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 編者按：太陽能光伏組件有二十五年的質(zhì)保壽命，現(xiàn)在正往三十年延伸。三十年很長，很了不起，但畢竟不是永生。事實上第一批大規(guī)模使用的光伏系統(tǒng)，已經(jīng)逐漸到了退休的年齡了。組件失效了以后怎么辦?填埋?那還叫什么綠色能源!回收?會不會是賠本生意?本文就光伏組件的回收進行探討，看完本文立即完成掃盲。

為什么要回收

1. 社會影響。很早期的迷思說“光伏發(fā)電是綠色能源根本就是騙人啊，生產(chǎn)本來就是個耗能大戶，若干年失效以后還要產(chǎn)生垃圾。”這個兔子都辟謠到口干舌燥了——晶硅提純早就降低能耗了，生產(chǎn)工藝排污早就解決了，將失效組件的回收工藝算進去，能量回收期也不會超過5年，如果是陽光充足的熱帶地區(qū)，可能1年都要不到。話雖如此，但可見這個辯論的重要前提是：組件是要回收的，否則還叫什么再生能源!

2. 經(jīng)濟影響。歐盟對組件回收是有硬性要求的，這個要求正在拓展到其他的光伏市場。具體操作怎么搞，誰來買單?權(quán)衡各種方案以后，最終是決定向組件生廠商追加回收成本。組件生廠商又不傻，當然是給批發(fā)商加價咯，批發(fā)商不傻當然是給零售商加價咯，零售商不傻當然是給用戶加價咯。所以最后歸根到底是用戶買單。最后就是度電成本提升，影響光伏發(fā)電收益。所以組件回收降本是有直接經(jīng)濟效益的——這是回收技術(shù)發(fā)展的源動力。

預(yù)計組件回收的高潮會于2030年到來，賺錢的生意，不能不干。

回收的思路

1. 有效分離貴重材料再利用。雖然光伏組件因為各種原因失效了，但是鋁合金是不會跑的，玻璃總是在的，電池片和上面的金屬材料都原封不動在那里。用最實惠的辦法把值錢的東西分開再利用，是回收的基本思路。

2. 盡量完全回收，盡量零垃圾填埋。不用解釋了。

回收的方法 (完整理想的組件回收流程圖，越往后對技術(shù)要求越高，廢料越少，同時理論收益也越高。Huang, Solar Energy, 2017)

1. 簡單粗暴一刀切。無論什么回收技術(shù)方案，第一步一定是拿掉塑料接線盒，這是和光伏組件其他材料最不搭杠，而且最好分離的部分。第二步是拆鋁邊框，最值錢而且好拆。

拿掉以后呢?現(xiàn)有最成熟、最簡單粗暴、同時收益最少的辦法就是整體碾壓切成渣，做成玻璃。反正玻璃是氧化硅，里面的電池大部分也是硅，燒一燒又成玻璃了，頂多有一點有機膠膜和背板的雜質(zhì)，高溫下也沒有了。但是貴重的金屬電極材料比如銀、銅、鋁、錫、鉛等等就可惜咯，統(tǒng)統(tǒng)也當成雜質(zhì)處理了。玻璃的價值含量是相當?shù)偷摹?br />
2. 重新利用組件里面的電池。很多時候失效的組件是因為背板不行了，膠膜變色了，玻璃壞了，但電池本身依舊堅挺。而電池又是組件里面最值錢的部分。自然而然的思路就是，重新回收電池再利用?？墒?，要把組件拆了不損害里面的電池，這很難!撕開背板后，要么泡鹽酸去掉EVA膠膜(耗時，損害金屬電極);要么有機溶劑去掉EVA(更耗時);要么超聲波超掉EVA(費電);要么加熱熱解EVA(電池基本上就廢了)。理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感，想要回收性能不受影響的電池，基本上做不到!

3. 重新利用組件里面的硅片。既然電池收不回來，那我們就退而求其次，重新再利用電池里面最值錢的部分——硅片。回收以后把硅片重新做成電池。這就需要各種化學(xué)方法去掉氮化硅、金屬電極、發(fā)射極和背電場。具體的搭配可能是氫氟酸、硝酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等等?，F(xiàn)實再次骨感了一把——人算不如天算，隨著技術(shù)的發(fā)展和降本的要求，硅片的厚度從300微米降到200微米以下而且還要繼續(xù)降低，導(dǎo)致的后果就是硅片根本就經(jīng)不起化學(xué)處理的折騰——碎碎碎!這條路，再次堵死。

4. 重新利用太陽能級硅。既然硅片也收不回來，那就再退一步，我們回收太陽能級硅吧。雖然說還要重新拉單晶或者鑄錠然后切片，至少提純的步驟我們省下來了啊!這個方案，就是現(xiàn)今主流的方向。碎就讓它碎吧，碎了我們重新拉晶或者鑄錠就好了。和上一種方法一樣，正面發(fā)射極和背電場是不能要的。用氫氧化鈉快速的去掉幾個微米的表層，再用方阻檢測是不是完全去掉了發(fā)射極和背電場，就可以制成可資利用的太陽能級硅了。

至于金屬回收的部分，一般是用硝酸從電池片上拿掉，再用電解萃取(electrowinning)的辦法收集高純度的金屬材料。

回收效果

這么一套工藝下來，玻璃、鋁框、接線盒幾乎完全回收，聚合物分解掉(當做燃料了所以也不太耗能)， 太陽能級純度的硅回收90%，銀和銅的回收超過70%，效果非常好。

總結(jié)

基本上，回收的材料的價值，按照現(xiàn)在的市場價，會有每塊組件11到12美元的收益。這基本上是解決掉了組件回收經(jīng)濟上最大的障礙，使得失效組件回收成為有利可圖的生意!平價上網(wǎng)的這條路必然是越走越順。

原標題：太陽能光伏組件的回收路線