中國報告大廳網訊,隨著全球能源需求的增加和環境問題的日益嚴峻,光伏技術作為一種高效、綠色的能源發電技術,近年來得到了廣泛應用。2025年,光伏組件的回收利用成為行業關注的焦點,特別是在「碳中和、碳達峰」的背景下,退役光伏組件的資源化利用具有重要的經濟和環境意義。本文通過對光伏組件晶體矽回收的現狀和展望進行分析,探討不同回收方法的優缺點及其經濟效益,旨在為行業的可持續發展提供參考。
《2025-2030年全球及中國晶體矽行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出,近年來,光伏技術在可再生能源領域占據重要地位,其裝機容量持續增長。根據國際能源署(IEA)的報告,到2026年,全球光伏裝機容量將達到1.826太瓦(TW),預計到2050年將增加到14.50太瓦。隨著早期安裝的光伏組件逐漸達到使用壽命,退役光伏組件的處理成為一個亟待解決的問題。預計到2030年,退役光伏組件產生的固廢量將達到170萬至800萬噸,到2050年將增加到6000萬至7800萬噸。面對如此龐大的退役潮,建立完整的回收產業鏈顯得尤為重要。
晶體矽是光伏組件中的關鍵材料,其回收利用對於降低生產成本和減少環境影響具有重要意義。目前,晶體矽的回收方法主要包括物理方法、化學方法、熱解方法以及複合方法。
(一)物理方法
物理方法是回收晶體矽片的傳統方法之一,主要包括機械破碎、光纖脈衝破碎和液氮改性破碎等。這些方法簡單、環保,但回收率相對較低,雜質較多。
機械破碎法:通過機械手段將光伏組件拆解,分離出晶體矽片。該方法操作簡單,但回收率較低,約為48.9%,處於中試階段。
光纖脈衝破碎法:利用光纖脈衝雷射照射晶體矽片與EVA粘合界面,實現矽片的完整回收。該方法對環境友好,但回收的矽價值較低,處於實驗室階段。
液氮改性破碎法:將光伏組件浸泡在液氮中,利用冷縮現象分離各部分。該方法回收率可達72%,但只能完成初級分離,雜質較多,處於實驗室階段。
(二)化學方法
化學方法通過使用化學試劑溶解EVA層,從而回收晶體矽片。這些方法回收率高,但存在環境污染問題。
三氯乙烯法:使用三氯乙烯溶解EVA層,回收周期長,化學試劑回收成本高,處於中試階段。
1,2-二氯苯法:使用1,2-二氯苯溶解EVA層,分離速率快,但會導致EVA過度溶脹,不利於後續回收。
蝕刻溶解法:使用硝酸和氫氧化鉀等試劑去除電極和雜質,回收的矽片純度較高,但化學試劑使用量大,處於中試階段。
(三)熱解方法
熱解方法通過高溫分解EVA層,實現晶體矽片的回收。這些方法回收率高,但能耗較大。
射頻加熱法:利用超高頻振動的微波加熱光伏組件,操作簡單,但EVA去除不徹底,處於實驗室階段。
石英鹵素燈法:通過石英鹵素燈加熱軟化EVA層,能有效去除EVA,但對溫度和操作時間要求高,處於實驗室階段。
氮氣高溫法:在氮氣環境下高溫分解EVA層,回收效率高,但冷卻困難,處於實驗室階段。
電熱法:通過強電流加熱光伏組件,去除EVA層,回收效率達90%,但能耗高,處於實驗室階段。
(四)複合方法
複合方法結合了物理、化學和熱解方法的優點,具有更高的回收效率和更低的能耗。
切割-沖液法:結合機械切割和化學溶液沖洗,回收無雜質的矽,處於實驗室階段。
微波-吸液法:利用微波增強EVA層在化學試劑中的溶脹,高效分離EVA和矽片,處於實驗室階段。
熱刀法:結合機械破碎和紅外輻射加熱,高效分離EVA層,處於規模化應用階段。
高溫弱氧化法:在高溫弱氧化條件下使用有機溶劑溶解EVA層,回收效率高,但能耗和污染問題仍需解決,處於實驗室階段。
高溫溶液分離法:先使用化學試劑處理,再恆溫加熱,回收效率高,晶體矽行業現狀分析指出,但試劑毒性問題需關注,處於實驗室階段。
EGDA滲透法:結合機械破碎、化學試劑處理和熱解,回收效率高,但試劑沸點高,難以大規模應用,處於中試階段。
根據市場調查,以回收1千瓦峰值(kWP)光伏組件晶體矽為基準,不同回收方法的成本和經濟效益如下:
物理方法:回收成本為34元/kWP,經濟效益為343元/kWP。
化學方法:回收成本為44元/kWP,經濟效益為321元/kWP。
熱解方法:回收成本為57元/kWP,經濟效益為333元/kWP。
複合方法:回收成本為70元/kWP,經濟效益為400元/kWP。
綜合來看,複合方法雖然回收成本較高,但其回收效率高、雜質少、能耗低,經濟效益顯著優於傳統方法。
2025年,晶體矽回收在光伏組件退役潮的背景下顯得尤為重要。物理方法、化學方法和熱解方法雖然各有優勢,但存在回收率低、能耗高、環境污染等問題。複合方法結合了多種技術的優點,具有更高的回收效率和更低的能耗,符合可持續發展的要求。未來,隨著技術的不斷進步和產業鏈的完善,晶體矽的回收利用將為實現「碳中和、碳達峰」目標提供重要支持。