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退役光伏组件拆解如何走向智能化高值化利用

科技日报发布时间:2022-11-15 00:00:00

  11月13日,科技日报记者从常州高新区科技局了解到,常州瑞赛环保科技有限与常州大学、常州工学院等合作,针对退役光伏组件拆解利用中等诸多问题,建立协同创新团队,在行业协会、江苏科技专项、常州“龙城英才”计划、金融机构等支持下,开展联合研究与攻关,成功研发出成套拆解智能装备与提取工艺技术,目前首条拆解智能装备与全自动物料分选示范线已投用。这将为推动绿色能源可持续发展、实现“双碳”目标提供重要的国产化装备技术支撑。

  光伏组件物料无法自然降解,导致土壤和水源严重污染

  经过二十多年发展,我国已经成为全球最大的光伏组件生产国和全球最大的光伏发电应用国家。2020年,新增光伏装机容量为48.2GW,累计光伏装机容量达253.4GW。

  常州工学院相关专家介绍,典型光伏组件结构由层压件和层压件上的外设两大部分组成,其中层压件由钢化玻璃基板、电池片、背板、焊带,通过EVA胶膜层压而成,外设部件包括光伏板铝边框、接线盒、角码等。光伏组件的设计使用寿命是25年左右。当光伏组件报废后,所有物料无法自然降解,会产生大量固废垃圾,其中,EVA、氟膜及重金属还会导致土壤和水源严重污染。

  据国际可再生能源机构预测:中国退役光伏组件从目前开始逐年增长,2025年起开始面临大批量的退役光伏组件产生,截至2030年报废光伏组件将累计达到150万吨左右,在2060年前,中国光伏组件报废量将以每年30%的速度增长。

  “目前,国外对报废光伏组件处置大部分方法都集中在电池片和玻璃及背板分离,主要方法有无机酸溶解法,有机溶剂溶解法、热处理法、物理破碎分选等。但从处理效果来说,在报废光伏组件拆解及再生利用方面,还存在能耗高、污染大、效率低、材料回收率低、高值化利用少的问题。”常州瑞赛环保科技有限副总经理庄虎梁说。

  在江苏理工学院校城融合工作办公室主任杨文生看来,随着退役光伏组件量逐年上升,开展报废光伏组件绿色拆解与高值化再生利用,加快研制智能拆解及高值化利用装备与技术意义重大,事关光伏产业可持续发展,将会产生显著的经济效益和社会效益。

  报废光伏组件拆解准入“门槛低”,技术标准不可忽视

  常州大学相关科研团队专家介绍,“十三五”期间,我国在国家重点专项可再生能源与氢能技术领域资助了晶硅光伏组件回收处理成套技术和装备项目。该项目采用热刀法技术、热解法技术对光伏组件进行拆解与分离,对于拆解后物料的高值化利用,还需进行系统研究。

  “6年来,我们联合多所高校组成协同攻关团队,在江苏省科技厅重大科技专项、交通银行(4.600,0.00,0.00%)常州兰陵支行等支持下,投资1500多万元,系统开展报废光伏组件智能拆解装备、关键工艺技术、物件拆解标准、排放协同处置、测试检验等方面的研究,取得了多方面突破。”庄虎梁说。

  “传统物理法拆解工艺,往往需要将物料进行整体粉碎后再进行分选,而一旦物料整体粉碎后,分选得到的物料纯度就比较低,从而导致材料无法高值化利用。我们研发出的高压研磨拆解工艺,可以实现退役光伏组件的柔性拆解,将光伏焊带整条分离出,这样就大大降低了其他物料中的金属杂质含量。并且拆解全过程不使用高温及化学试剂,无废水废气排放,也是高压研磨拆解工艺的优势。”庄虎梁说。

  去年以来,常州瑞赛环保科技有限在中国再生资源产业技术创新战略联盟和常州高新区重点支持下,重点建设的成套拆解智能装备与全自动物料分选示范线,目前已形成年处理2000吨能力,今年可新增产值3000万元。其中,物料回收率达99%;物料可再生利用率达97%。

  中国光伏回收产业合作发展中心相关专家认为,退役光伏组件回收处置及再利用是新兴产业,但存在着准入“门槛低”和标准缺失的问题。下一步,要出台和完善鼓励行业创新的专项政策、加快关键技术标准的制定,注重推广新装备、新工艺,引导企业加快转型升级,推动行业向绿色化、智能化、数字化、标准化、高端化有序健康发展。(来源:科技日报)

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