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午日光伏解析国外太阳能电池板回收市场

作者:guangfuku.com   时间:2019-08-07 22:26   

  隔2017年,美国安装了10.6吉瓦的新太阳能。使用粗略的数学计算(如果每个面板都是3​​00W),去年安装了3530万个新太阳能电池板。在大约30年的时间里,一波3530万块电池板的使用寿命可能已达到终点,不包括过去十年涌入美国市场的数亿块可能需要更早处理的电池板。
 
  如何处理这种未来的太阳能垃圾一直困扰着许多业内人士,
 
  “自1976年以来,我一直在从事太阳能工作。我已经做了很长时间了,这是我内疚的一部分。我已经参与了数百万太阳能电池板进入现场,现在它们已经老了,“他说。“业界似乎认为-我自己包括-尚未出现问题。现实情况是,现在存在一个问题,随着10年前光伏产业的扩张,它只会变得越来越大,越来越快。“
 
  太阳能电池板的处理和回收利用目前在2018年并不是一个大问题,因为没有足够大的数量来引起关注。太阳能电池板保修期超过25年,一旦保修到期,电池板仍然会产生能量,尽管不是在广告的峰值。美国的太阳能装置直到2010年才真正起飞。今天需要更换的任何面板都会在发生异常天气事件或其他事故后发生。
 
  但那些损坏的面板现在在哪里?由于没有专门的国家计划或安全处理太阳能电池板的要求,一些人不幸找到了填埋场。如果系统所有者是绿色的并且有钱,则可以将面板运送到回收设施。在建立实用的回收计划之前,其他行业参与者正在存放受损或旧的面板。
 
  这就是为什么Vanderhoof和一些同事最近在美国开始了一项新的回收计划-回收PV-在欧洲成功计划之后的模式。该计划仍处于早期阶段,但范德霍夫希望他的努力将开始一场运动。
 
  “谁对此负责?在美国,没有人,“他谈到太阳能电池板回收指南。“业界必须加紧努力解决这个问题。太阳能应该是可再生和清洁能源,但它有这个肮脏的一面。经过一段时间的废物流没有得到解决。“
 
  在这些担忧中,范德霍夫并不孤单。在安全面板处理成为国家问题之前,有许多美国企业试图制定计划。当面板达到其使用寿命时,现在确定指南将使事情变得更容易。
 
  电力研究所(EPRI)太阳能高级技术负责人CaraLibby代表该组织的公用事业成员开展太阳能光伏回收研究。Libby说公用事业公司要求EPRI帮助了解美国回收的可行性,因为许多自己的太阳能电池阵列接近20年。利比和她的研究合作伙伴一直在研究各种回收技术,模块是否应归类为危险废物,以及其他国家如何处理回收法规。
 
  “对于专门的光伏回收设施[在美国]来说,现在还为时过早,”利比说。“未来,也许在2030年左右,光伏废物量将会激增。然后我们将不得不开始考虑更有效地收集和回收利用的方法。“
 
  EPRI发现,欧洲大多数通过废弃电子电气设备(WEEE)指令进行的面板回收-在2012年制定了太阳能电池板回收规则-发生在玻璃回收商处。将板压碎或切碎,然后分离玻璃和金属。其他化学和热处理工艺可用于回收高价值材料,如银或铜。系统所有者在欧洲回收他们的面板是因为他们需要。在不受监管的市场(如美国)中进行面板回收只有在产品有价值的情况下才有效。国际可再生​​能源署(IRENA)在2016年的一份报告中详细介绍了太阳能电池板组成,发现c-Si模块含有约76%的玻璃,10%的聚合物(密封剂和背板),8%的铝(主要是框架),5%的硅,1%铜和少于0.1%的银,锡和铅。随着新技术的采用,预计玻璃的百分比将增加,而铝和聚合物将减少,这很可能是因为双玻璃双面设计和无框架模型。CIGS薄膜模块由89%玻璃,7%铝和4%聚合物组成。半导体和其他金属的百分比很小,包括铜,铟,镓和硒。CdTe薄膜约为97%玻璃和3%聚合物,其他金属包括镍,锌,锡和碲化镉。在任何类型的太阳能电池板上都没有大量赚钱的可挽救零件。这就是为什么法规在欧洲产生了这样的差异。“在欧洲,我们已经看到,当它被强制执行时,它就完成了,”利比说。“它要么变得经济,要么得到强制要求。但我听说它必须得到强制执行,因为它永远不会经济。“在国家层面上还没有任何规定,但有一些州试图让所需的回收球移动。2017年7月,华盛顿成为第一个通过太阳能管理法案的州(ESSB5939),要求制造商向该州销售太阳能产品,以便为自己的产品提供废弃物回收计划。不提供回收计划或大纲的制造商将无法在2021年1月1日之后向该州出售太阳能组件。将建立区域回收地点以免费接收系统所有者和州的太阳能电池板可能会为该计划向制造商收费。最终计划仍在决定中。
 
  欧洲PV循环回收点总部位于华盛顿的太阳能电池板制造商ItekEnergy协助该法案的撰写。
 
  “我们这里的大多数人都强烈要求成为强有力的环境管理者,”Itek特别项目协调员EvanBush说。“在需要处理大量数据之前,必须先做出这些努力。有了这个,我们就会做好准备。“
 
  Itek的模块已经符合新法案;该公司在爱达荷州使用回收合作伙伴来收集损坏的面板和生产废料。Itek一直在接受其他品牌的模块,只是为了防止垃圾填埋。
 
  布什说:“除了做正确的事情之外还有其他原因应该鼓励其他人[回收小组]。”“鉴于模块中组件材料的价值,这不应成为我们或其他参与者的负担。”
 
  纽约今年在参议院的日历上也有类似的法案。比尔S2837A要求太阳能电池板制造商收集报废板进行回收利用。批评者认为,面板制造商不应单独承担回收板的负担,尽管这就是WEEE指令在欧洲的运作方式。
 
  加州SB489于2015年通过,鼓励安全处置旧面板。加利福尼亚将报废的太阳能电池板指定为通用垃圾,这是一种广泛用于家庭和企业(如电视或电池)的危险废物。根据加利福尼亚州法律,普遍废物不能被废弃或填埋,但没有关于正确回收太阳能电池板的方法的指导。
 
  一家拥有回收利用的美国公司是CdTe薄膜模块制造商FirstSolar。2005年,该公司承诺扩大生产者责任。FirstSolar的高管们明白,为了使可再生能源技术真正成为绿色,重要的是要考虑其寿命终结管理。FirstSolar的回收计划在生产开始时建立,负责任地回收制造废料,保修退货和报废面板。这个环境决定也有财务观点-碲不仅仅在树上生长。
 
  “有限量的碲,”FirstSolar全球回收总监SukhwantRaju说。“他们希望确保有一种方法可以收回有价值的东西,从而实现FirstSolar的可持续增长。这不只是绿色环保,而是我们如何长期保持可持续发展?“
 
  FirstSolar回收工厂与俄罗斯,马来西亚和越南正在建设的制造工厂相连。德国还有一个独立的回收工厂。
 
  “我们有能力每年在全球范围内回收200万个面板,”Raju说。“随着越来越多的电池板开始达到其25年寿命的终点,回收将大幅增加。”
 
  该公司目前仅回收CdTe面板,即使面板不是由FirstSolar制造(其他CdTe面板制造商包括德国的Calyxo和中国的AdvancedSolarPower(ASP))。Raju表示,该公司可能会开发处理晶体硅面板的技术。
 
  “我们在回收方面有十年的经验,我们希望利用它来扩大我们的努力,”他说。
 
  与退役其他能源技术一样,代表系统所有者仍有财务义务。该公司的初始回收计划是预先资助的。当FirstSolar面板被出售时,其中一部分资金进入了一个只能用于报废回收的基金。2012年,该公司改变了齿轮,但继续履行预先计费的模块收集和回收计划下的历史承诺。
 
  “我们意识到,通过提前20到30年向客户收取终止回收的费用,我们并没有给任何人带来任何好处,”Raju说。“更好的方法是按需付费,因为通过晚年项目现金流而不是前期资金为光伏回收提供资金更具成本效益。现在,当我们销售面板时,我们提供全球回收服务协议。当面板到达生命周期阶段时,客户可以选择使用我们的服务。我们将进行回收,他们将在那时付出代价。“
 
  这种由客户资助的回收工作取决于愿意付出代价来做正确事情的系统所有者。Raju认为,随着产量的增加,回收成本将下降,更环保的选择将比抛出面板更具吸引力。FirstSolar还采取措施降低回收成本,确保回收成为首选的报废管理方法。
 
  “有限的土地供应和监管要求只会增加填埋成本,”他说。“与此同时,回收成本将继续下降。虽然客户今天可能只发送100个面板进行回收,但当他们的大多数面板寿命结束时,我们的成本比率将会降低。他们看到了获得回收利用的价值。
 
  “但最终,”Raju继续说道,“除了有规定的地方外,没有什么可以强迫他们的。”
 
  需要结晶回收
 
  对于现在在美国需要回收的c-Si模块,有一些分散的选项。各种玻璃和电子产品回收商已经采用太阳能电池板回收,但通常不在专用线路或大规模上。行业倡导组织SEIA已开始通过其PV回收工作组组织回收工作。SEIA将选择为SEIA会员提供优惠的首选回收合作伙伴。ECS炼油和清洁回收最近被批准为SEIA回收合作伙伴。
 
  Cleanlites在20世纪90年代初开始作为一个灯泡回收商,接收其他物品,如电池和电子产品,直到它找到一个“难以回收”物品的利基。在过去的几年里,它已经迎合了太阳能人群的需求,并且去年再次回收了150万磅的太阳能电池板(再次,使用每块50磅的粗略数学,即30,000块电池板)。
 
  “我看到迫切需要太阳能电池板回收。那些从现在到未来10年即将失效的人是天文数字,“Cleanlites副总裁TimKimmel说。
 
  Cleanlites使用光学,磁性和手工分选将铝,其他金属和电子产品与位于辛辛那提的工厂的c-Si太阳能电池板分离。该公司现在犹豫是否接受其他类型的面板,直到它能够确定安全流程。剩余的玻璃和硅晶片(也可能混有铜和银)被送到冶炼厂进行进一步提取。这个过程现在有效,但可以改进。
 
  “我们正在寻求新的生产线,以便能够分离所有组件并回收硅片并100%回收这些单元,”Kimmel说。“我们的目标是避免填埋所有这些单位,这在很短的时间内就会大量涌入。”
 
  由于太阳能电池板在现有生产线上进行处理,Cleanlites会收集废料并一次输出45,000磅的负载。
 
  “有时,我们在一个月内获得数千个面板,在这些时间,我们每周处理两次,制作材料并一致地送到冶炼厂,”Kimmel说。“其他时候,它们进入缓慢,我们建立它们直到我们能够处理整批货物。”
 
  向冶炼厂发送“太阳能废料”需要花钱,而Cleanlites将这些成本和运输成本纳入其回收价格。
 
  “这是一个成本,所以你必须权衡......你想成为一个环境可持续发展的公司,还是你想要填埋数千磅的材料并让它出现?”Kimmel说。“将它发送给我们的好处,我们能够收到它,确保金属被回收,我们回收它。你不会制造任何废物或危险废物。“
 
  太阳能电池板的危险废物水平备受争议。如果面板只是旧的,通常没有理由担心。EPRI研究发现,如果面板受损,化学浸出的可能性会增加。
 
  “我们对模块进行了一些毒性测试,我们已经看到结果显示铅的存在高于TCLP允许的阈值(毒性特征浸出程序)。模块类型之间存在很多差异,“Libby说。“有可能在垃圾填埋场环境中浸出有毒物质,如铅。如果模块完好无损,风险很低,但只要它们被破坏或压碎,就会增加浸出的可能性。“
 
  回收板是最安全的处理方式,SEIA和回收中心正在努力使其做到正确。
 
  规划未来的数量
 
  现在有明显的回收选择可供美国太阳能业主使用,但其分散的性质导致Vanderhoof形成回收PV。
 
  “肯定会有一点努力,但它并不集中。信息不在那里,“他说。“处理废物流的信息,流程和程序并不是很好,很简单。”
 
  回收PV直接与专业人士合作,与PVCycle(为欧洲太阳能公司提供废物管理帮助的成功的非营利组织)和德国面板翻新商Rinovasol在美国市场合作。轻微损坏或表现不佳的面板可以在翻新的市场上找到第二次生命。Rinovasol将负责这些工作,PVCycle设立会员资格,以便将可回收的面板送到合作伙伴设施。到目前为止,RecyclePV已将两个面板集装箱运往德国进行回收,这是昂贵的,但现在是充分利用PVCycle工艺的唯一途径。
 
  回收光伏计划的目的是获得足够大的产量,以便在美国建立一个专门的太阳能回收工厂。Vanderhoof表示,一旦RecyclePV每个月处理10,000个面板,美国工厂将更有意义。
 
  “这不是一个令人发指的目标,”他说。“现在在欧洲,他们可以每天回收这么多,但它已经持续了很长时间。”
 
  Vanderhoof和他的合作伙伴开始一项全新的运营是一个崇高的目标,但他觉得他必须做点什么。
 
  “我们参加了很多废物管理和EPA会议。你环顾房间,这是所有废物管理人员,而不是太阳能人,“他说。“那些人正在努力制定影响我们所有人的政策,他们希望这是一个更昂贵的政策,因为他们赚更多的钱。太阳能家伙并没有尽可能的参与。“
 
  对于美国来说,最有希望的解决方案是,如果SEIA能够成功地利用光伏循环模型,并在全国范围内选择愿意投资太阳能加工的回收工厂。如果更多的州采用华盛顿的要求让所有小组都得到回收计划的支持,那么国家回收计划可能会自动形成。一个大的太阳能名称可能愿意放弃华盛顿的销售,但由于它没有制定回收计划,因此更难以失去加州销售。
 
  时间在滴答地流逝。在太阳能电池板回收成为主要问题之前,美国已有大约15年的时间。有足够的时间来找出最好的行动方案,但也有充足的时间来拖延。这里希望我们设定早期截止日期。