾種有機(jī)溶劑浸泡去除背板的晶硅電池片，用有機(jī)溶劑溶解封裝材料EVA，使玻璃與電池片分離，此方法可以獲取整塊完整的電池片。


③熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合法

熱處理與化學(xué)方法相結(jié)合法是指把去除背板的電池板放在管式爐或者馬弗爐中，將封裝材料EVA去除干凈，得到純凈的電池片，再使用化學(xué)方法把電池片表面的減反射層、銀漿和鋁去除，得到純凈的硅片。

以上方法中，無機(jī)酸和有機(jī)酸溶解只針對EVA的去除和分離，未考慮到邊框的拆除和硅晶片再利用，且剩下的廢液也難處理；而物理分離法也不夠完善，未能分離各單一的組分。光伏組件的回收處理方法仍有待探索。

04

日本光伏組件回收實(shí)例

１、埼玉縣免費(fèi)收集住宅太陽能電池板并將其用于回收示范項(xiàng)目

埼玉縣正在免費(fèi)收集廢棄的住宅太陽能電池板，旨在配合日本環(huán)境省的太陽能電池板再利用和回收示范項(xiàng)目的開展，并呼吁住宅光伏發(fā)電用戶和拆解承包商進(jìn)行合作。申請期限至2021年12月。

目前，沒有任何收集點(diǎn)來收集太陽能電池板，這些電池板是小型太陽能發(fā)電站（例如住宅用）零星產(chǎn)生的無用廢物。此外，有人指出，對于作為無用廢物產(chǎn)生的太陽能電池板是否可以再利用，目前尚無基本數(shù)據(jù)。

環(huán)境省正在開展一項(xiàng)示范項(xiàng)目（太陽能電池板的收集和再利用以及有色金屬的回收技術(shù)示范），旨在解決這些問題。該項(xiàng)目在日本第二大住宅光伏發(fā)電安裝量的埼玉縣開展了太陽能電池板收集業(yè)務(wù)，并評估了將收集的太陽能電池板用作再利用產(chǎn)品的可能性。其目的是研究太陽能電池板的收集、運(yùn)輸、再利用和回收方面的問題。

圖片

２、丸紅公司將使用區(qū)塊鏈技術(shù)回收太陽能組件

根據(jù)環(huán)境省支持的一項(xiàng)計(jì)劃，日本貿(mào)易投資企業(yè)集團(tuán)丸紅將與太陽能光伏制造商N(yùn)ext Energy合作，利用區(qū)塊鏈技術(shù)回收廢舊太陽能組件。三菱研究所還將協(xié)助這兩家公司開發(fā)和展示區(qū)塊鏈在報(bào)告和記錄廢舊太陽能組件回收再利用信息方面的潛力。這項(xiàng)技術(shù)可檢查太陽能組件并提供關(guān)于可追溯性和使用部件的數(shù)據(jù)，同時(shí)驗(yàn)證這些數(shù)據(jù)是否曾被修改或篡改。

信息管理平臺(tái)將使妥善管理廢舊太陽能電池板的信息成為可能，預(yù)計(jì)這將有助于振興光伏組件再利用貿(mào)易、促進(jìn)組件回收，從而實(shí)現(xiàn)原材料的循環(huán)利用和減少垃圾填埋場的廢物量。此外，使用回收的電池板來代替新的太陽能電池板，可以減少電池板生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放，具有客觀的環(huán)境效益。

丸紅表示，在推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展管理的過程中，將繼續(xù)積極主動(dòng)地參與包括太陽能發(fā)電在內(nèi)的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目，并從3R的角度出發(fā)，率先解決未來與太陽能電池板處理有關(guān)的社會(huì)問題，從而為形成循環(huán)型社會(huì)和脫碳型社會(huì)做出貢獻(xiàn)。

結(jié)語

綜上所述，太陽能發(fā)電作為日本乃至世界的可再生能源的中流砥柱，其廢舊光伏組件的回收與利用問題值得深思。同時(shí)，光伏組件回收不僅可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，而且可以降低太陽能光伏產(chǎn)業(yè)對整體環(huán)境的影響。光伏組件更因其特殊性具有一定的回收難度，如何更加高效地回收再利用及無害化處理仍是接下來一段時(shí)間亟待解決的課題。

原標(biāo)題：日本光伏組件回收市場現(xiàn)狀