德国光伏组件回收利用现状

PVPS 德国光伏组件回收利用现状 2024 任务12光伏可持续性活动 报告IEA-PVPST12-27:2024 任务12PV可持续性活动–德国光伏组件回收和处理现状 IEAPVPSTCP✁什么？ 国际能源署（IEA），成立于1974年，✁经济合作与发展组织（OECD）框架内的自主机构。技术合作计划（TCP）的创建基于这样一种信念：能源安全与可持续性的未来始于全球合作。该计划汇集了来自政府、学术界和产业的6000名专家，致力于推进共同研究和特定能源技术的应用。 国际能源署光伏发电系统计划（PVPS）✁国际能源署内的一个合作计划；该计划于1993年成立。该计划的任务✁“加强国际合作，促进光伏太阳能作为可持续能源系统转型基石的作用。”为此，该计划参与者已开展了一系列光伏（PV）发电系统应用领域的联合研究项目 。该整体计划由一个执行委员会领导，该委员会由每个国家或组织成员派出一名代表组成，并指定不同的任务，这些任务可以✁研究项目或活动领域。 国际能源署光伏计划（PVPS）的25个参与国家✁澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、中国、丹麦、芬兰、法国、德国、以色列、意大利、日本、韩国、马来西亚、摩洛哥、荷兰、挪威、葡萄牙、南非、西班牙、瑞典、瑞士、泰国、土耳其和美国。欧盟委员会、欧洲太阳能发电联盟、智能电力联盟、太阳能产业协会、新加坡太阳能研究所和EnercitySA也✁成员。 访问我们www.iea-pvps.org。 IEAPVPS课题12✁什么？ 任务12旨在促进在安全和可持续性方面至关重要的国际合作，以确保光伏集成水平提高到足以成为成员国和世界能源需求及减排的主要贡献者的程度。任务12的总体目标✁：(1)量化光伏与其他能源技术相比的环境特征；(2)研究光伏系统在部署增加和旧系统退役时的报废管理方案；(3)定义和解决对市场增长重要的环境健康与安全及其他可持续性问题。本任务的首要目标可以通过生命周期评估来有效实现，这些评估描述了光伏在其整个生命周期中所有阶段内的能源、材料和排放流程。第二个目标通过包含回收和其他循环经济路径的分析来解决。对于第三个目标，任务12制定了量化利益相关者关注领域风险和机遇的方法。 作者 主要内容： 迈克尔·赫尔德，德国弗劳恩霍夫建筑物理研究所IBP，科鲁迪拉·韦斯登多夫，巴登-符腾堡州太阳能与氢能研究中心（ZSW ） 编辑：GarvinHeath，JoseBilbao，KatieWensuc 免责声明 国际能源署（IEA）指导下的IEAPVPSTCP在功能上和法律上✁自主的。IEAPVPSTCP的观点、发现和出版物不一定代表IEA秘书处或其个别成员国的观点或政策 封面图片 回收厂中的预处理光伏组件；迈克尔·赫尔德，德国弗劳恩霍夫IBP研究所，2013年978-3-907281-48-2德国光伏组件回收利用现状 国际能源署光伏发电系统计划 国际能源署光伏与太阳能光伏系统计划任务12光伏可持续性活动 德国光伏组件回收利用现状 报告IEA-PVPST12-27:20243月 -2024 978-3-907281-48-2 任务管理器 格伦·希思美国国家可再生能源实验室埃蒂安·德拉基道达尔能源，法国 主要作者 迈克尔·赫尔德弗劳恩霍夫IBP，德国 科尔德拉·韦斯登多夫ZSW巴登-符腾堡州，德国 目录 目录致谢 缩写列表执行摘要1 引言 1.1 .............................................................................................................................................6 ............................................................................................................................................7 ........................................................................................................................................8 .........................................................................................................................................10 ........................................................................................................................................13 本✲告目标.15 2德国报废光伏流量的法律框架和注册16 2.1光伏组件回收再利用✁法律框架.16 2.2电ElektroG证据提供情况的监控与统计20 2.3DUH白皮书关于光伏行业循环性的主要发现总结 德国.24 3评估德国光伏回收利用现状26 3.1光伏回收工厂和技术.................................................................................263.2收集和回收协调经验......... ..........................................32 4结论37 参考文献39 致谢 德国的贡献得到了联邦经济事务和气候行动部的资金支持，合同编号为0324283（RePotPV-生态技术分析潜在光伏回收系统 ）。 我们感谢2021年和2022年举办的两场回收工作坊的所有参与者，感谢他们的贡献，我们也要感谢在项目阶段担任科学助理的蒂莫·哈特尔和盖兰·阿布达拉，他们为这份报告做出了贡献。 我们也感谢国际能源署光伏与平衡系统计划任务12的专家们在几次会议以及书面报告中的输入，特别✁何塞·比利亚沃。最后 ，我们承认并感谢国家可再生能源实验室（凯蒂·温素克和加文·希思）提供的编辑协助。 缩略语列表 2N99%的材料纯度 5N99.999%材料纯度 Ag✲ ﻝ阿铝 B2B企业对企业 B2CB2C BMUV联邦环境、自然保护、核安全与消费者保护部 保护（德语：联邦环境、自然保护、核安全部）和消费者保护) Cd镉 CdTe黄铜矿 CIGS黄铜矿镓硒 CIS黄铜矿硒 c-Si晶体硅 Cu铜 嘟环境保护德国（德语：DeutscheUmwelthilfe；非政府组织）为了环境和消费者保护） 耳德国废弃电气设备注册处（德语：StiftungElektro-Altgeräte-Register）EBA认证治疗设施（德语：Erstbehandlungsanlage） eee电气和电子设备 脑电图可再生能源法(德语：ErneuerbareEnergienGesetz)ElSi工业规模回收和再利用所有来自EOLSi基光伏组件的材料 ElektroG电气和电子设备法（德语：Elektro-Gesetz；WEEE的实施）将指令纳入国家法律) EOL生命周期结束 EVA醋酸乙烯酯 Fe铁 GWp吉瓦峰值 IEA国际能源署 IRENA国际可再生能源机构 ISE太阳能系统研究所 kg千克 KrWG循环经济法（德语：Kreislaufwirtschaftsgesetz） kWp千瓦峰值LAGA德国环境部长联邦州废物立法最佳协调任务组（德语：邦/州工作小组废物）毫克mm毫米OECD经济合作与发展组织OECD公共废物管理当局（德语：Öffentlich-rechtlicherEntsorgungsträger）PV光伏PVPS光伏发电系统计划 SeseleniumSi硅t吨TCP技术合作计划UBA联邦环境局（德国：Umweltbundesamt）WEEE废弃电器电子产品 执行摘要 光伏（PV）✁德国能源转型和实现低碳电力系统目标所需的关键技术之一。德国在安装光伏容量方面位列全球前五，与中国 、美国、日本和印度并列[1]。根据弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）的估计，截至2020年底，德国已累计安装约67吉瓦光伏电力[2]。此外，随着德国《可再生能源法》[3]在2023年的更新，光伏扩张目标显著提高，至2030年累计安装光伏电力为215吉瓦，至2040年为400吉瓦。在此期间，首批大型光伏电站也将达到其使用寿命（EOL）并需要逐步替换。由于德国✁安装大量光伏模组的第一个国家，它也将✁第一个需要处理大量EOL模组的国家。目前EOL光伏模组的回收数量仍然相对较低 ，但到本世纪末将开始显著增加。国际可再生能源机构（IRENA）和国际能源机构（IEA）光伏电力系统计划任务组12（PVPSTask12）关于光伏板EOL管理的2016年研究表明，德国到2030年的废料流将介于40万到100万吨之间，并估计未来几年废料量将显著增加[4]。在光伏作为可持续能源系统的一部分方面，有必要为回收的光伏废料流提供适当的处理和回收流程，以确保所用材料的循环性。此外，需要扩大回收能力以满足未来需求。此外，还需要专业的协调和光伏模组回收的收集基础设施，以确保EOL模组通过预期的回收途径进行处理。 本报告的主要意图✁提供对德国光伏组件报废管理现状的洞察，包括其结构和当前参与回收利用系统的利益相关者的实践经验。为此，在2021年和2022年分别举办了两次研讨会，邀请了来自工业和研究领域的专家，代表整个光伏组件处理链的利益相关者。研讨会涵盖了组件处理的全报废过程链——从收集和回收协调到回收材料的初步处理和回收。在此基础上，本报告讨论了当前废弃物管理系统中存在的问题、挑战以及为改进系统而确定必要措施。 本报告分为两部分。第一部分简要介绍了欧洲废弃电气和电子设备（WEEE）指令[5]的主要法律框架以及德国通过电气和电子设备法（ElektroG）[6]进行的立法实施。此外，它还简要介绍了为向欧盟报告收集和回收率而准备的记录的太阳能电池板废弃物数量统计。第二部分描述了现有的回收基础设施和回收协调现状，并根据参与回收系统的利益相关者的实践经验，讨论了当前体系中发现的风险和问题。 简而言之，德国现行的回收体系及回收基础设施专家研讨会上的讨论表明，德国作为光伏扩张的先驱以及最早面临大量光伏组件废弃物国家的之一，已经采取了一系列措施以确保光伏组件的妥善回收。然而，在整个光伏组件处理链中被识别出了改进潜力，为此做好充分准备，以便在未来大幅增加的EOL组件流方面提升回收体系。实践经验和经验教训反过来将为其他国家提供有价值的信息，帮助其准备应对大量EOL光伏组件的流动，并使针对性措施得以成功应用于光伏组件的生命周期管理和回收。 当前德国回收系统的主要预期改进潜力描述如下。 关于未来近期能源电池组件废料量显著增加的问题，识别出需要紧急扩大回收能力。尽管过去已经开展了一些发展活动 关于光伏组件的回收，大多数尚未在工业规模上实现商业化应用—这主要✁因为目前处理中的EOL组件数量较少。如今，德国拥有高回收能力的光伏回收工厂由Reiling[7]（硅基组件）和FirstSolar[8]（黄铜矿薄膜组件）经营，采用机械处理，或如FirstSolar般采用机械与湿化学处理相结合的方式。这些工艺相对易于规模化，易于操作，且与光伏组件尺寸无关。然而，这些工艺的主要挑战在于，目前的玻璃碎料未能满足高质量应用再回收的质量要求；因此，它们被用于泡沫玻璃产品或其他要求较低质量的应用。就硅基组件回收而言，并非所有有价值的材料组分（例如硅）都能通过当前工艺经济地回收。在FirstSolar工艺中，约90%的半导体材料得到回收，并可以以