眾所周知，太陽能背板是晶硅光伏組件的關(guān)鍵組成部分，對(duì)組件的安全性和使用壽命起著至關(guān)重要的作用，背板也必須具備良好的機(jī)械強(qiáng)度與韌性、耐候性、絕緣、水汽阻隔、耐化學(xué)腐蝕等各種平衡性能。背板材料主要分為含氟背板與非氟背板兩大類，目前含氟背板占據(jù)市場(chǎng)的主流。

 

 

從2016年開始，PA聚酰胺背板材料在全球范圍內(nèi)發(fā)生大面積開裂問題，包括歐洲、印度、中國(guó)，且這類背板的開裂失效問題正在逐年遞增。在中國(guó)西部的某電站，組件在外服役6年后即出現(xiàn)嚴(yán)重的黃變現(xiàn)象，電池片之間的縫隙處出現(xiàn)密集細(xì)小裂紋，嚴(yán)重者甚至出現(xiàn)開裂，對(duì)組件進(jìn)行功率及濕漏電測(cè)試，結(jié)果顯示功率衰減高達(dá)27.6%，且漏電結(jié)果小于40MΩ·m2的標(biāo)準(zhǔn)，這給電站帶來了極大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。

 

光伏平價(jià)上網(wǎng)呼聲日益強(qiáng)烈，產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都面臨著極大的降本提效壓力。不少組件廠都在嘗試引入新的背板封裝材料，以進(jìn)一步降低成本，進(jìn)而提升產(chǎn)品的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。這也給了大量未經(jīng)過戶外長(zhǎng)期實(shí)證測(cè)試的材料得以進(jìn)入最終電站端的機(jī)會(huì)，這類材料以環(huán)保之名進(jìn)入市場(chǎng)，殊不知可能因?yàn)榭煽啃詥栴}而面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)。組件的設(shè)計(jì)壽命超過25年，電站收益的計(jì)算也是基于這個(gè)基礎(chǔ)，這就要求封裝材料能滿足整個(gè)生命周期的使用要求才能滿足投資人的投資模型。設(shè)想，組件如果使用10年就因?yàn)榄h(huán)境的破壞就提前報(bào)廢，這不僅會(huì)造成投資商大規(guī)模的損失，更是會(huì)造成組件的提前報(bào)廢而直接影響環(huán)境保護(hù)。從能耗上來看，背板只占據(jù)整塊組件能耗的約1.5%，但是背板失效報(bào)廢卻是導(dǎo)致整塊組件的報(bào)廢，使得組件提前報(bào)廢，這對(duì)環(huán)境產(chǎn)生更大的影響。由此可知，討論環(huán)保議題，一個(gè)很大的前提是要保障組件的長(zhǎng)期可靠性。

 

從度電成本角度來看，光伏系統(tǒng)運(yùn)行越久，電力成本越低，投資回報(bào)率越高。經(jīng)過測(cè)算，一個(gè)只能運(yùn)行10年的光伏系統(tǒng)度電成本兩倍于一個(gè)能運(yùn)行25年系統(tǒng)。保障組件25年整個(gè)生命周期使用，還是10年一換？基于電站長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)電的訴求，盡管氟材料背板成本略高，但是基于長(zhǎng)期穩(wěn)定投資需求，使用經(jīng)過戶外長(zhǎng)期驗(yàn)證的背板，長(zhǎng)期投資回報(bào)及穩(wěn)定性仍然高于其他。誰都不希望電站運(yùn)行不到10年就面臨更換組件的尷尬，這不僅會(huì)增加運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，同時(shí)也會(huì)造成二次浪費(fèi)，加大環(huán)境污染。

 

努力保障組件整個(gè)生命周期的使用需求，減少組件提前失效報(bào)廢，才能真正保障行業(yè)健康發(fā)展，進(jìn)而尋找出經(jīng)濟(jì)可靠的組件回收方法，這才是真正的環(huán)保邏輯。

 

 

組件回收是一個(gè)重要的課題，尤其是在光伏累計(jì)安裝量不斷攀升的當(dāng)下。我國(guó)從“十二五”期間就開始了組件回收的相關(guān)探索，其中863課題子任務(wù)“光伏設(shè)備回收與無害化技術(shù)研究”專項(xiàng)課題也同時(shí)開展。

 

目前我國(guó)是物理法、熱解法等多種技術(shù)路線并行，都還處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。物理法的原理是把光伏組件降溫到零下兩三百攝氏度，先將鋁合金邊框與接線盒拆除，隨后粉碎無框組件，分離涂錫焊帶與玻璃顆粒，剩下的部分再進(jìn)行研磨，用靜電分離法得到金屬、硅粉末、背板顆粒和EVA顆粒，它沒有任何的熱和化學(xué)的方法，目前該方法還處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

 

熱解法是把光伏組件放在熱解爐中，將爐內(nèi)溫度加熱至450到750℃，在高溫及缺氧狀態(tài)下，組件會(huì)分解成固體及熱氣兩部分，固體經(jīng)過冷卻清洗可分離出邊框、電池、玻璃等，回收的各類材料也進(jìn)入相應(yīng)的回收程序。

 

不論是物理法還是熱解法，都面臨同樣的問題：回收價(jià)值如何？一片組件重達(dá)十幾公斤，拆解之后，玻璃和邊框就占據(jù)了80%以上的重量，最值錢的導(dǎo)電銀漿只有6克左右，經(jīng)過對(duì)回收經(jīng)濟(jì)效益的測(cè)算，組件回收只有5%左右的毛利，這其中還不包括運(yùn)輸成本。我國(guó)光伏電站地處偏遠(yuǎn)地帶，運(yùn)輸是一個(gè)較大的問題，回收的潛在收益也通常都被運(yùn)輸成本和前期基礎(chǔ)設(shè)施投資抵消掉了。而且，現(xiàn)在面臨回收的組件數(shù)量極其有限，回收價(jià)值微乎其微。

 

含氟背板產(chǎn)品在熱解處理過程中會(huì)釋放有毒物質(zhì)，采用掩埋的方法處理也很難降解。但是氟化工是一個(gè)非常成熟的行業(yè)，日本已經(jīng)開發(fā)出了成熟的氟回收方法。日本東北大學(xué)和有關(guān)廠家共同開發(fā)了一種新的氟回收裝置，用碳酸鈣取代目前使用的熟石灰處理，成功的回收到氟化鈣，并可作為生產(chǎn)原料加以綜合使用，并配合使用吸附性樹脂來收集氟材料，這一過程不會(huì)產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)。

 

目前組件的回收主要是回收價(jià)值的問題，我們需要聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、政府機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)共同努力，對(duì)現(xiàn)有方法加以改進(jìn)，找到經(jīng)濟(jì)有效的回收方法。目前全球?qū)U舊光伏組件回收的關(guān)注度持續(xù)升高，但想要短期內(nèi)達(dá)到很好的效果也很有難度。光伏回收的倡議已經(jīng)在歐盟開始執(zhí)行，PVCYCLE組織預(yù)計(jì)到2035年全球光伏組件回收將成為總價(jià)值達(dá)到120億美元的產(chǎn)業(yè)。光伏組件回收不僅可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，而且可以降低太陽能光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)整體環(huán)境的影響。

 

 

太陽能光伏是最重要、最穩(wěn)定的清潔能源之一，承擔(dān)著環(huán)境改善的重要使命。光伏行業(yè)也是中國(guó)少數(shù)具有全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的行業(yè)，對(duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、影響力的提升也至關(guān)重要。光伏行業(yè)也才剛剛起步，后面還有很長(zhǎng)的路要走。組件回收面臨技術(shù)與市場(chǎng)方面的種種問題，使得組件回收不能按照市場(chǎng)規(guī)律正常運(yùn)行。我們也呼吁全行業(yè)能共同行動(dòng)起來，生產(chǎn)企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、政府機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等，共同探討組件回收的技術(shù)路徑，共同推動(dòng)組件回收朝著市場(chǎng)化的路徑正常發(fā)展。

 

然而，令人欣喜的是，我們看到了各種努力。2006年，專注組件回收的協(xié)會(huì)“PVcycle”在歐洲布魯塞爾成立，該協(xié)會(huì)一個(gè)重要工作就是在2008年對(duì)廢棄氣體和電子設(shè)備規(guī)章進(jìn)行修訂。新的法案在2014年2月開始實(shí)施，要求使用過的組件必須集中收集85%以上，再循環(huán)利用80%以上，并將從2018年8月15日后開始征收回收處理費(fèi)，此后凡是進(jìn)入歐洲市場(chǎng)的光伏組件都會(huì)被強(qiáng)制征收處理費(fèi)。

 

北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院副教授童昕的課題組以山東省為例，提出了三種情景：1.規(guī)模經(jīng)濟(jì)情景：按照運(yùn)輸成本最小化假設(shè)，全省建立一家集中循環(huán)處理設(shè)施；2.市場(chǎng)導(dǎo)向情景：在人口最密集的兩個(gè)大都市區(qū)（濟(jì)南和青島）附近建立集中循環(huán)處理設(shè)施；3.生產(chǎn)者責(zé)任延伸情景：由6家生產(chǎn)企業(yè)利用生產(chǎn)區(qū)位提供循環(huán)處理設(shè)施。研究結(jié)果表明，生產(chǎn)者責(zé)任延伸情景具有最佳的成本收益。

 

光伏行業(yè)的從業(yè)者、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)等都漸漸有了協(xié)同努力，共同應(yīng)對(duì)組件回收問題的意識(shí)，眾人拾柴火焰高，相信在不遠(yuǎn)的將來一定能徹底解決這一問題。

 

 

分布式無疑是未來發(fā)展的方向，這也給光伏行業(yè)帶來了極大的發(fā)展空間。經(jīng)過第一階段西部大規(guī)模電站的發(fā)展，大家對(duì)背板材料的認(rèn)識(shí)也更加深刻，背板材料承載著組件整個(gè)生命周期的使用需要，市場(chǎng)上超過80%的為含氟背板產(chǎn)品，市場(chǎng)做出了明確的選擇。

 

分布式更貼近居民的生活，安全成為最關(guān)鍵的因素。一旦發(fā)生火災(zāi)等事故，后果不堪設(shè)想。事實(shí)上，氟膜為基礎(chǔ)的背板可以幫助減少安全隱患。好的背板材料可保護(hù)電池片不受環(huán)境影響而高效發(fā)電，并始終起到絕緣保護(hù)的作用，這有個(gè)重要的前提，組件所采用的必須是質(zhì)量可靠的背板。居民選擇安裝太陽能發(fā)電系統(tǒng)，也力求安心使用25年，而不是使用10年之后就報(bào)廢更換。

 

 

在平價(jià)上網(wǎng)的壓力之下，光伏背板的選擇更應(yīng)該回歸初衷。太陽能背板對(duì)組件的安全性、使用壽命、降低功率衰減至關(guān)重要，背板必須具備良好的機(jī)械強(qiáng)度與韌性、耐候性、絕緣保護(hù)、水汽阻隔、耐化學(xué)腐蝕等，否則，拋開這些單純?nèi)プ非笏^環(huán)保都是空中樓閣。所謂欲速則不達(dá)，這只會(huì)對(duì)行業(yè)、對(duì)環(huán)境造成更大的傷害。

 

環(huán)境保護(hù)，人人有責(zé)，是企業(yè)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，但環(huán)保也不應(yīng)淪為某些公司攫取利益的工具。