為了減少全球變暖的影響,世界上許多國家已經(jīng)開發(fā)并使用可再生能源來減少溫室氣體排放。在這方面,歐洲聯(lián)盟(EU)發(fā)揮了帶頭作用,到2020年將碳排放降低20%,這是大多數(shù)發(fā)達(dá)國家都追求的高目標(biāo)。采取的眾多選擇之一是用太陽能替代化石燃料??梢酝ㄟ^通過熱質(zhì)或光伏(PV)設(shè)備捕獲太陽能來產(chǎn)生電(Desideri等,2013)。根據(jù)美國能源部提交的白皮書(美國能源部,2010年),光伏技術(shù)在過去十年中已有顯著進(jìn)步,大大降低了太陽能電池的制造成本,從1990年代后期的8美元/瓦降低到了8美元/瓦。美國的公用事業(yè)規(guī)模系統(tǒng)的價(jià)格在2010年將低于$3.50/W。歐洲($5.00/W),中國($4.42/W)和日本($5.02/W)的安裝成本與美國的公用事業(yè)規(guī)模項(xiàng)目的安裝成本相當(dāng),盡管對(duì)于小型住宅應(yīng)用而言,安裝成本通常更高(Branker等,2011)。根據(jù)Razykov等。(2011年),光伏發(fā)電市場(chǎng)目前以并網(wǎng)住宅系統(tǒng)為主(>40%)。模塊價(jià)格在$3.0–4.5/peakwatt范圍內(nèi)(系統(tǒng)價(jià)格在$5–7/W)。美國能源部預(yù)測(cè),到2015年,太陽能的成本將降低至公用事業(yè)0.06美元/千瓦時(shí),商業(yè)0.08美元/千瓦時(shí),住宅應(yīng)用0.10美元/千瓦時(shí)(Razykov等人,2011年)。這應(yīng)該鼓勵(lì)其他許多國家通過太陽能發(fā)電來補(bǔ)充其能源需求(Dincer,2011;Solangi等,2011;Wang和Qiu,2009;Tour等,2011;Liou,2010)。歐洲光伏工業(yè)協(xié)會(huì)(EPIA)預(yù)測(cè),到2040年,光伏能源可能占世界電力需求的14%(Marwede和Reller,2012年)。
太陽能電池板本身就是……?!翱沙掷m(xù)發(fā)展”:回收太陽能電池板以制造更多的太陽能電池板!
在中國,絕大多數(shù)的太陽能裝置都發(fā)生在過去十年中。由于太陽能電池板的耐用性通常會(huì)持續(xù)超過其保證的25年,因此它們的回收利用還不是主要問題。但是,前進(jìn)的道路很明確–回收太陽能電池板的市場(chǎng)需求只會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加。
2017年,中國安裝了10.6吉瓦的新太陽能。使用粗略的數(shù)學(xué)運(yùn)算(如果每個(gè)面板為300W),去年安裝了3,530萬個(gè)新的太陽能電池板。在2018年初,中國的運(yùn)營太陽能容量為53吉瓦。在大約30年的時(shí)間里,一波3,530萬塊面板的使用壽命可能已到盡頭,這還不包括過去十年來淹沒中國市場(chǎng)的數(shù)億個(gè)面板,這些面板可能需要盡快處置。
太陽能電池板是可回收的。硅太陽能電池組件主要由玻璃,塑料和鋁組成:三種可大量回收的材料。其他可回收的太陽能電池板元素包括銅,銀,錫,銦,鎵,硒和碲化鎘,它們很少見,在有限的情況下也是有限的。太陽能行業(yè)的長期成功取決于成功地回收生產(chǎn)太陽能電池組件的這些原材料。
太陽能電池板包含許多有價(jià)值的元素,有可能在未來的面板中重新使用。例如,稀土元素(例如鎵和銦)通常用于太陽能電池板的光伏電池中,而銅線和硅則用于電池板的布線中。銀也是一種可回收的金屬。重要的是,這些元素通常是通過采礦生產(chǎn)的,這是昂貴的,并且隨著地球上這些元素的供應(yīng)進(jìn)一步枯竭,價(jià)格會(huì)變得更高。
但是,回收太陽能電池板并不是一個(gè)簡單的過程,因?yàn)樵S多有價(jià)值的元素分布在整個(gè)電池板上并與其他組件結(jié)合在一起。目前,將太陽能電池板拆開以回收稀土元素,銅,硅,玻璃和其他零件,需要耗費(fèi)大量人力且昂貴的過程。硅基光伏面板需要刮掉硅片然后融化,而薄膜光伏面板則需要用酸清洗以去除薄膜。
盡管如此,太陽能電池板還是可以回收利用的,大部分來自電池板的材料都可以重復(fù)使用。隨著太陽能電池板安裝數(shù)量的增加,回收材料對(duì)環(huán)境的重要性將越來越高,隨著行業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,其回收成本也將降低。