回收光伏板主要的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)之一是回收價(jià)值較高的材料,如硅和銀。目前從太陽(yáng)能電池中蝕刻純硅的方法是使用氫氟酸,但氫氟酸卻具有劇毒和腐蝕性。在去年11月,印度研究人員提出了一種更、更具成本效益的配方,其中包括氫氧化鈉、硝酸和磷酸。在此基礎(chǔ)上,研究人員采用三步連續(xù)法,不僅提取了99.998%的純硅,而且還回收了銀。因此,他們估計(jì),若將他們的技術(shù)集成到1公斤太陽(yáng)能電池的回收過(guò)程中,將產(chǎn)生約185美元的利潤(rùn)。
為什么回收?qǐng)?bào)廢太陽(yáng)能電池板是很大限度提高太陽(yáng)能系統(tǒng)效率的選擇,在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的眾多好處:
1、處理和回收太陽(yáng)能電池板的環(huán)境效益:回收太陽(yáng)能電池板具有許多環(huán)境效益,它創(chuàng)造了一種有用且可持續(xù)的方法來(lái)處理已達(dá)到其壽命終點(diǎn)的面板,回收太陽(yáng)能電池板還為再利用和再加工提供了原材料;
2、回收太陽(yáng)能電池板節(jié)約成本:對(duì)于安裝人員和工程師來(lái)說(shuō),處理面板的成本可能會(huì)增加,太陽(yáng)能電池板被視為需要以特定方式處理的廢物;我們可以買走不需要的光伏組件,在整個(gè)過(guò)程中削減成本,可以為消費(fèi)者帶來(lái)便宜的組件。
光伏面板中含有少量有害物質(zhì)。這些只有在面板破裂時(shí)才會(huì)浸出-不幸的是,幾乎可以肯定的是,將面板放入垃圾填埋場(chǎng)時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。少量的毒性可以忽略不計(jì),但是當(dāng)您談?wù)摂?shù)百萬(wàn)噸的面板時(shí),污染的危險(xiǎn)就成為一個(gè)重大問(wèn)題。銀,錫和鉛(尤其是在較舊的面板中)是單晶和多晶硅面板的有害成分(估計(jì)占市場(chǎng)的50%至60%);薄膜面板中存在銦,鎵,硒,鎘,碲和鉛。
目前,面板的85%至95%可以回收再利用。某些損壞或過(guò)早失效的面板可以維修并以降低的價(jià)格在二手市場(chǎng)或發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)售,從而使那些原本無(wú)法負(fù)擔(dān)得起的人能夠使用太陽(yáng)能技術(shù)。玻璃,銅,鉛,鋁和有害的半導(dǎo)體材料可以通過(guò)對(duì)環(huán)境影響較小的機(jī)械和化學(xué)工藝混合來(lái)回收,既可以熔化回收利用,也可以作為原材料用于生產(chǎn)新產(chǎn)品。太陽(yáng)能電池板和其他電子設(shè)備,從而減少了制造過(guò)程中所包含的能量。
從太陽(yáng)能中剝離銀
在全球范圍內(nèi),近年來(lái)太陽(yáng)能電池板和鋰離子電池的使用量急劇增加。例如,2017年,全球增加了98.9GW的新太陽(yáng)能容量。
但是,太陽(yáng)能光伏板的預(yù)期壽命僅為30年。隨著吸收量的持續(xù)增長(zhǎng),隨著我們進(jìn)入2030年及以后,報(bào)廢太陽(yáng)能電池板的數(shù)量將會(huì)增加。
“報(bào)廢的光伏電池板的沉積將導(dǎo)致未來(lái)30年內(nèi)要處理的噸位激增:到2050年,全球?qū)⒂袛?shù)千萬(wàn)噸的貨物(中國(guó),美國(guó),日本,印度,德國(guó)),公司企業(yè)溝通和機(jī)構(gòu)關(guān)系說(shuō)?!霸诜▏?guó),存款已經(jīng)以每年30%到40%的速度增長(zhǎng)。2016年投放市場(chǎng)53,000噸,2017年投放市場(chǎng)84,000噸?!?
因此,到2050年,即將出現(xiàn)的大量廢物可能達(dá)到600億噸。
太陽(yáng)能電池板需求的增加一度導(dǎo)致白銀需求的增加,其中光伏電池板占白銀總消費(fèi)量的8%。這達(dá)到了2016年的峰值,當(dāng)時(shí)將8330萬(wàn)噸白銀用于太陽(yáng)能,自2002年以來(lái)增加了超過(guò)100萬(wàn)噸。
此后,其高昂的成本使公司不得不尋找替代生產(chǎn)方法。得益于噴墨和絲網(wǎng)印刷技術(shù),銀正與較便宜的金屬(如鎳)結(jié)合在一起,從而在不降低面板效率的情況下降低了技術(shù)成本。
減少鈷,降低成本
鋰離子電池也遵循類似的趨勢(shì)。隨著電動(dòng)汽車(EV)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)它們數(shù)量的增長(zhǎng),鈷的主要成分之一的價(jià)格也隨之上漲。用作正極材料的金屬價(jià)格從2017年初的每噸32,500美元增加到2018年3月的每噸81,000美元。
因此,毫不奇怪的是,制造商正在尋找替代材料來(lái)制造鋰離子電池。當(dāng)被問(wèn)及降低特斯拉鋰離子電池技術(shù)的價(jià)格時(shí),特斯拉創(chuàng)始人在今年早些時(shí)候的一次會(huì)議上對(duì)與會(huì)者說(shuō):“我們認(rèn)為我們幾乎可以使鈷變成零?!?
但是,如果沒(méi)有有價(jià)值的組件,回收鋰離子電池的經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)就會(huì)減少。目前,在美國(guó),只有不到5%的鋰離子電池被回收。傳統(tǒng)鉛酸電池可回收利用98%,因?yàn)榇蠖鄶?shù)國(guó)家普遍要求使用鉛酸蓄電池,而且鉛酸蓄電池的組件為回收公司提供了機(jī)會(huì)。此類系統(tǒng)目前尚不適合較新的系統(tǒng)。
鋰離子電池已經(jīng)在制造大量廢物,并且隨著電動(dòng)汽車等技術(shù)的增加,這種廢物將繼續(xù)增長(zhǎng)。例如,在澳大利亞,廢物量預(yù)計(jì)將以每年約20%的速度增長(zhǎng),到2036年將達(dá)到每年100,000噸。