中國報告大廳網訊,隨著全球能源轉型的加速,光伏組件作為一種高效、綠色的能源發電技術,在2025年展現出強勁的發展勢頭。據國際能源署(IEA)預測,到2026年,全球光伏裝機容量將達到1.826太瓦,預計到2050年將增加到14.50太瓦。然而,隨著大量早期安裝的光伏組件即將達到其25至30年的使用壽命,退役光伏組件所帶來的固廢問題也日益凸顯。預計到2030年,退役光伏組件所產生的固廢量將達到170至800萬噸,到2050年將增至6000至7800萬噸。面對如此龐大的退役潮,如何高效回收光伏組件中的有用資源,尤其是晶體矽,已成為行業亟待解決的問題。本文將探討光伏組件晶體矽回收的現狀與未來發展方向,為行業提供參考。
《2025-2030年全球及中國光伏組件行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,在「碳中和、碳達峰」的背景下,光伏組件的廣泛應用為全球能源轉型提供了重要支撐。然而,隨著大量光伏組件逐步退役,其回收利用問題也日益受到關注。光伏組件中含有大量的矽,從退役光伏組件中回收矽不僅能夠有效減少資源浪費,還能降低矽的生產成本,減少矽冶煉和提純對環境的影響。研究表明,從一噸退役光伏板中可回收33.50公斤矽及其他少量元素,而矽在光伏組件材料成本中占比高達三分之一甚至更多,因此,晶體矽的回收具有顯著的經濟價值和環境意義。
(一)物理方法
物理方法是回收光伏組件中晶體矽片的傳統方法之一,主要包括機械破碎、光纖脈衝破碎和液氮改性破碎等。機械破碎法通過簡單拆解光伏組件,將鋁框、玻璃板、背板和晶體矽片分層,其優點是操作簡單,但回收率較低,雜質較多。光纖脈衝破碎法利用光纖脈衝雷射照射晶體矽片與EVA粘合界面,可完整回收晶體矽片,但回收的矽價值較低。液氮改性破碎法則通過液氮浸泡使光伏組件各部分冷縮,降低EVA層粘性,從而實現分離,回收率可達72%,但只能完成初級分離,晶體矽片會殘留大量雜質。總體而言,物理方法較為環保,但存在回收率低、雜質多等缺點,難以滿足市場對高純度矽的需求。
(二)化學方法
化學方法主要通過使用化學試劑溶解光伏組件中的EVA層來回收晶體矽片,包括三氯乙烯法、1,2-二氯苯法和蝕刻溶解法。三氯乙烯法通過在80℃條件下使用三氯乙烯溶劑溶解EVA層,可有效回收矽片,但回收周期長,化學試劑回收和成本較高。1,2-二氯苯法溶解速度快,但會導致EVA過度溶脹,不利於後續回收。蝕刻溶解法通過使用硝酸、氫氧化鉀和磷酸蝕刻膏分步處理,可回收高純度的晶體矽片,但化學試劑使用量大,存在環境污染風險。化學方法的優點是回收的晶體矽片純度高,但能耗低,分離時間長,且化學試劑的回收和處理問題限制了其廣泛應用。
(三)熱解方法
熱解方法通過高溫加熱使光伏組件各層分離,包括射頻加熱、石英鹵素燈、氮氣高溫和電熱法。射頻加熱法利用超高頻振動的微波從外到內加熱光伏組件,易於操作,但仍有EVA殘留。石英鹵素燈法通過控制溫度軟化EVA層,有效去除EVA,但對溫度和操作時間要求高。氮氣高溫法通過充入氮氣提高分解效率,回收簡單效率高,但冷卻困難。電熱法通過強電流加熱組件,去除EVA效率達90%,但能耗高。熱解方法的優點是回收效率高,但高耗能限制了其實際應用。
(四)複合方法
複合方法結合了物理、化學和熱解方法的優點,包括切割-沖液法、微波-吸液法、熱刀法、高溫弱氧化法、高溫溶液分離法和EGDA滲透法。切割-沖液法通過機械切割和化學溶液沖洗去除雜質,可回收無雜質的矽。微波-吸液法利用微波增強EVA層在化學試劑中的溶脹,分離效率高且環保。熱刀法通過機械破碎和紅外輻射加熱軟化EVA層,分離高效,晶體矽片和玻璃片均可回收。高溫弱氧化法和高溫溶液分離法通過高溫和有機溶劑溶解EVA層,回收效率高,但存在高能耗和污染問題。EGDA滲透法利用綠色有機試劑EGDA處理光伏組件,回收效率高,但試劑沸點高,難以大規模使用。複合方法的優點是低耗能、回收效率高、雜質少,符合環保和經濟的可持續發展要求。
根據市場調查,以回收1kWP光伏組件晶體矽為基準,不同回收方法的成本和經濟效益如下:物理方法回收成本為34元/kWP,化學方法為44元/kWP,熱解方法為57元/kWP,複合方法為70元/kWP。從經濟效益來看,物理方法回收矽的經濟效益為343元/kWP,化學方法為321元/kWP,熱解方法為333元/kWP,複合方法為400元/kWP。儘管傳統方法的回收成本較低,但由於回收率低和環境污染問題,其經濟效益低於複合方法。複合方法雖然成本較高,但回收效率高、雜質少,具有更高的經濟效益和環境可持續性。
光伏組件行業現狀分析指出,隨著光伏產業的快速發展,退役光伏組件的回收利用已成為行業發展的關鍵環節。當前,物理、化學、熱解和複合等回收方法各有優缺點,但複合方法因其低耗能、高回收率和環保特性,展現出更大的發展潛力。未來,光伏組件晶體矽回收技術的發展將更加注重綠色、高效和經濟的結合。一方面,需要進一步優化複合方法,降低成本,提高回收效率;另一方面,應加強技術研發,探索新的回收工藝,如利用更環保的化學試劑和更高效的熱解技術。此外,建立完整的回收產業鏈也至關重要,通過政策支持和市場機制,推動退役光伏組件的規範化回收和資源化利用,為實現「碳中和、碳達峰」目標提供有力支撐。
光伏組件作為清潔能源的重要組成部分,在全球能源轉型中發揮著重要作用。然而,隨著大量光伏組件逐步退役,其回收利用問題亟待解決。本文通過對現有回收方法的分析,指出複合方法因其綜合優勢成為未來的發展方向。同時,強調了建立完整回收產業鏈的重要性,以及進一步優化回收技術的必要性。未來,光伏組件晶體矽回收技術的發展將更加注重綠色、高效和經濟的結合,為實現可持續發展提供支持。
更多光伏組件行業研究分析,詳見中國報告大廳《光伏組件行業報告匯總》。這裡匯聚海量專業資料,深度剖析各行業發展態勢與趨勢,為您的決策提供堅實依據。
更多詳細的行業數據盡在【資料庫】,涵蓋了宏觀數據、產量數據、進出口數據、價格數據及上市公司財務數據等各類型數據內容。