光伏组件回收与材料再生组件降碳技术研究 一以再生材料推广助力产业链循环可持续发展

研究背景

• 巨量光伏组件退役带来回收处理需求：预计1TWp安装量服役期满将产生近0.5-1亿吨退役组件，全球累计安装量2024年达2246GWp，2050年将达63.4TWp。
• 实现组件回收可促进光伏产业从线性经济向循环经济转变，环保效益包括减少废弃物填埋和污染物排放，经济效益包括降低原生材料开采成本、节约稀缺贵金属资源，推动产业循环可持续发展。
• 光伏产业绿色循环经济的核心是关键物料的回收、再生和利用，形成闭环流程：退役组件收集管理 → 组件检测分类 → 附件拆除 → 物料回收精炼 → 新组件制造。

组件回收技术进展

• 光伏组件基本构成与循环再生价值分布：玻璃占比70%（价值8%），铝占比18%（价值26%），硅占比3.65%（价值11%），铜及线缆占比1.11%（价值8%），银占比0.06%（价值47%）。
• 组件回收目标：实现退役组件构成部件或组分的循环利用，核心步骤包括层压件拆解和构成组分分离（如电池、焊带、边框等）。
• 晶硅光伏组件回收处理的一般流程及回收产物。
• 回收技术总况：物理法（机械破碎、热刀刮除、高压电场破碎等）和湿法冶金（化学试剂浸泡等）。
• 层压件拆解技术：物理破碎法（机械、电）、热处理法（火法）、溶液处理法（湿法），发展方向是提高物料完整性、纯度和回收率，当前研究热点包括水热法、柔和碱液法、绿色溶剂热法等。
• 组分分离技术：银回收（传统方法化学试剂用量大、工艺繁琐、成本高，适合规模化；新进展是银剥离技术，特点为环境友好、步骤少、纯度高、效率高、成本低），硅/铜回收（湿法+火法冶金）。

物料再生技术进展

• 铝合金再生技术：回收铝边框经过预处理、重熔处理、热加工等步骤，回收铝边框的洁净度和合金元素含量是决定回用量的关键。
• 玻璃再生技术：现有添加量只在15-20%，提升空间大，通过压延法、浮法退火等方法回收再生光伏玻璃和建筑材料玻璃。
• 硅材料再生技术：回收硅料纯度较高，但再生技术尚未规模化，需明确物料再生应用环节，加快技术研发。回收硅料可用于拉晶制棒，但需解决纯度和效率问题。
• 锂电池硅负极再生：通过电化学刻蚀、化学刻蚀、物理法等方法回收硅，可用于硅碳复合负极。

组件降碳技术进展

• 易拆解光伏组件新结构设计：如玻璃/玻璃飞秒激光直接焊接技术，特点是无额外密封材料，通过飞秒激光熔融玻璃焊接。

展望

• 光伏产业向循环经济发展是可持续发展的必然选择。
• 组件高值化回收需要回收物料更全、更纯，回收工艺成本更低、更环保。
• 回收物料再生技术尚未规模化，需明确物料再生应用环节，加快技术研发。
• 易拆解光伏组件设计目前仍处于概念验证阶段，需进一步探索优化方案。