全国首条光伏组件回收中试线： 变废为宝补齐光伏绿色发展最后一环

  夏末秋初，在世界上大规模并网光伏电站最集中的地区之一青海省，全国首条光伏组件回收中试线正紧张有序地工作。

  置身西宁市城东区的“晶硅光伏组件回收技术探讨研究实验平台”，国家电投光伏(储能)产业创新中心组件回收中试线研发主管牛力同向中国工业报记者介绍，“中试线目前可实现玻璃、铝边框、接线盒(线缆)、硅、焊带、银等组件主要成分的高质量回收。其中，接线盒(线缆)、铝边框及完整玻璃回收率达100%，清洗后硅料纯度大于99.99%，玻璃中铁含量小于0.013%。中试线%，完整及破碎组件综合回收率达92.514%。”

  面对马上就要来临的光伏组件“退役潮”，如何打通退役光伏组件回收与循环利用产业链的最后一环?如何科学回收玻璃、硅、银、铝等有价值材料，实现循环再利用?近日，在我国首条光伏组件回收中试线建成三周年之际，中国工业报记者前往青海省西宁市、海南藏族自治州共和县等地，探寻退役光伏组件“变废为宝”的新出路。

  我国是全球最大的光伏制造和应用国，在全球光伏产业链中处于主导地位。光伏产业加快速度进行发展的同时，退役光伏组件回收处理问题逐渐显现。

  中国绿色供应链联盟光伏专业委员会光伏回收产业发展合作中心研究显示，2030年、2040年、2050年，在常规退役情景下，我国光伏组件累计退役量将分别达100万吨、1200万吨、5500万吨;在提早退役情景下，上述数据将分别达400万吨、2300万吨、6600万吨。

  早在2017年，国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司(以下简称“黄河公司”)率先开展晶硅光伏组件回收产业化及设备国产化等关键技术探讨研究，攻克组件回收关键技术，确定整体技术路线台/套工艺设备开发，全国首条年处理30MW晶硅光伏组件回收中试线在西宁建成。目前已具备批量处理能力。

  2022年至今，全方面提升组件回收中试线生产能力，开展全线设备自动化升级及双玻组件回收技术开发。

  据牛力同介绍，回收线主要是采用“物理+热解+化学提纯”的高质量综合回收法，具有回收处理兼容性强、全组件材料回收率高、整线设备国产化等优势，可以在一定程度上完成不一样的尺寸、技术类型等组件的回收处理。整线包括前端预处理、完整组件分层分离、破碎组件分层分离、硅材料提纯四大工艺。

  前端预处理，通过全自动上料、清洗、翻转裁线、接线盒和铝边框拆除等自动化工序，可实现线缆、接线盒、铝边框的全部回收和含氟背板的完全分离去除。

  完整组件分层分离，通过预加热软化EVA胶膜，再使用完整玻璃分离设备的热切割技术，实现整板玻璃与EVA电池层的彻底分离，以及完整玻璃的全部回收。分离后的EVA电池层，进入热分解设备，通过高温热解去除EVA胶膜，再经过分选系统，得到焊带和硅电池产品。

  破碎组件分层分离，可分离70%以上的纯净破碎玻璃颗粒，余下的EVA电池层，通过热分解去除EVA胶膜，再经过分选系统得到焊带、硅电池、玻璃颗粒产品。

  硅材料提纯，通过全自动湿法设备，利用不一样化学试剂，清晰提纯回收处理后的硅电池，得到含银溶液，以及纯度可达99.93%的硅材料。

  另据了解，组件回收中试线采用自主研发的晶硅光伏组件回收技术及装备，主要涵盖结构拆解、分层拆解、材料提取等流程。针对电站中的实际退役组件的工况开展工艺设备开发，摈弃了实验室研发只针对完整组件的缺陷，可处理完整及破碎组件，形成了绿色、高效的晶光伏组件回收专有技术与设备。

  技术上，可满足多种尺寸不同技术类型组件，同时兼顾完整及破碎光伏组件处理，面向可产业化技术进行开发。材料系统回收上，可高质量回收各核心材料，包括组件中的玻璃、铝边框、硅材料、铜金属等，全过程组件回收设备及相关工艺均为国产化自主研发。

  在组件回收技术的研发过程中，黄河公司形成了一套具有自主知识产权的组件回收工艺核心技术，其中技术专利74件，发明专利36项,实用新型专利34项,外观设计4项。打破了国外技术壁垒，实现了组件回收工艺技术及设备制造的独创性知识产权。

  国家电投光伏(储能)产业创新中心组件回收中试线的技术创新，持续引领组件回收行业的进步。

  记者获悉，其研发成果通过青海省科技厅组织的行业专家组成果鉴定，鉴定研究成果达到国际领先水平。组件回收研究成果已获得光伏回收产业发展合作中心2022年“光伏回收与循环利用”先导示范奖项、中国可再次生产的能源学会“2022年光伏领域重大科学技术进展”奖项、2023年国家电投集团科学技术进步一等奖。

  作为光伏回收产业发展合作中心董事长单位及中国再生资源产业技术创新战略联盟清洁能源固废资源化专委会主任委员单位，国家电投光伏(储能)产业创新中心还热情参加国内组件回收体系建设工作，并联合回收产业发展合作中心发布《2022年中国光伏回收和循环利用白皮书》及《2023年中国光伏回收和循环利用白皮书》。入选工信部、发改委、科技部及生态环保部联合发布的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录(2023版)》。

  “以普通光伏组件的寿命25周年计算，目前光伏组件还未到大规退役期，对于回收产业而言也代表着盈利空间存在限制。在报废方面，也缺乏相关的标准指引。”牛力同分析，“应分类夯实政府、发电企业、设备制造企业、回收利用企业的主体责任，建立协同发展机制，并加强区域产业链的上下游协同。”

  在中国物资再生协会风光设备循环利用专委会主任程刚齐看来，光伏回收是极具发展前途的行业。国家出台有关政策和资金支持，众多厂家和科研院校也在进行研发技术和科研投入。未来，随技术的进步，有望从光伏板中提炼出更多有价值的生产资料，这些既是储备资源，也是战略资源。

  中国科学院电工研究所太阳电池技术研究部常务副主任赵雷则建议，未来，应开发更大规模解决能力的量产装备，同时进行技术升级，提升组件回收性价比。

  值得一提的是，随着组件回收中试线的建成，黄河公司已闭环形成多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价以及组件回收的垂直一体化光伏全产业链，TBC电池转换效率超26%，处于行业领先水平。（中国工业报记者 余娜）