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退役光伏組件拆解如何走向智能化高值化利用

科技日報發布時間:2022-11-15 00:00:00

  11月13日,科技日報記者從常州高新區科技局了解到,常州瑞賽環??萍加邢薰九c常州大學、常州工學院等合作,針對退役光伏組件拆解利用中等諸多問題,建立協同創新團隊,在行業協會、江蘇科技專項、常州“龍城英才”計劃、金融機構等支持下,開展聯合研究與攻關,成功研發出成套拆解智能裝備與提取工藝技術,目前首條拆解智能裝備與全自動物料分選示范線已投用。這將為推動綠色能源可持續發展、實現“雙碳”目標提供重要的國產化裝備技術支撐。

  光伏組件物料無法自然降解,導致土壤和水源嚴重污染

  經過二十多年發展,我國已經成為全球最大的光伏組件生產國和全球最大的光伏發電應用國家。2020年,新增光伏裝機容量為48.2GW,累計光伏裝機容量達253.4GW。

  常州工學院相關專家介紹,典型光伏組件結構由層壓件和層壓件上的外設兩大部分組成,其中層壓件由鋼化玻璃基板、電池片、背板、焊帶,通過EVA膠膜層壓而成,外設部件包括光伏板鋁邊框、接線盒、角碼等。光伏組件的設計使用壽命是25年左右。當光伏組件報廢后,所有物料無法自然降解,會產生大量固廢垃圾,其中,EVA、氟膜及重金屬還會導致土壤和水源嚴重污染。

  據國際可再生能源機構預測:中國退役光伏組件從目前開始逐年增長,2025年起開始面臨大批量的退役光伏組件產生,截至2030年報廢光伏組件將累計達到150萬噸左右,在2060年前,中國光伏組件報廢量將以每年30%的速度增長。

  “目前,國外對報廢光伏組件處置大部分方法都集中在電池片和玻璃及背板分離,主要方法有無機酸溶解法,有機溶劑溶解法、熱處理法、物理破碎分選等。但從處理效果來說,在報廢光伏組件拆解及再生利用方面,還存在能耗高、污染大、效率低、材料回收率低、高值化利用少的問題。”常州瑞賽環??萍加邢薰靖笨偨浝砬f虎梁說。

  在江蘇理工學院校城融合工作辦公室主任楊文生看來,隨著退役光伏組件量逐年上升,開展報廢光伏組件綠色拆解與高值化再生利用,加快研制智能拆解及高值化利用裝備與技術意義重大,事關光伏產業可持續發展,將會產生顯著的經濟效益和社會效益。

  報廢光伏組件拆解準入“門檻低”,技術標準不可忽視

  常州大學相關科研團隊專家介紹,“十三五”期間,我國在國家重點專項可再生能源與氫能技術領域資助了晶硅光伏組件回收處理成套技術和裝備項目。該項目采用熱刀法技術、熱解法技術對光伏組件進行拆解與分離,對于拆解后物料的高值化利用,還需進行系統研究。

  “6年來,我們聯合多所高校組成協同攻關團隊,在江蘇省科技廳重大科技專項、交通銀行(4.600,0.00,0.00%)常州蘭陵支行等支持下,投資1500多萬元,系統開展報廢光伏組件智能拆解裝備、關鍵工藝技術、物件拆解標準、排放協同處置、測試檢驗等方面的研究,取得了多方面突破。”莊虎梁說。

  “傳統物理法拆解工藝,往往需要將物料進行整體粉碎后再進行分選,而一旦物料整體粉碎后,分選得到的物料純度就比較低,從而導致材料無法高值化利用。我們研發出的高壓研磨拆解工藝,可以實現退役光伏組件的柔性拆解,將光伏焊帶整條分離出,這樣就大大降低了其他物料中的金屬雜質含量。并且拆解全過程不使用高溫及化學試劑,無廢水廢氣排放,也是高壓研磨拆解工藝的優勢。”莊虎梁說。

  去年以來,常州瑞賽環??萍加邢薰驹谥袊偕Y源產業技術創新戰略聯盟和常州高新區重點支持下,重點建設的成套拆解智能裝備與全自動物料分選示范線,目前已形成年處理2000噸能力,今年可新增產值3000萬元。其中,物料回收率達99%;物料可再生利用率達97%。

  中國光伏回收產業合作發展中心相關專家認為,退役光伏組件回收處置及再利用是新興產業,但存在著準入“門檻低”和標準缺失的問題。下一步,要出臺和完善鼓勵行業創新的專項政策、加快關鍵技術標準的制定,注重推廣新裝備、新工藝,引導企業加快轉型升級,推動行業向綠色化、智能化、數字化、標準化、高端化有序健康發展。(來源:科技日報)

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