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光伏產(chǎn)品報(bào)廢衍生龐大市場(chǎng):回收補(bǔ)貼、二手組件、循環(huán)經(jīng)濟(jì) |
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發(fā)布時(shí)間:2022-5-18 10:06:11 |
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太陽(yáng)能行業(yè)的制造足跡乃至項(xiàng)目本身正變得越來越大,越來越多的組件和其他相關(guān)設(shè)備被打包運(yùn)往全球,F(xiàn)在,正如Green Clean Solar公司首席執(zhí)行官Emilie Oxel O'Leary所說的那樣,這一行業(yè)正在認(rèn)真履行報(bào)廢義務(wù),建立起一個(gè)真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
擴(kuò)大太陽(yáng)能發(fā)電量是全球減排的關(guān)鍵所在。國(guó)際能源署最初的預(yù)測(cè)是,全球太陽(yáng)能將在2030年達(dá)到550TWh。截至2018年,全球太陽(yáng)能已達(dá)到并超過了這一數(shù)字。
隨著太陽(yáng)能裝機(jī)容量屢創(chuàng)新高,對(duì)組件及安裝副產(chǎn)品進(jìn)行有效廢物管理的需求也越來越大。作為一個(gè)快速發(fā)展的行業(yè),太陽(yáng)能利益相關(guān)方開始認(rèn)真對(duì)待組件廢物問題,這不可避免。
越來越多的全球領(lǐng)導(dǎo)者開始著手處理報(bào)廢組件(EOL)問題并為迎接這些廢物的涌入做好準(zhǔn)備,我們已經(jīng)開始看到這些工作。
第一批光伏發(fā)電系統(tǒng)和報(bào)廢組件
距離第一批真正的報(bào)廢組件的出現(xiàn)還有大約十年時(shí)間。報(bào)廢組件目前還沒有追蹤數(shù)據(jù)。
到目前為止,廢物尚未獲得完善的記錄,這使我們很難了解除了破損之外,早期出現(xiàn)EOL的確切原因。美國(guó)、亞洲和澳大利亞的主要機(jī)構(gòu)已經(jīng)提出了正式研究計(jì)劃,盡管遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐盟為可操作性付出的努力,但預(yù)計(jì)缺乏EOL數(shù)據(jù)的情況將會(huì)發(fā)生變化。
第一批安裝的太陽(yáng)能組件的保修期約為20-35年。目前,導(dǎo)致部分此類組件提前報(bào)廢的因素多種多樣,最常見的原因包括:
運(yùn)輸或安裝過程中的破損百分比預(yù)期;
制造缺陷;
系統(tǒng)老化;
極端天氣破壞;
提前升級(jí)以獲得更高效率;
稅收政策;
安裝錯(cuò)誤;
屋頂高溫和早期衰減。
這些因素重點(diǎn)表明,無論是從制造商責(zé)任角度,還是從幫助簡(jiǎn)化協(xié)議和降低回收成本的立法角度,我們現(xiàn)在都需要實(shí)施廢物管理協(xié)議和具有成本效益的回收解決方案。
我們已看到對(duì)高成本效益解決方案的巨大需求,其中包括了物流和清理支持,特別是對(duì)組件預(yù)期破損率較高的大型地面太陽(yáng)能電站項(xiàng)目來說。公用事業(yè)公司也開始了更多的、負(fù)責(zé)任的廢物轉(zhuǎn)移和管理。自然災(zāi)害會(huì)破壞組件和支架系統(tǒng),隨著更加惡劣的天氣系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)能電站造成影響,預(yù)計(jì)回收需求也將會(huì)增長(zhǎng)。
太陽(yáng)能循環(huán)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀
填埋太陽(yáng)能組件和包裝材料的時(shí)代已經(jīng)終結(jié),太陽(yáng)能循環(huán)經(jīng)濟(jì)在全球范圍內(nèi)蓄勢(shì)待發(fā),尤其是對(duì)于更廣泛的商業(yè)、工業(yè)和大型地面電站項(xiàng)目而言。把破損的組件和剩余的包裝物填入滾裝箱,再送往垃圾填埋場(chǎng)的做法很快就不再會(huì)是常態(tài)。
根據(jù)回收設(shè)備的不同,組件的廢物分流有時(shí)會(huì)比填埋的成本更高。然而,隨著人們對(duì)EOL組件標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐展開討論、采取行動(dòng),成本將會(huì)出現(xiàn)下降,尤其是在歐盟。
談及為太陽(yáng)能組件制定具有可操作性的回收要求時(shí)會(huì)產(chǎn)生的可能性,歐盟就是頗具說服力的一例。
歐盟是太陽(yáng)能循環(huán)經(jīng)濟(jì)的主要引導(dǎo)力量,一些國(guó)際公司和非營(yíng)利組織處于領(lǐng)先地位。其他國(guó)家目前也在效仿,做好迎接第一批EOL沖擊的準(zhǔn)備。例如,美國(guó)和中國(guó)在2021年之前幾乎沒有提到太陽(yáng)能光伏回收和材料回收工作,而這兩年開始聽到他們的聲音。
亞洲和澳大利亞:中國(guó)105萬噸退役組件
全球能源互聯(lián)開發(fā)與合作組織2021年發(fā)布的一份報(bào)告預(yù)計(jì),至2025年,中國(guó)可能會(huì)有105萬噸退役部件和太陽(yáng)能組件進(jìn)入廢物流。今年2月,為了應(yīng)對(duì)迫在眉睫的可再生能源廢物管理問題,中國(guó)的政策制定者制定了再利用和再循環(huán)技術(shù)開發(fā)的新政策計(jì)劃。
值得一提的是,中國(guó)的政策旨在實(shí)現(xiàn)材料的 "跨行業(yè)利用",如把從太陽(yáng)能組件中回收的硅用于其他非太陽(yáng)能行業(yè)的電子產(chǎn)品和部件。據(jù)了解,包括太陽(yáng)能組件、風(fēng)力渦輪機(jī)和電動(dòng)汽車電池在內(nèi),這是中國(guó)政府首次將這一問題作為一個(gè)需要新技術(shù)和廢物管理指令的緊急事項(xiàng)來處理。
中國(guó)、日本和韓國(guó)促成了178項(xiàng)專利熱潮,這些專利旨在解決組件的可回收性問題,主要集中在晶硅(c-Si)技術(shù)上。
澳大利亞也選擇在2022年年初宣布太陽(yáng)能組件廢棄物處置方案的轉(zhuǎn)變。到目前為止,各個(gè)地區(qū)付出的努力各不相同。有些地區(qū)認(rèn)為,太陽(yáng)能組件是電子垃圾。
目前,澳大利亞的太陽(yáng)能回收服務(wù)僅能從組件中回收約17%的材料,包括玻璃、硅和聚合物背板在內(nèi)的剩下83%的材料將在市場(chǎng)上用于出口或被送往垃圾填埋場(chǎng)。
歐盟:80%以上回收率
自2012年起,EOL太陽(yáng)能組件被納入WEEE(歐盟電氣和電子設(shè)備廢棄物)范圍。WEEE法規(guī)要求對(duì)光伏組件使用的材料實(shí)現(xiàn)85%的收集率和80%的回收率。這一政策使用基金或稅收激勵(lì)措施維修、再利用或翻新組件。WEEE法規(guī)包括維修權(quán)法并制定了政策以盡量減少新的化石燃料基礎(chǔ)設(shè)施。這些措施已經(jīng)實(shí)施了大約十年,有效降低了回收成本,打造了一個(gè)有利可圖的太陽(yáng)能回收市場(chǎng)。
歐盟的太陽(yáng)能組件回收機(jī)構(gòu)PV Cycle被廣泛用于實(shí)現(xiàn)WEEE的合規(guī)性。歐盟一直是全世界廢棄太陽(yáng)能組件處理和回收立法的燈塔。
根據(jù)PV Cycle的數(shù)據(jù),歐盟晶硅光伏組件的回收率徘徊在94.7%,超過了WEEE提出的 85%的回收率指令。2008年,第一家全尺寸太陽(yáng)能組件回收廠在法國(guó)投用,為這一地區(qū)處理了大量的太陽(yáng)能組件。
PV Cycle根據(jù)歐盟WEEE法規(guī)與太陽(yáng)能制造商合作,為這一地區(qū)的制造商提供回收和合規(guī)支持。
非洲:加納、南非
隨著太陽(yáng)能發(fā)電在撒哈拉以南非洲規(guī)模的擴(kuò)大,多個(gè)非洲國(guó)家的太陽(yáng)能光伏發(fā)電EOL標(biāo)準(zhǔn)也開始獲得關(guān)注。加納和南非已經(jīng)在研究和最佳實(shí)踐中討論了這一主題。
在加納,公私混合戰(zhàn)略側(cè)重于技術(shù)解決方案,并為包括政府、企業(yè)和終端用戶在內(nèi)的所有參與者制定了明確的角色。加納EOL計(jì)劃的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)廢物減量、再利用、維修和回收,使所有利益相關(guān)方受益,推動(dòng)圍繞太陽(yáng)能組件可持續(xù)性和生命周期知識(shí)的教育。
組件并不是開發(fā)商考慮的唯一回收因素,運(yùn)輸材料也帶來了問題
北美洲:回收成本探討與計(jì)劃
到目前為止,還沒有關(guān)于回收太陽(yáng)能組件的既定國(guó)家法律。美國(guó)最為接近國(guó)家指令的文件是能源部太陽(yáng)能技術(shù)辦公室(SETO)于2022年3月發(fā)布的《光伏產(chǎn)品報(bào)廢行動(dòng)計(jì)劃》。
SETO概述了一項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)18頁(yè)的行動(dòng)計(jì)劃,旨在通過開發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),跟蹤組件的材料、數(shù)量、年份、位置、EOL原因和處理方法,從而更好地了解EOL組件的狀態(tài)。此外,該指令旨在至2030年,令組件回收成本下降一半以上。
目前,回收一塊組件的平均成本為15-45美元,更為知名的主流光伏回收公司對(duì)每塊組件的收費(fèi)高達(dá)58美元。由于每塊組件的垃圾填埋費(fèi)用約為1-5美元,因而降低這些成本將是關(guān)鍵所在。
美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)建議,至2032年,如果每塊組件可獲得10-18美元的補(bǔ)貼,我們就可以擁有一個(gè)盈利的太陽(yáng)能組件回收產(chǎn)業(yè)。這些數(shù)字將使SETO實(shí)現(xiàn)至2030年每塊組件3美元的回收目標(biāo)。
加利福尼亞州在美國(guó)一馬當(dāng)先,將所有太陽(yáng)能組件歸類為通用廢物,這是美國(guó)第一個(gè)這樣做的州。將太陽(yáng)能組件列為此類產(chǎn)品可以減輕管理負(fù)擔(dān),有助于通過必要手段回收組件。這一從2021年1月1日生效的指令同時(shí)宣布,退役太陽(yáng)能組件將像其他通用廢物一樣(包括電池、陰極射線管、含汞設(shè)備、電子設(shè)備和燈具)受到監(jiān)管。
根據(jù)NREL的估計(jì),美國(guó)的組件回收率約為10%,剩下的90%注定要被填埋。
加拿大
加拿大環(huán)境和氣候變化戰(zhàn)略部公布了一份回收指南。然而,在目前情況下,設(shè)施的范圍過于有限,無法實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能組件的回收。目前,制造商可以成為PV Cycle的成員,支持回收工作。
南美洲:巴西
巴西龐大的電子產(chǎn)業(yè)為組件回收鋪平了道路,SunR在2021年啟動(dòng)了組件回收。對(duì)巴西來說,問題不在于回收能力,這些能力已經(jīng)到位,而且回收比焚燒或填埋更具成本效益。更大的問題是將組件送到合適的回收設(shè)施的物流。
SunR估計(jì),每安裝50萬噸組件,就有約4萬噸材料被丟棄,令這一市場(chǎng)的價(jià)值達(dá)到約380萬美元。
進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)的組件比例是多少?全球各地的太陽(yáng)能組件回收的法律和比率因地區(qū)而異。已知回收率最高的國(guó)家是歐盟成員國(guó)。
全球
全球電子垃圾的回收率預(yù)計(jì)約為17.4%。隨著太陽(yáng)能行業(yè)的廢物回收迫在眉睫,如果授權(quán)和激勵(lì)措施到位,且太陽(yáng)能組件在全球范圍內(nèi)被正式認(rèn)定為電子廢物,那么太陽(yáng)能組件的回收率可以開始形成一個(gè)全球框架,并且可能高于全球電子廢物的回收率。
什么可以被回收,什么在被回收?
按質(zhì)量計(jì),每塊組件的比例約為玻璃70%,鋁15%,硅10%,銀、銦、鎵4%,其他1%稀有金屬。約99%的光伏材料是無害的,約95%的材料可以利用現(xiàn)有技術(shù)回收。組件、安裝材料和包裝的可回收部分包括:
鋁框;
銅線;
塑料接線盒;
地面支架;
跟蹤器;
接線;
逆變器;
架子;
備用電池系統(tǒng);
木箱;
紙板。
談到組件時(shí),組件回收的一般性流程應(yīng)實(shí)現(xiàn)盡可能多的材料回收。雖然還沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化流程,但有三個(gè)核心階段可以從每塊組件上盡可能多地回收材料。
第一階段:拆除框架和接線盒
第二階段:用化學(xué)、熱或機(jī)械方法將硅片從玻璃中分離出來
第三階段:用化學(xué)和電氣方法分離及凈化硅電池和金屬(銅、鉛、錫、銀)
這些材料并不是唯一需要回收的東西。成噸的木箱、塑料和紙板都需要分流和管理。
這一行業(yè)是如何努力推動(dòng)回收的?
整個(gè)太陽(yáng)能行業(yè)的組件回收工作一直都是零星分布的,部分積極主動(dòng)的制造商挑起重?fù)?dān),部分制造商啟動(dòng)了研究,而大多數(shù)制造商則是在等待指導(dǎo)方針、補(bǔ)貼和回收計(jì)劃的強(qiáng)制推行。由于這些不同程度的努力和行動(dòng),我們正在見證向循環(huán)太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)的過渡。
生產(chǎn)者責(zé)任
目前,太陽(yáng)能制造商的責(zé)任是自愿的,而那些領(lǐng)先于任務(wù)曲線的制造商正在開發(fā)一種用于改善公司環(huán)境和客戶關(guān)系的模式。早期的廢物轉(zhuǎn)移利用正在幫助這些制造商保持與客戶的關(guān)系,尤其是具有環(huán)境、社會(huì)和治理(ESG)意識(shí)的企業(yè)。
太陽(yáng)能行業(yè)的少數(shù)制造商正在加緊努力以促進(jìn)太陽(yáng)能材料的回收。尤其值得一提的是,有一家制造商已經(jīng)建立起生產(chǎn)者責(zé)任模式——First Solar是將回收計(jì)劃納入公司合同的頭部制造商之一;厥帐峭ㄟ^收回的方式推進(jìn)的,破碎或無法使用的組件會(huì)被送回制造商。First Solar公司公布的半導(dǎo)體再利用率為90%,玻璃再利用率為90%,這些材料被重新用于制造新組件。
還有一些支架公司在探索產(chǎn)品和包裝供應(yīng)鏈的最佳實(shí)踐。ESG報(bào)告正變得越來越重要,并與太陽(yáng)能項(xiàng)目和廢物息息相關(guān),在生產(chǎn)者端,跟蹤太陽(yáng)能回收指標(biāo)成為越來越緊迫的問題。
ESG報(bào)告的壓力
當(dāng)大多數(shù)制造商仍處于觀望狀態(tài)時(shí),從生產(chǎn)者責(zé)任的角度來說,立法和ESG報(bào)告正迅速將制造商置于被動(dòng)地位。積極主動(dòng)的制造商為回收付出了努力,走在了最佳實(shí)踐的前面。
負(fù)責(zé)任的太陽(yáng)能制造商為他們的客戶提供材料回收和廢物分流的解決方案,這些制造商正在迅速獲得影響力。ESG報(bào)告包含了利用太陽(yáng)能組件對(duì)抗碳排放的內(nèi)容;歷史上,太陽(yáng)能項(xiàng)目和廢物報(bào)告不會(huì)出現(xiàn)在同一類別中。
現(xiàn)在,報(bào)告和可驗(yàn)證的指標(biāo)成為了預(yù)期的環(huán)境規(guī)范,每前進(jìn)一步,產(chǎn)生的廢物問題都必須得以解決。數(shù)據(jù)必須包括為減少?gòu)U物付出的努力,并通過回收?qǐng)?bào)告和回收廠收條進(jìn)行驗(yàn)證。
二手太陽(yáng)能產(chǎn)品新市場(chǎng)
根據(jù)組件在報(bào)廢時(shí)的質(zhì)量,它可以作為一個(gè)整體或零件重新使用、翻新或回收,任何不能在這些條件下處理的材料可以被儲(chǔ)存起來,直至未來的需求或解決方案的出現(xiàn),或者通過最后的方式——被送往垃圾場(chǎng)填埋進(jìn)行處理。
提前退役或可翻新、可維修的太陽(yáng)能組件有機(jī)會(huì)以折扣價(jià)轉(zhuǎn)售給社區(qū)太陽(yáng)能項(xiàng)目,或太陽(yáng)能開發(fā)因成本而受限的地區(qū)。太陽(yáng)能組件翻新市場(chǎng)也在加緊努力。自2017年開始,研發(fā)工作一直在進(jìn)行當(dāng)中。美國(guó)已經(jīng)發(fā)放了補(bǔ)助,用于開發(fā)一個(gè)功能齊全的二手組件、零件和組件子市場(chǎng)。
其中一個(gè)組織是EnergyBin,它在2017年獲得了聯(lián)邦資助,為一個(gè)向太陽(yáng)能行業(yè)提供過剩的、難以找到的部件和退役材料的在線市場(chǎng)建立了可行性。
未來十年,我們將看到一個(gè)以 "從搖籃到搖籃 "的方式對(duì)待電池組件和包裝材料的太陽(yáng)能行業(yè)。
Energy Bin作為一個(gè)會(huì)員平臺(tái)運(yùn)作,致力于轉(zhuǎn)移原本在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物品,讓它們回到市場(chǎng)上,從而減少設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建筑成本以及制造商、分銷商及其他公司銷售過剩庫(kù)存的成本。
報(bào)廢設(shè)計(jì)
最終,我們需要看到可以提升全球回收力度、翻新基礎(chǔ)設(shè)施的可行措施,此外,還有更優(yōu)化的前端設(shè)計(jì)和供應(yīng)鏈選擇,從而為太陽(yáng)能行業(yè)打造一個(gè)持久的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。很明顯,太陽(yáng)能行業(yè)希望做正確的事情,并向著脫碳未來前行。多個(gè)大國(guó)和組織已經(jīng)公開表示有很多需要改進(jìn)之處,F(xiàn)在,已經(jīng)到了太陽(yáng)能行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者卷起袖子、帶領(lǐng)我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的時(shí)候了。
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