Быстрое расширение установленной мощности, приближающийся пик вывода из эксплуатации
Фотоэлектрические панели (ФЭП), которые напрямую преобразуют солнечную энергию в электричество с помощью фотоэлектрического эффекта, стали «национальной визитной карточкой» в энергетическом секторе Китая. По состоянию на конец 2023 года совокупная установленная мощность фотоэлектрических станций, подключенных к сети в Китае, достигла 608,91 ГВт, что составляет 43,5% от общемирового показателя. Прогнозируется, что к 2025 году Китай столкнется с первым пиком вывода из эксплуатации фотоэлектрических модулей, объем которого, как ожидается, достигнет 1,05 млн тонн; к 2050 году глобальный объем вывода, по оценкам, будет достигать примерно 20 млн тонн, причем доля Китая, как ожидается, составит четверть. Примечательно, что хотя теоретический срок службы фотоэлектрических модулей составляет 25–30 лет, их фактический срок службы часто составляет около 10–15 лет из-за таких факторов, как стихийные бедствия, снижение эффективности выработки электроэнергии и технологические итерации, что дополнительно ускоряет темпы вывода из эксплуатации.
Отработанные модули: двойственная природа ресурса и загрязнения
Выведенные из эксплуатации фотоэлектрические модули обладают как ресурсной ценностью, так и потенциалом загрязнения. Возьмем в качестве примера распространенные кристаллические кремниевые модули: большая часть их веса (≥93%) приходится на стекло, алюминиевые рамы и герметизирующий материал EVA. С точки зрения экономической ценности, серебро имеет наибольшую долю стоимости (примерно 44%), за ним следуют алюминиевые рамы (30,4%) и поликремний (9,5%), что указывает на значительный потенциал переработки. Однако, если с ними обращаться ненадлежащим образом, такие вещества, как свинец и олово, присутствующие в небольших количествах в модулях, могут представлять потенциальные риски для окружающей среды.
Постоянное совершенствование политики и нормативно-правовой базы, постепенное прояснение путей управления
В области экологического управления политика Китая становится все более детализированной. С 1 января 2024 года отработанные фотоэлектрические модули включены в «Каталог классификации и кодирования твердых отходов» под категорией SW17 (перерабатываемые отходы) для управления, что отличает их от более раннего подхода, ссылающегося на управление электронными отходами. Многочисленные национальные министерства и комиссии интенсивно выпустили нормативные акты. «Руководящие мнения о содействии утилизации выведенного из эксплуатации оборудования ветровой и фотоэлектрической энергетики» определяют шесть ключевых задач, включая продвижение экологичного проектирования, разъяснение ответственных субъектов за обработку (реализация расширенной ответственности производителя), обеспечение беспрепятственных каналов утилизации, совершенствование технологий переработки, планомерное продвижение ремонта и восстановления, а также усиление надзора за безопасной утилизацией.
Непрерывные усилия в области технологий переработки, на пути к индустриализации остаются вызовы
В настоящее время техническое использование отходов фотоэлектрических модулей сосредоточено главным образом на разделении многослойных, плотно соединенных конструкционных материалов и переработке элементов. Основная проблема заключается в эффективном и экономически выгодном отделении ценных материалов, таких как серебро, кремний, стекло и алюминий. Существующие технологические подходы включают физическую разборку (например, отделение алюминиевых рам и коробок соединений), термические методы (разделение ламинированных материалов) и гидрометаллургию (извлечение ценных металлов). Исследовательская группа стремится разработать полную технологическую цепочку, начиная с каскадного использования материалов (например, регенерация алюминиевых сплавов и сварочных полос) до переработки элементов (например, прямая регенерация серебряной пасты).
Однако отрасль по-прежнему сталкивается с множеством вызовов: текущая запланированная мощность переработки может не соответствовать фактическому будущему масштабу вывода из эксплуатации, стандарты доступа на рынок еще не унифицированы, зрелые коммерческие процессы и оборудование остаются недостаточными, а контроль вторичного загрязнения и затрат в процессе переработки являются ключевыми трудностями. Кроме того, необходимо дальнейшее уточнение объема каскадного использования (понижение класса) модулей и определения ответственности за безопасность.
Заключение
Перед лицом надвигающейся волны вывода из эксплуатации фотоэлектрических модулей, рынок переработки имеет огромный потенциал, но модель прибыли остается неясной, а технологические маршруты все еще находятся в стадии исследования. Под влиянием сильных государственных политик существует настоятельная необходимость углубить интеграцию «науки, образования и производства», активно развивать НИОКР ключевых технологий и строительство системы стандартов, чтобы справиться с вызовами этой новой категории твердых отходов и превратить их в новую возможность для продвижения зеленого, низкоуглеродного и циклического развития.
