中国报告大厅网讯,随着全球能源需求的增加和环境问题的日益严峻,光伏技术作为一种高效、绿色的能源发电技术,近年来得到了广泛应用。2025年,光伏组件的回收利用成为行业关注的焦点,特别是在“碳中和、碳达峰”的背景下,退役光伏组件的资源化利用具有重要的经济和环境意义。本文通过对光伏组件晶体硅回收的现状和展望进行分析,探讨不同回收方法的优缺点及其经济效益,旨在为行业的可持续发展提供参考。
《2025-2030年全球及中国晶体硅行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,近年来,光伏技术在可再生能源领域占据重要地位,其装机容量持续增长。根据国际能源署(IEA)的报告,到2026年,全球光伏装机容量将达到1.826太瓦(TW),预计到2050年将增加到14.50太瓦。随着早期安装的光伏组件逐渐达到使用寿命,退役光伏组件的处理成为一个亟待解决的问题。预计到2030年,退役光伏组件产生的固废量将达到170万至800万吨,到2050年将增加到6000万至7800万吨。面对如此庞大的退役潮,建立完整的回收产业链显得尤为重要。
晶体硅是光伏组件中的关键材料,其回收利用对于降低生产成本和减少环境影响具有重要意义。目前,晶体硅的回收方法主要包括物理方法、化学方法、热解方法以及复合方法。
(一)物理方法
物理方法是回收晶体硅片的传统方法之一,主要包括机械破碎、光纤脉冲破碎和液氮改性破碎等。这些方法简单、环保,但回收率相对较低,杂质较多。
机械破碎法:通过机械手段将光伏组件拆解,分离出晶体硅片。该方法操作简单,但回收率较低,约为48.9%,处于中试阶段。
光纤脉冲破碎法:利用光纤脉冲激光照射晶体硅片与EVA粘合界面,实现硅片的完整回收。该方法对环境友好,但回收的硅价值较低,处于实验室阶段。
液氮改性破碎法:将光伏组件浸泡在液氮中,利用冷缩现象分离各部分。该方法回收率可达72%,但只能完成初级分离,杂质较多,处于实验室阶段。
(二)化学方法
化学方法通过使用化学试剂溶解EVA层,从而回收晶体硅片。这些方法回收率高,但存在环境污染问题。
三氯乙烯法:使用三氯乙烯溶解EVA层,回收周期长,化学试剂回收成本高,处于中试阶段。
1,2-二氯苯法:使用1,2-二氯苯溶解EVA层,分离速率快,但会导致EVA过度溶胀,不利于后续回收。
蚀刻溶解法:使用硝酸和氢氧化钾等试剂去除电极和杂质,回收的硅片纯度较高,但化学试剂使用量大,处于中试阶段。
(三)热解方法
热解方法通过高温分解EVA层,实现晶体硅片的回收。这些方法回收率高,但能耗较大。
射频加热法:利用超高频振动的微波加热光伏组件,操作简单,但EVA去除不彻底,处于实验室阶段。
石英卤素灯法:通过石英卤素灯加热软化EVA层,能有效去除EVA,但对温度和操作时间要求高,处于实验室阶段。
氮气高温法:在氮气环境下高温分解EVA层,回收效率高,但冷却困难,处于实验室阶段。
电热法:通过强电流加热光伏组件,去除EVA层,回收效率达90%,但能耗高,处于实验室阶段。
(四)复合方法
复合方法结合了物理、化学和热解方法的优点,具有更高的回收效率和更低的能耗。
切割-冲液法:结合机械切割和化学溶液冲洗,回收无杂质的硅,处于实验室阶段。
微波-吸液法:利用微波增强EVA层在化学试剂中的溶胀,高效分离EVA和硅片,处于实验室阶段。
热刀法:结合机械破碎和红外辐射加热,高效分离EVA层,处于规模化应用阶段。
高温弱氧化法:在高温弱氧化条件下使用有机溶剂溶解EVA层,回收效率高,但能耗和污染问题仍需解决,处于实验室阶段。
高温溶液分离法:先使用化学试剂处理,再恒温加热,回收效率高,晶体硅行业现状分析指出,但试剂毒性问题需关注,处于实验室阶段。
EGDA渗透法:结合机械破碎、化学试剂处理和热解,回收效率高,但试剂沸点高,难以大规模应用,处于中试阶段。
根据市场调查,以回收1千瓦峰值(kWP)光伏组件晶体硅为基准,不同回收方法的成本和经济效益如下:
物理方法:回收成本为34元/kWP,经济效益为343元/kWP。
化学方法:回收成本为44元/kWP,经济效益为321元/kWP。
热解方法:回收成本为57元/kWP,经济效益为333元/kWP。
复合方法:回收成本为70元/kWP,经济效益为400元/kWP。
综合来看,复合方法虽然回收成本较高,但其回收效率高、杂质少、能耗低,经济效益显著优于传统方法。
2025年,晶体硅回收在光伏组件退役潮的背景下显得尤为重要。物理方法、化学方法和热解方法虽然各有优势,但存在回收率低、能耗高、环境污染等问题。复合方法结合了多种技术的优点,具有更高的回收效率和更低的能耗,符合可持续发展的要求。未来,随着技术的不断进步和产业链的完善,晶体硅的回收利用将为实现“碳中和、碳达峰”目标提供重要支持。