门户-光伏|太阳能|PV|技术|质量|认证|标准 - 光伏测试网
用户名: 密 码:    找回密码 立即注册 | 找回密码
QQ登录
2023年度N型电池技术发展与设备创新论坛     第四届全球钙钛矿与叠层电池(苏州)产业化论坛暨钙钛矿光伏学术+产业+资本融合创新年会
光伏测试网 测试交流 行业研讨 查看正文

光伏含氟背板二次污染问题待解 组件回收遇技术瓶颈

2017-5-18 20:24| 发布者: 千离| 查看: 13072| 评论: 0|来自: 能源杂志

摘要: 光伏组件背板是影响投资收益的决定性因素之一。然而占据主流的含氟背板安全和去向问题,正逐渐凸显。  2015年11月12日,杭州某组件代工企业内的员工像往常一样结束半天的工作开始午休。然而,从午餐后开始,厂区内 ...
  然而另一面,全国去年发生火灾31.2万起,住宅火灾伤亡最多,厂房、仓储等场所损失较大。“大型集中电站着火了还好,因为都是在沙漠偏远地区,那么未来这些组件走向居民、企业屋顶呢?我们的分布很多是在房前屋后,我们底下就住着人,有财产。所以一旦发生火灾之后,如何去消防,目前,对建筑安全问题仍处于缺失状态,建筑安全性在国际市场上则受到了非常多的关注。中国在光伏发生火灾消防方面及我们自己是没有相应的导则、技术规范。”吕芳表示。

  由是,含氟背板给未来分布式的发展蒙上了一层尴尬的阴影。

  即便是杜邦集团,对背板安全性仍有着较为清醒的认识。杜邦提到:“背板的研发、制造以及部件质量保障能力都非常重要,特别是对含氟背板的毒性处理。”

  但是至今,在未知的成本与技术壁垒之下,组件回收尚无一种环保、安全的回收途径,这也是光伏产业无法回避的困扰。

  回收技术瓶颈

  国际能源署光伏系统项目的报告显示,2014年,全球废弃的光伏组件还不到电子垃圾的千分之一;而到2050年,则会达到0.78亿吨。而中国在2030年,将会有70GW的组件需要回收。

  我国从“十二五”期间开始了组件回收相关探索,其中863课题子任务“光伏设备回收与无害化处理技术研究”专项课题也于同时期开展。

  目前,专用于组件回收的技术较为有限,“当下的回收技术可以被归结——一半是海水,一半是火焰。也就是冷处理和热处理法。”吕芳告诉《能源》记者。

  低温深冷物理研磨法,即前文所述的“冷处理”,是英利集团尝试研发的组件回收技术。其原理是把光伏组件降温到零下两三百度,先将组件铝边框与接线盒拆除,随后粉碎无框组件,分离涂锡焊带与玻璃颗粒,剩下的部分再进行研磨,用静电分离方法得到金属、硅粉末、背板颗粒和EVA颗粒。它没有任何的热和化学的方法,然后再用静电分离把各种材料分出来,然而物理分离法最终得到的是不同材料的混合物,未能实现单一组分的充分分离,因此该方法仍处于实验室研究阶段。

  国际上用的比较多的无机酸溶解法和热处理法,也就是说把光伏组件放到马弗炉或者热解炉里面,使用流化床反应器对废弃光伏组件进行热处理,设置反应温度600℃进行焚烧。焚烧完成后,将电池、玻璃和边框等手工分离。回收的各类材料进入相应的回收程序。

  但该方法的难点在于不同气温下,让氮气、氧气在什么气温然后又通过什么样的加温速率在什么温度上停留多久以把EVA,背板完全汽化掉,废气则从反应器中进入二次燃烧室,作为反应器的热源。热解完了之后再用化学法,即有机酸溶胀掉表面的电度、电极,最后留下完整的玻璃和完整的硅片,把它回收回来。对于厚度达到400微米以上的电池片,可以回收完好的硅片。

  不过,随着制造技术不断发展,电池片逐代变薄,热处理法已无法获得完好的硅片,因此也只能够适用于回收硅料。

  处理的回收过程也面临着许多问题。据尚善新材料副总经理蔡书义告诉《能源》记者:“很多情况下,这些技术会造成二次污染。”比如在汽化之后,还需要有机酸溶解法是用有机溶剂溶胀EVA,分离电池片、EVA、玻璃和背板主要难点还是在无机酸溶解法是用硝酸和过氧化氮混合酸,在一定的温度条件下,虽然可保持晶硅片的完整,但需要进一步对硅晶片进行处理。且所需时间较长,大约7天为一次反应周期。且只针对EVA的去除和分离,未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用,且另外,EVA膨胀后使电池片破碎且存在有机废液处理问题。

  “根本还是经济性问题。”吕芳告诉《能源》记者:“我们去回收这个东西,一定要低能耗、低污染,如果说我们回收拿回来的东西用还不好用,结果发现,因为加到600度的温度能耗很高了,然后再释放出一大堆的有害气体。回收它很得不偿失。”

  为了让光伏组件承受得起风沙雨露的侵蚀,组件在生产过程中都会经过严苛的考验,要在80摄氏度高温和零下40摄氏度低温环境下循环测试上千次。然而,前期的牢固打造造成后期回收的难题,因为拆解不易,会增加很多成本。此外,一个晶体硅光伏组件往往重达十几公斤,拆开之后,玻璃和铝边框就占据了80%以上的重量,最值钱的导电银浆则只有6克左右。有人对回收晶体硅组件的经济效益进行了测算,结果只有5%左右的毛利润,如果算上运输成本,企业甚至要亏本进行。

  政策建议

  那么,针对组件回收一系列问题,国际市场有哪些经验值得我们借鉴?

  2006年,专注组件回收的基金“PVcycling”在欧洲布鲁塞尔成立。该协会一项重要工作是在2008年对废弃电气和电子设备(WEEE)规章进行修订,新的法案在2014年2月开始实施,要求使用过的光伏组件必须集中收集85%以上,再循环利用80%以上,废弃光伏组件的收集、储存、无害化处理、文档建立及资金保障等方面的内容,并将从2018年8月15日后开始征收回收处理费。也就是说,此后凡是进入欧洲市场的光伏组件,都将要求强制回收,并被征收回收处理费。此外,明确了生产商的延伸责任制,要求生产厂家对电子产品生产的全过程承担责任。

  颇为尴尬的是,中国目前尚无超过20年寿命的光伏企业。“中国企业生命力有多少年,能活多少年这都是有数字的。”吕芳告诉《能源》记者:“就要求你卖到欧洲的组件当中,在卖出去的当天,就把有一部分的钱提成基金,这个钱把它存到基金当中,也就是说尚德可以没有,不指望企业把25年以后的东西回收,但是这个组织还在。”

  潜在的隐忧对未来分布式开发商提出了更高的要求,分布式组件不但要抗腐蚀,故障率低,更重要的是要注重安全性。美国和日本,已经开始在做光伏电站火灾消防员指导手册。

  “我们的光伏背板一直是带电的,这就有个防火问题。如果含氟背板着火的话会释放出氟化氢气体,氟化氢气体对我们的消防员、对周边的空气、对周边的人的污染的危害。”帝斯曼亚太区总裁何飞告诉《能源》记者。

  虽然目前国内背板回收市场一片空白,但对于国内光伏企业而言,这是不能缺席的市场。面对庞大的回收量与技术难题,对国内整机厂商而言更关键的问题是,如何从政策角度构建回收体系。

  我国从2013年开始对背板有了初步标准,国家有关部门联合发布意见要求规范光伏产品质量,在全国范围内推行强制检测认证,应用于国内背板产品的认证要求,制定了《CQC 3308-2013光伏组件封装用背板技术规范》,《GB/T 31034-2014 晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》新标准的设立和推广将深化人们对背板材料的认识和使用要求,规范背板的选材和设计,为光伏组件的可靠性提供更多保障。

  根据记者了解,住房与城市建设部标准定额司已经明确表态将加大在建筑当中可再生能源的应用比例,此外,对相关的标准的重要指标要进行修订,新的标准除了提出可再生能源在建筑当中重要指标的贡献率、替代率这方面要提高以外,特别关注安全的问题,此外,新标准严格规定在2018年8月15号以后,背板必须使用无氟产品,如果继续使用含氟背板,必须交处理费。

  不过,对业主而言,从短时间改变业主的思路难上加难。从目前建成的项目看,由于设备尚未出质保期,尚未引发巨大的担忧,一旦设备出质保期,这部分费用会大大增加开发商的开支。
12
免责申明:感谢您对TestPV的关注。本网站所发布的信息来源于网友投稿、转载或本站原创,不能保证其准确性和可靠性,仅供参考。如需转载请注明出处及原作者,并请自行承担全部责任。如有版权冲突和其它问题,请及时联系本站进行处理。欢迎广大光伏企业和热爱光伏的人士进行投稿,投稿邮箱:info@testpv.com。

相关阅读

最新评论

 

领跑者创新论坛公众号二维码
回顶部