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太陽能發(fā)電是日本可再生能源的支柱，自2012年引入FIT系統以來，因為太陽能發(fā)電綠色無污染，使得光伏發(fā)電裝置得以大規(guī)模安裝應用，久而久之就衍生出了退役及廢舊光伏組件的回收與利用問題。太陽能電池板的產品壽命約為25-30年，預計在2040年，大量光伏組件即將面臨“退役”。和其他垃圾不同，光伏組件含氟等有害物質，如不進行專業(yè)處理，有毒氣體不僅危害工作人員的身體健康，還將對周圍地區(qū)造成二次污染。在此背景下，光伏組件的回收再利用及無害化處理開始受到市場的關注。

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循環(huán)型社會是什么？

所謂循環(huán)型社會，國際層面上是指一個尊重地球與環(huán)境、對地球友好的社會，是對生產與消費模式的再塑造，蘊含了新的發(fā)展觀、價值觀、生態(tài)觀、綠色發(fā)展理念及管理方法。根據日本2000年6月頒布的《推進循環(huán)型社會形成基本法》，循環(huán)型社會即通過控制廢棄物的產生和適當的回收和處理，控制自然資源的消耗，盡可能減少環(huán)境負擔的社會。

循環(huán)型社會的原則為Reduce（減量化）、Reuse（再利用）、Recycle（再循環(huán)），簡稱“3R”。目前，日本的生活垃圾分類、回收和再利用，在世界上處于領先地位。日本對建設循環(huán)型社會所做的探索對于推動亞太地區(qū)消費模式、生產方式、生活方式的變化，甚至對于全球實現可持續(xù)發(fā)展目標都具有十分重要的意義。


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太陽能電池板回收的背景及所面臨的挑戰(zhàn)

１、回收背景

光伏發(fā)電業(yè)務與其他發(fā)電業(yè)務一樣，是一項長期業(yè)務，但另一方面，它也有一些不同于其他發(fā)電業(yè)務的特點。首先，準入門檻低，不僅傳統發(fā)電企業(yè)容易上手，其余企業(yè)也容易參與，而且在業(yè)務中途變更經營主體的情況也相對較多。其次，不同類型的太陽能電池板含有不同的有害物質。2017年2月，日本中央環(huán)境委員會指出，由于擔心面板中含有的有毒物質，需要謹慎填埋處理。2017年9月，總務省（MIC）建議有必要考慮引入安全填埋處理方法和回收系統。鑒于上述情況，未來對光伏發(fā)電設施的大規(guī)模處置普遍存在以下擔憂。

２、光伏組件回收所面臨的挑戰(zhàn)

①是否存在非法遺棄或被非法傾倒？

首先，人們對太陽能電池板能否得到妥善處理抱有疑問。安裝在建筑物內的太陽能電池板一般隨著建筑物的拆除而廢棄，在租賃土地上進行的商業(yè)太陽能發(fā)電在租賃期結束時被要求將土地恢復到原來的狀態(tài)?？杉词箻I(yè)務實際上已經結束，面板也可能被放置在原處，如果無法支付或準備回收處理的費用，廢棄的太陽能板則可能會被非法傾倒在其他土地上。


為了防止這種遺棄和非法傾倒，可以將售電收入的一部分預先留存作為回收處理等費用。然而，如下圖所示，實際上如此執(zhí)行的公司少之又少。

②是否有有害物質泄漏和擴散的危險？

根據電池板的類型，太陽能電池板含有鉛、硒和鎘等有害物質，每種都有相應的處理方法。

但是，有時由于廢棄物中含有的有害物質信息沒有傳達給廢棄物處理公司，因此無法進行適當的廢棄處理。

在某些情況下，廢物生產者不知道有危險物質存在，或者知道有危險物質存在但沒有檢查。甚至太陽能電池板制造廠商沒有主動披露相關信息。

③是否會出現處理場所短缺的情況？

自2012年日本引入FIT制度開始，光伏發(fā)電裝機規(guī)模明顯擴大且擴大速度持續(xù)提升。按公認的技術標準，光伏組件有25年左右的生命周期，預計廢舊光伏組件的報廢在2040年左右就會進入密集期，每年約為80萬噸（如果電池板鋪開，面積相當于182個天安門廣場）。據估計，在高峰期，每年產生的廢舊太陽能電池板的數量可能占到工業(yè)廢物最終處置量的6%。 這可能導致回收處理場所的暫時短缺。

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光伏組件的回收流程及回收方法

１、光伏組件的回收流程

日本的光伏組件回收流程如下圖所示。當回收廢舊的光伏組件時，需要對組件進行拆分，將鋁邊框、玻璃和接線盒部分去除，得到硅晶片。不同的部分要采用相應的回收方法。

２、光伏組件的回收方法

目前已有的成熟光伏組件回收處理技術主要有三種，包括物理分離、有機溶劑溶解法、熱處理與化學方法相結合。

①物理分離法

物理分離法是指將組件經破碎、金屬剝離、濕法冶金分離等步驟來回收金屬。實驗表明此方法僅可獲得17.4%金屬回收率。

②有機溶劑溶解法

有機溶劑溶解法是指選擇幾種有機溶劑浸泡去除背板的晶硅電池片，用有機溶劑溶解封裝材料EVA，使玻璃與電池片分離，此方法可以獲取整塊完整的電池片。


③熱處理與化學方法相結合法

熱處理與化學方法相結合法是指把去除背板的電池板放在管式爐或者馬弗爐中，將封裝材料EVA去除干凈，得到純凈的電池片，再使用化學方法把電池片表面的減反射層、銀漿和鋁去除，得到純凈的硅片。

以上方法中，無機酸和有機酸溶解只針對EVA的去除和分離，未考慮到邊框的拆除和硅晶片再利用，且剩下的廢液也難處理；而物理分離法也不夠完善，未能分離各單一的組分。光伏組件的回收處理方法仍有待探索。

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日本光伏組件回收實例

１、埼玉縣免費收集住宅太陽能電池板并將其用于回收示范項目

埼玉縣正在免費收集廢棄的住宅太陽能電池板，旨在配合日本環(huán)境省的太陽能電池板再利用和回收示范項目的開展，并呼吁住宅光伏發(fā)電用戶和拆解承包商進行合作。申請期限至2021年12月。

目前，沒有任何收集點來收集太陽能電池板，這些電池板是小型太陽能發(fā)電站（例如住宅用）零星產生的無用廢物。此外，有人指出，對于作為無用廢物產生的太陽能電池板是否可以再利用，目前尚無基本數據。

環(huán)境省正在開展一項示范項目（太陽能電池板的收集和再利用以及有色金屬的回收技術示范），旨在解決這些問題。該項目在日本第二大住宅光伏發(fā)電安裝量的埼玉縣開展了太陽能電池板收集業(yè)務，并評估了將收集的太陽能電池板用作再利用產品的可能性。其目的是研究太陽能電池板的收集、運輸、再利用和回收方面的問題。

圖片

２、丸紅公司將使用區(qū)塊鏈技術回收太陽能組件

根據環(huán)境省支持的一項計劃，日本貿易投資企業(yè)集團丸紅將與太陽能光伏制造商Next Energy合作，利用區(qū)塊鏈技術回收廢舊太陽能組件。三菱研究所還將協助這兩家公司開發(fā)和展示區(qū)塊鏈在報告和記錄廢舊太陽能組件回收再利用信息方面的潛力。這項技術可檢查太陽能組件并提供關于可追溯性和使用部件的數據，同時驗證這些數據是否曾被修改或篡改。

信息管理平臺將使妥善管理廢舊太陽能電池板的信息成為可能，預計這將有助于振興光伏組件再利用貿易、促進組件回收，從而實現原材料的循環(huán)利用和減少垃圾填埋場的廢物量。此外，使用回收的電池板來代替新的太陽能電池板，可以減少電池板生產過程中的二氧化碳排放，具有客觀的環(huán)境效益。

丸紅表示，在推進可持續(xù)發(fā)展管理的過程中，將繼續(xù)積極主動地參與包括太陽能發(fā)電在內的可再生能源發(fā)電項目，并從3R的角度出發(fā)，率先解決未來與太陽能電池板處理有關的社會問題，從而為形成循環(huán)型社會和脫碳型社會做出貢獻。

結語

綜上所述，太陽能發(fā)電作為日本乃至世界的可再生能源的中流砥柱，其廢舊光伏組件的回收與利用問題值得深思。同時，光伏組件回收不僅可以創(chuàng)造更多的就業(yè)機會，而且可以降低太陽能光伏產業(yè)對整體環(huán)境的影響。光伏組件更因其特殊性具有一定的回收難度，如何更加高效地回收再利用及無害化處理仍是接下來一段時間亟待解決的課題。

原標題：日本光伏組件回收市場現狀