随着太阳能发电项目的成熟，太阳能组件使用年限增加，而效率日衰。一旦太阳能组件达到使用寿命，运营商该如何处理？PV Tech将为您揭晓答案。
2022年，来自报废太阳能组件的可回收材料的全球价值约为1.7亿美元。根据Rystad Energy的研究，至2030年，全球可回收光伏材料的价值将超过27亿美元，增长15倍。2050年，当全球净零排放的闹钟响起时，这些材料的价值预计将超过800亿美元。
随着光伏行业开始考虑其对社会和环境的影响以及生产过程中产生的副产品，除了与来源、制造道德和供应链相关的近期问题外，对组件报废的担忧越来越成为人们关注的焦点。
(资料图片仅供参考)
太阳能组件的平均寿命约为25年。二十一世纪前十年安装的组件群已接近寿命终点，无论是重新供电、退役还是制造损失，每年都会有或多或少的、呈指数级增长的退役组件。
光伏企业的公关中包含了长远的考虑，他们的工作是为了确保一个更可持续的未来，一个以来自地球生命之星的清洁能源为基础的宜居地球。要实现真正的可持续发展，光伏行业必须确保在解决现有问题的同时，不会产生新的问题。
截至去年，全球已通过数十亿块组件实现了逾1TW的光伏装机容量。Solar Power Europe预测称，至2025年，全球光伏电力装机容量将达到第二个太瓦，第三个太瓦可能会更快实现。要实现2050年净零排放目标，需要把这1TW扩大15-60倍。
太阳能正在经历着巨大而重要的增长，最近的《通货膨胀削减法案》(IRA)和《绿色交易行业计划》等政策都大力推动了太阳能的部署，那么，大量的太阳能产品将何去何从？
缺少什么？
世界各国政府的光伏产品报废和回收计划都在拖后腿。
在澳大利亚，昆士兰州政府已宣布，计划未来十年禁止在垃圾填埋场处理光伏组件，但仍有待公众和行业提出充分建议。它还承诺向太阳能管理试点计划提供25万澳元(合16.8万美元)。
这一计划将确定从退役组件中回收材料的地点和参与方，然后建立收集、回收和再循环流程。然而，这一切还需要十年时间，且仍处于公开征求意见阶段。到那时，许多组件可能已无法使用、已损坏或需要重新供电。
在撰写本文时，美国还没有出台具体的报废立法。美国国家可再生能源实验室(NREL)表示，目前的回收率仅为约10%。由于垃圾填埋是一种更便宜、更简单的选择，因此目前回收利用还没有成为经济上可行的流程。
2023年4月，美国能源部发布了用于回收利用和废弃物处理的逾800万美元研发项目投资，这是美国首次对废弃物处理进行重大投资(即使只是投资)。获得资助的项目包括材料回收和制造研究，目的在于降低组件及其回收工艺的成本。这些工艺的推广仍有待行动。
欧洲是唯一真正制定了太阳能报废政策的地区，该政策包含在废弃电气和电子设备(WEEE)计划中，该计划于2003年成为法律，并将太阳能材料纳入职权范围。该计划由PV Cycle制定，PV Cycle是一个符合该计划要求的、基于会员的回收组织。
欧洲也有自己的新兴太阳能管理倡议(Solar Stewardship Initiative)，这是一个以成员为基础的公司集体，关注光伏产业对其整体运营所承担的责任。
虽然WEEE或是一个很好的基准，但美国太阳能回收公司Solarcycle的首席执行官兼创始人Suvi Sharma告诉PV Tech Power，欧洲的流程只要求按85%的重量进行回收。"如果你把铝边框和一些电缆拆下来，把铜从里面取出来，然后把剩下的部分碾碎、压成某种沥青混合物，你就遵守了欧盟的规定。”
太阳能组件的价值并不一定取决于它的大部分重量来自哪里。
可回收光伏材料的真正总量尚未达到顶峰，而且很可能在几年内都不会达到，但每一个新的太阳能电站都在积压大量的可回收材料。就政府政策而言，美国在IRA之后的生产、部署和投资扩张或可以提供一个早期案例，表明立法可以有效推动行业向前发展。
从内部着手——循环生态系统？
Sharma的公司Solarcycle专门从事光伏回收，致力于在美国乃至全球建立循环型太阳能经济。公司最近获得了3000万美元的A轮融资用于扩大德克萨斯州工厂的产能。在能源部最近的报废投资中，公司还获得了150万美元的研发资金。
Sharma告诉PV Tech Power："据预测，至本十年末，将有超过100亿块组件。"即使其中的1%在某一年下线，也会有1亿块组件。扩大运营规模将是应对这一数量的关键，也是循环太阳能经济的关键，但在立法环境不完善的情况下，唯一的激励措施来自行业本身。”
Sharma表示，Solarcycle公司的战略是与美国头部项目业主(如SunRun公司和Silicon Ranch公司)合作，通过战略合作伙伴关系致力于长期回收计划。
美国光伏制造商First Solar的首席产品官Pat Buehler在接受PV Tech Power采访时表示，他们的内部薄膜回收计划也是基于类似的前提。
Buehler称："我们很幸运能与认同我们价值观和原则的客户合作，这包括理解回收是正确的行为。我们向所有客户提供回收服务协议，我们看到，对我们回收服务的需求一直在持续增长。"
Buehler表示，First Solar是早在2005年就将回收利用纳入其运营的首批制造商之一，从那时起，公司已经出货了价值逾50GW的组件。这些合作关系和既定趋势对于在业内培养回收"文化"和规范非常重要，尤其对于在建项目或未来项目，这些项目从构思之初就已经包含了回收计划和协议。
从根本上说，愿意投入更多资金支持环境、社会和公司治理认证的制造公司确实非常重要，但规模和激励机制问题仍有待考虑。
就大型制造商而言，Qcells和晶科能源均声称自己回收组件。这两家公司都没有回答关于如何回收或未来计划的询问，但都公开宣布了回收流程，重点是从组件中回收散装材料。
晶科宣称，他们的组件中92%的材料现在可以通过热分离和机械分离工艺进行回收，进入组件和电池的不同层并提取不同的成分。
Qcells表示，他们在运营和部署组件的每个地区都遵守相关法规，但正如我们所看到的，在某些情况下，这可能是一个很低的标准。NREL的研究表明，美国约有90%的组件没有被回收利用。
作为美国的大型组件生产商，First Solar的情况则有所不同。Buehler在向PV Tech Power发表的评论中表示："目前，大多数光伏回收工艺只注重批量回收或回收玻璃和边框等高质量分数材料，而我们的高价值回收工艺更进一步，提供了可用于新组件的闭环半导体回收。"
First Solar是一家重要的美国制造商，根基稳固，拥有一系列长期供应协议，但其内部回收流程只处理自己的组件和自己的光伏市场部分。美国的大部分组件来自其他生产商，这些生产商主要使用其他技术。First Solar的碲化镉电池和组件使用不同的工艺和材料，需要单独回收和循环利用。
Suvi Sharma表示，回收自己生产组件的制造商"主要关注的是自己生产过程中的产能收益损失。而不是建立这种广泛的回收基础设施。"
这些制造商当然是在做好事，但Sharma表示，他们与专门回收公司的区别在于"专注和核心竞争力"。“我之所以成立Solarcycle公司是因为我相信，这个行业需要一家专门、专业、全面的回收公司来处理所有这些废料，开发技术、设备和流程，并为此筹集资金。"
他将这种情况与手机进行了类比："苹果公司不会回收自己的手机，而是会有专门的公司来回收。我认为太阳能行业也会出现同样的情况。”
跟着资金走
如上所述，要想以负责任的态度应对大量组件的涌入，关键在于规模。立法和激励措施是强制实现或提升规模的一种解决方案，但进展几乎总是很缓慢。Sharma表示，他相信回收利用能够随着部署的扩大而扩大，部分原因是回收利用对开发商和制造商来说具有成本效益。
"竞争对手始终是垃圾填埋。就我们的技术和设备而言，我们要做的就是让我们的回收成本(与垃圾填埋相比)相差无几，现在还没有做到这一点，现在在我们这里回收利用需要支付一定的费用，但我们正在努力降低成本曲线，提高我们可获得的材料的价值曲线。”
"在Solarcycle，我们决定专注于非常先进的回收工艺。这不是真正意义上的"淘金"，而是"淘银"，因为这才是组件的[价值]所在。”
从组件中提取银以及多晶硅、玻璃和金属边框，创造了一个真正的高价值流程，从长远来看，这可以为客户节省成本，公司的目标是将回收材料送回太阳能供应链。
近期发展
并非所有的回收和报废都是十年以后的事。Suvi Sharma谈到了"重新供电"——用新组件替换老旧、过时或损坏的组件的做法：
"例如，[项目业主]可以让他们的电站再运行10年，但他们最好使用效率更高的新型组件重新供电。我们已经在户用/商业[市场]上看到了这种非常有意义的方式，明年我们将开始在大型电力项目上看到这种方式。几年后，这种方式将真正加速发展。”
组件技术和电池效率在不断提高，向n型组件和TOPCon/HJT组件的加速转变只会让持有老旧、效率较低系统的项目业主越来越多使用效率更高的组件。这些旧组件总得有个去处。
"在意大利、德国和欧洲一些早期开发的市场，未来几年将有几千兆瓦的发电厂被重新供电。而这仅仅是为了更好地利用土地，使发电厂在特定土地上的发电量更高，从而最大限度地提高每公顷土地的千瓦时发电量。”
项目业主和制造商不会拒绝重新供电所带来的能源生产和销售增长，因为他们正在等待一个负责任的地方来放置旧组件。极端天气的破坏、老化以及高效组件产量的增加都将使重新供电很快成为一个具有吸引力的方案。
这不仅能让公司确保原材料的可追溯性和道德采购，还能降低高价购买或开采新资源的成本，提高每个回收组件的回报率。银本身将成为该行业另一个长期关注的问题。
新南威尔士大学2022年12月发表的一篇著名论文预测，如果光伏发电的部署速度在2050年之前保持不变，那么全球85-98%的白银储备将被光伏产业耗尽。至2027年，光伏制造业将用掉目前地面和地下可用银储量的20%。
佐治亚理工学院在能源部最近的一轮投资中获得了资助，研究用铜基和铝基浆料取代太阳能电池中的银触点。成本的降低可以使工艺的溢价下降，从而鼓励回收利用。
其他银替代的研究正在不同机构进行，一些不使用银的组件已经投放到屋顶和工商业市场，但绝大多数已部署、在建或等待审批的项目在未来几年都将使用银基PERC技术。
用其他更丰富、更便宜的材料替代银的研究最终一定会取得成功，但在此期间，银用量将继续以越来越高的速度增长。各家公司正在进行的工作终将取得成效，但在此之前，问题的规模只会越来越大。
逻辑是这样的：无论是通过高价值材料回收，还是生态系统中的重要参与者树立榜样，如果能在财务或行业领域为公司回收提供足够的激励，你就不需要依靠政府立法。但是，如果没有来自行业外部的推动力，要实现这一点将成为一种挑战。
First Solar的Pat Buehler表示，预计未来几年，垃圾填埋场的成本将会增加，而这反过来又会使回收利用变得更加经济实惠、更具吸引力，同时回收利用工艺的进步也会降低成本。
Sharma总结了这一问题的现状："废物问题才刚刚开始。如果从电子废弃物的角度来看，太阳能组件只是其中很小的一部分，但它将呈指数级增长。“
"这正是我们正在努力解决的问题，我们要走在前面，建立技术和基础设施。我们必须让更多的太阳能落地。对我们来说，回收技术确实是让太阳能更可持续、在更大范围发展的一种方式。”
（图片来源：veer图库）
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