光伏组件将开始批量退役,如何应对?
2018-07-25 23:09:39 来源:
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电力18讯:
根据路透社的报道,欧洲第一个太阳能电池板回收工厂不久前建成,在今年年内,这家工厂将回收1300吨太阳能电池板。未来,工厂所属机构还将在全球设立更多类似的回收工厂。
与光伏生产、安装、运营和维护等红火的环节相比,回收环节一直很少被人关注。特别是在中国,因为行业有一个普遍的认识:中国光伏的回收周期尚未到来。
按照公认的技术标准,光伏组件有25年左右的生命周期。如果从2010年第一批金太阳工程的组件落地算起,今年,这批组件刚进入运行的第8年,距离回收仍有时日。
但一个值得关注的现象是,不少业内人士对光伏回收情况进行预测时,会把组件回收的高峰期提前10年,并非按通常规律在2035年出现,而是2025开始就可能会进入密集期,2030年左右将迎来处理高峰。
回收技术
根据中科院电工所的预测,如果组件运营维护良好,到2034年国内光伏组件累计废弃量将达到近60吉瓦;而如果运维一般,届时累计废弃量将超过70吉瓦。70吉瓦,已经超过2017年光伏累积装机量的1/2。而美国能源信息署的分析数据显示,到2050年,中国光伏组件中或将有2/3需要提前退役。
既然产业周期很可能提前到来,回收准备就需要提早跟进。
传统光伏组件在退役之后,一般要经过五个处理环节:
第一步是将组件拆卸下来并运输到处理机构;
第二步进行拆解,取掉背板和电线;
第三步将组件破碎,去掉最外面的钢化玻璃;
第四步进行热解,这个步骤的主要目的是把EVA溶解;
最后一步是萃取,把组件中最有价值的金属、硅料取出来。
这五个环节看似容易,但要顺利完成,仍然需要有企业敢于提前尝试,并摸索出靠谱的、可推广的技术路线。对一个新兴产业而言,新技术和大市场就好像是鸡和蛋的关系:如果没有技术,市场基础再好也没有意义,而市场规模不够大的话,技术的好坏也很难检验出来。但凡新技术,难免经历被打磨、被替换、被改进,但一定要有一种初始技术先行问世,才能给更多技术的出现打下基础。
正如当下的光伏组件回收,尽管行业周期未至,市场规模尚小,但技术储备仍需从当下开始。在未来10年至15年间,应通过不断尝试,让相关技术竞争发展、优胜劣汰。只有如此,到组件大规模退役的时候,成熟的技术路线才能真正派上用场。
在直观的印象中,一块光伏组件退役之后,难度最大的环节肯定是最后一个,即进入工厂之后的回收环节,因为这部分对技术要求最高。但在中国,除了处理环节,运输环节其实也充满挑战。
回收模式
2010年之后,国内光伏产业出现过两次快速增长:
第一次出现在2012~2013年,为了应对欧美“双反”,多部委联合出台多项支持光伏产业的政策,此后一年多,光伏新增装机量增长近10倍,且90%以上为地面电站。
第二次出现2016~2017年,由于组件价格下降、扶持力度增加,国内的分布式光伏快速发展,全年装机同比增长3.7倍。
集中上马就意味着扎堆退役。对于2016~2017年大规模安装的分布式光伏来说,产品转化率高、质量较好,且可以参考欧洲、日本等地丰富的分布式光伏回收经验,退役时即便带来一些问题,但影响可能也会较小。
而2012~2013年这批则不然。由于光伏组件推出较早,技术水平相对较弱,且主要应用在西部电站中,在全球范围都很难找到类似的回收先例。更重要的是,这批组件将率先退役,因此,亟需探索出中国式的回收模式。
有人曾提出过一种思路,即由光伏企业自己处理,但这种“谁的孩子谁抱走”的模式并不被看好,原因有二:
一是从回报上看,企业处理非常不划算。一块光伏组件回收后,最大的价值体现在其中的金属部分,但可以回收的金属非常有限,且回收投入较大。如果投入与产出不匹配,企业就不可能产生太大的动力;
二是从条件上看,组件处理需要置办设备,加派人力。即便企业有足够的生产能力和技术储备,但国内光伏组件的生产线主要集中于中东部,很少位于西部。如果要处理,每家企业不仅需要重新添置生产线,而且要支付不菲的物流费,这必然会减少光伏企业参与后处理的热情。既然分散处理、远距离运输难以实现,相对可行的办法应该是集中处理和就近原则。
以甘肃省为例,退役光伏组件可以由专业机构进行收集,并根据产品的类型、破损的程度统一运至一个或几个处理点,根据不同特点进行不同方式的集中处理。而企业则可以参照PVCYCLE的模式,以出资的形式参与后处理,让“专业人做专业事”,或将会产生更好的效果,以及更大的效益。
扩展阅读
退役尚早,无人关注
光伏组件回收在国内没有引起足够关注,因为它们距离退役还有段时间。
2015年,在中国可再生能源学会光伏专委会的支持下,一场名为“寻找中国最美光伏老组件”活动在西北、西南等地展开。活动方找到了发电运行近三十年的老组件,虽然当时的工艺粗糙,支撑杆也已生锈腐蚀,但这批光伏至今仍在发电运行。
因为发电效率的下降,光伏板的设计寿命一般被定为25年,实际运行可能超过25年。
“2020年后,光伏组件的废弃量开始显著增加。”这一预测来自中科院电工研究所可再生能源发电系统研究部,国家“十二五”期间,他们承担了国家863课题子任务“光伏设备回收与无害化处理技术研究”。这是我国目前为数不多的国家级相关研究。
此外,中国环境科学研究院的光伏行业环境影响和环境管理研究中,也涉及回收的内容。
“现在报废的组件很少,实验找废弃组件都有难度。在回收领域,欧盟也有项目,技术路线和研发阶段与中国差不多。”环科院项目负责人刘景洋研究员说,“但国外科研项目支撑上没有中国强,我们正在参与申报可再生能源重大专项,包括回收利用”。
哪种回收模式最具商业前景?
在商业模式上,北京大学城市与环境学院副教授童昕的课题组以山东省为例,提出了三种情景:
规模经济情景:按照运输成本最小化假设,全省建立一家集中循环处理设施;
市场导向情景:在人口最密集的两个大都市区(济南和青岛)附近建立集中循环处理设施;
区位提供循环处理设施。研究结果表明,生产者责任延伸情景具有最佳的成本收益。
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