NREL的研究人員首次對最有前途的太陽能光伏組件報(bào)廢管理方法進(jìn)行了全球評估。

光伏組件的壽命為30年。目前還沒有如何在組件報(bào)廢后進(jìn)行管理的計(jì)劃。至2050年，不再需要的組件數(shù)量總計(jì)或會達(dá)到8000萬噸。除了數(shù)量之外，廢棄物的性質(zhì)也帶來了挑戰(zhàn)。光伏組件由貴重的、重要的和有毒的材料制成。如何回收有價(jià)值的材料、降低有毒材料的影響，目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的研究人員首次在全球范圍內(nèi)對最有前途的太陽能光伏組件報(bào)廢管理方法進(jìn)行了評估。 光伏回收利用的各種方案已在多篇文章中進(jìn)行了討論，但直到現(xiàn)在，還沒有人對光伏回收工作進(jìn)行過全球評估以確定最有前途的方法。

NREL的高級科學(xué)家Garvin Heath表示，"光伏是能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分"。Heath專業(yè)從事可持續(xù)發(fā)展科學(xué)研究，是《支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)——硅光伏組件回收研發(fā)重點(diǎn)》一文的主要作者，這篇文章發(fā)表在《自然能源》期刊上。"我們必須管理好這些材料，發(fā)展光伏組件循環(huán)經(jīng)濟(jì)。"

來自NREL的合著者還包括Timothy Silverman、Michael Kempe、Michael Deceglie、Teresa Barnes以及NREL前同事Tim Remo和Hao Cui。該團(tuán)隊(duì)還與外部專家進(jìn)行了合作，特別是在太陽能制造領(lǐng)域。

Heath 表示，"圍繞著研究人員、投資者和政策制定者應(yīng)該或者不應(yīng)該把重心放在哪里，這篇文章提供了簡潔、深入的綜合分析。"

作者重點(diǎn)研究了晶硅的回收利用， 90%以上的已安裝光伏系統(tǒng)都以非常純凈的形式使用了這種材料。在與光伏組件生產(chǎn)相關(guān)的能源、碳足跡和成本中，晶硅的占比約為一半，但在組件質(zhì)量中的占比只有很小一部分。硅的價(jià)值是由其純度決定的。

"要想讓硅變得純凈，需要大量的投資，"光伏硬件專家Silverman表示， "對于一個光伏組件來說，你把這些硅電池密封在一個防雨包里，它們會接觸到其他材料，然后等個20到30年。同時，光伏技術(shù)也在不斷改進(jìn)。我們?nèi)绾我詫Νh(huán)境最有利的方式來收回這些能源和材料投資？"

作者發(fā)現(xiàn)，一些國家已經(jīng)制定了光伏回收法規(guī)，而另一些國家則剛剛開始考慮解決方案。由于目前產(chǎn)生的廢棄物數(shù)量有限，全球只有一家專業(yè)晶硅光伏回收廠。

基于他們的研究結(jié)果，作者建議進(jìn)行研發(fā)以降低回收成本、減輕對環(huán)境的影響，同時最大限度的提高材料回收率。他們建議關(guān)注高價(jià)值硅而非完整的硅片。雖然完整硅片也是可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，但硅片經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋，不可能達(dá)到當(dāng)前的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，無法實(shí)現(xiàn)直接再利用。為了回收高價(jià)值硅，作者強(qiáng)調(diào)需要研究和開發(fā)硅純化工藝。

作者還重點(diǎn)指出，應(yīng)利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和生命周期評估來探討回收實(shí)踐的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響。

最后作者表示，找到避免浪費(fèi)的方法是開始行動的一個重要部分，這些方法包括如何使太陽能組件的壽命更長，更有效地使用材料以及更有效地發(fā)電。

"我們需要研發(fā)，因?yàn)閺U物會積少成多。"Silverman表示，"就像光伏項(xiàng)目的指數(shù)級增長一樣，廢物的累積看似緩慢，但之后會突然加速。等到廢物累積到足夠多、需要開設(shè)專用光伏廠的程度時，我們需要已經(jīng)研發(fā)就位的合適流程。”

如果取得成功，這些研究結(jié)果可以為光伏循環(huán)經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)一份力量。