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一組研究人員評(píng)估了太陽(yáng)能電池板回收未來(lái)的道路

隨著近年來(lái)公共建筑和住宅設(shè)施的快速發(fā)展，太陽(yáng)能一直在快速普及化。雖然這些系統(tǒng)一般能運(yùn)行二三十年，但不可避免的是，總有一天會(huì)將光伏板拆除下來(lái)進(jìn)行更換。然而，接下來(lái)發(fā)生的事情（太陽(yáng)能電池板的回收）對(duì)太陽(yáng)能的是否長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保有很大的影響。

近期有一項(xiàng)新研究，其有可能將舊的光伏板變得煥然一新，以此減少現(xiàn)有太陽(yáng)能技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響。此為一篇發(fā)表在《自然可持續(xù)性》（Nature Sustainability）上的論文，美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（National Renewable Energy Laboratory）的加文·希思（Garvin Heath）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究太陽(yáng)能電池板回收的小組表示——盡管他們認(rèn)為自己看到了潛在方向，但我們還有很長(zhǎng)的路要走。接下來(lái)，筆者大致概述一下他們的理念。

回收成本和純度問(wèn)題

他們表示，目前的標(biāo)準(zhǔn)做法是將太陽(yáng)能電池板交給現(xiàn)有的玻璃或金屬回收設(shè)施——最優(yōu)的情況是，成批的太陽(yáng)能電池板至少可以自行處理。但是，這也僅僅是回收框架中的鋁、電線(xiàn)中的銅，以及光伏電池板頂部的玻璃板。除了歐盟和美國(guó)華盛頓州以外，在許多地方，強(qiáng)制回收太陽(yáng)能電池板的法律還都停留在紙面層次上，并沒(méi)有取得過(guò)多實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。歐盟要求至少回收75%的材料，而這些工藝可以達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

從目前的數(shù)據(jù)來(lái)看，只有歐洲的回收企業(yè)完全專(zhuān)注于太陽(yáng)能板。但現(xiàn)階段被處置的太陽(yáng)能電池板數(shù)量仍相對(duì)較少，再加上回收材料的價(jià)值有限，這意味著很多人無(wú)法從中看到較大的商機(jī)。該作者在論文中寫(xiě)道：“在美國(guó)，根據(jù)一些傳聞顯示，一些太陽(yáng)能電池板零部件被棄置在城市(屬于無(wú)害的部分)和有害的垃圾填埋場(chǎng)。其他的部件將被儲(chǔ)存起來(lái)，直到成本更低、更容易回收的方案被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且積累的數(shù)量變得更經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸和回收，以及諸如危險(xiǎn)廢物檢測(cè)(有毒污染物浸出檢測(cè))等問(wèn)題得到解決——這些問(wèn)題會(huì)影響跨州(省)運(yùn)輸和處理選擇以及成本。”

將可回收列表做到最大化

作者寫(xiě)道，需要專(zhuān)門(mén)的回收工藝來(lái)更徹底地回收一塊電池板的所有組件——包括光伏電池板本身的晶體硅。硅晶圓約占面板成本的一半，也占制造一塊電池板的能源和碳消耗的一半以上。但是硅目前并沒(méi)有被定為回收的目標(biāo)，因?yàn)榛厥盏墓杓兌炔粔?，不能直接回到晶圓制造商手中。市場(chǎng)上回收利用的“冶金級(jí)”硅每公斤售價(jià)為2美元（約為14元/公斤），而純度更高的硅每公斤售價(jià)為10美元（約為70元/公斤）。這將徹底改變回收商的處境。

獲得更高純度的技術(shù)，并不是一個(gè)完全神秘的問(wèn)題——畢竟，硅目前正是從開(kāi)采的石英巖中被提純出來(lái)的。但這些工藝已經(jīng)根據(jù)原材料的確切特性和雜質(zhì)進(jìn)行了調(diào)整。考慮到存在于光電池中的各種其他元素，回收晶圓片就意味著應(yīng)將凈化過(guò)程調(diào)整為一種新的材料。作者表示，阻礙回收利用的一個(gè)因素實(shí)際上是缺乏太陽(yáng)能電池中雜質(zhì)的可用數(shù)據(jù)，這使得圍繞這些雜質(zhì)設(shè)計(jì)流程變得困難。

工藝過(guò)程是關(guān)鍵

但不僅僅如此。作者指出，許多實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)確定了回收過(guò)程特定方面的潛在方法，但是回收工藝將需要一套完整的關(guān)聯(lián)方法，這些方法可以作為單個(gè)過(guò)程的一部分工作。這就是工程的意義所在——找到將事物整合到一個(gè)過(guò)程中的方法。

另外，由于設(shè)計(jì)總是在不斷變化，適應(yīng)性將需要成為一個(gè)考慮因素。例如，電池中的銀含量多年來(lái)一直在下降，自2010年以來(lái)下降了70%——而銀是一個(gè)值得回收的東西。用于焊接的鉛錫焊料可逐步改用無(wú)鉛焊料或其他替代品——不用處理有毒的鉛將是一個(gè)福音。

總的來(lái)說(shuō)，研究人員 "建議在最大限度地提高材料回收率的同時(shí)，研究和發(fā)展減少回收成本和環(huán)境影響"，其中重點(diǎn)是硅。新的政府政策和更明確的法規(guī)，以及關(guān)于諸如太陽(yáng)能電池板數(shù)量下降這類(lèi)簡(jiǎn)單的事情的公開(kāi)數(shù)據(jù)，可能會(huì)其有所幫助。

太陽(yáng)能電池板的一些組件是很容易回收的，比如鋁框。其他的則需要一些工作。

當(dāng)然，從環(huán)保角度來(lái)看，理論上來(lái)說(shuō)太陽(yáng)能肯定比化石燃料領(lǐng)先很多。但是在近年來(lái)關(guān)于太陽(yáng)能電池板和偏遠(yuǎn)地區(qū)鉛蓄電池回收問(wèn)題已經(jīng)在全球范圍內(nèi)廣受關(guān)注。這并不意味著我們要放棄太陽(yáng)能，而是以提高長(zhǎng)期的可持續(xù)性為目標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)，比如通過(guò)將舊的太陽(yáng)能板轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌膩?lái)形成材料循環(huán)閉環(huán)。 

原標(biāo)題：太陽(yáng)能電池板回收，將何去何從？