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【光伏回收】美国废弃光伏组件回收现状及趋势介绍
时间：2022-07-18 来源：
在美国联邦政府层面，暂无专门的法律规范组件回收，与退役光伏系统回收相关的法律为1976年颁布的《资源保护和回收法案》（Resource Conservation and Recovery Act），法案对于废弃光伏组件的生产、处理、储存、回收及处置提出严格要求。下面为大家详细介绍美国光伏组件回收的现状和发展。
一、相关法规和计划
在美国，退役光伏系统中可回收及可再生利用材料潜在的经济、环境价值，使得市场监管力度、商业利润以及可持续光伏回收的关注度有所提高。
为了激励工业扩大产能管理废旧光伏的预期增长，美国各州针对光伏废弃物的法规有所增加。华盛顿州是第一个对光伏制造商的回收要求进行监管的州，而州内光伏系统的所有者无需承担额外费用。从2021年开始，加利福尼亚州实施了将退役光伏组件归类为一般废物的法规，以降低监管和废物处理的成本，从而激励国内光伏回收行业发展。伊利诺伊州、夏威夷州、亚利桑那州、北卡罗来纳州和新泽西州正在积极考虑光伏废弃物管理的政策机制。与加利福尼亚州类似，北卡罗来纳州环境质量部（Department of Environmental Quality）建议制定规则，将EOL光伏组件定义为一般废物。此外，明尼苏达州和伊利诺伊州也都在协助相关利益团体评估太阳能电池板回收政策。
目前监管发展还处在州一级，没有专门针对光伏废弃物管理的美国联邦法规。虽然光伏废弃物受《资源保护和回收法案》（Resource Conservation and Recovery Act）监管，但该法案不包含任何针对光伏废弃物的具体监管要求。
二、光伏废弃组件处理
美国晶硅和薄膜光伏组件回收商处理的规模不同，回收处理经验也有所差异。First Solar是世界上最大的光伏回收商，其薄膜CdTe光伏组件在美国的回收能力为150公吨/天。First Solar使用高价值回收工艺，从退役CdTe光伏组件中回收90%的散装（例如玻璃）和特种材料（例如CdTe半导体层）。美国还见证了c-Si光伏系统回收公司的数量在不断增加。可持续化光伏废弃物管理带来的潜在经济和环境收益促使研发资金投入，从而使得从事晶硅光伏回收的初创公司加速扩大规模。
太阳能行业协会实施了一项计划，该计划旨在汇总注册供应商的回收服务，并为太阳能行业协会成员中的光伏制造商提供低成本的回收服务。光伏回收潜在的经济机会，激励了在非光伏产品回收（如电子废物，玻璃）方面具有经验的工业企业将业务扩展到光伏废弃物管理。
三、展望
预计到2050年，美国的光伏废弃量将达到550万至1000万吨。除了文献估计之外，美国目前还未建立用于光伏废弃量预测的高质量开源数据库。这些光伏安装地理分布的数据可以帮助回收商扩大运营规模以及优化布局，从而降低运输成本。
尽管监管和商业方面取得了进展，但最近的一项研究表明，现有晶硅光伏回收技术的局限性、回收的高成本以及有限的回收能力是美国以可持续方式管理光伏废弃物的主要障碍。与碲化镉光伏回收不同，美国目前没有晶硅光伏回收商具备从退役c-Si光伏组件中回收散装和特种材料的工艺。由于不回收特种材料，光伏回收商放弃了利用回收和转售贵重材料（例如Ag）获得最大收入的机会，同时该做法也防止了铅等材料对下游环境造成潜在危害。此外，考虑到未来5年光伏废弃量的规模较小，小型硅光伏回收商的规模可能会延迟扩张。为了规范组件分类的相关协议，需要更高的监管透明度。根据现有的光伏组件毒性鉴别测试（例如：毒性特征浸出方案 toxicity characteristic leaching protocol）的结果，从退役光伏组件中获取样品的切割方法不同，结果也有所区别。毒性测试的结果决定了退役光伏组件是否被归类为危险废物。其次，考虑到危险废物的下游运输成本和填埋倾倒费高于非危险废物，一旦废弃光伏组件被确认为危险废物，c-Si光伏回收的下游处理成本也将受到影响。
为了获得退役光伏组件通用且具有代表性的毒性特征浸出方案结果，ASTM E44委员会已经研发一种用于光伏组件样品制备的方案。同时也需要额外的研发工作来确定降低硅组件回收成本的技术方案。目前的估计显示，晶硅组件回收的净成本（在考虑回收材料的经济价值后）为每块组件25至30美元，这明显高于美国填埋组件的成本。填埋退役光伏组件放弃了回收再利用贵重金属（例如：银）及能源密集型材料（例如：太阳能级硅）的机会。美国能源部制定了光伏报废行动计划，到2030年回收成本目标为150美元/吨（3美元/组件）。
此外，美国目前还缺乏关于光伏组件回收前存储时间、光伏组件的设计和材料成分以及光伏组件达到退役的关键驱动因素（例如：由于运输和安装过程中的损坏或制造缺陷而导致的早期退役）等公开数据。这些项目中的每一项都将影响回收量以及回收技术的选择。比如说，如果通过维修（例如：更换损坏的接线盒）可以解决组件中的问题，那么组件就可以继续使用，但修复后组件的安装使用还需要新的认证标准。
回收技术的选择需要考虑光伏组件中存在的危险及贵重元素，如氟和银。当使用高温光伏回收工艺时，氟化背板的存在可能需要额外的处理设备，比如需要洗涤器来管理氟的排放。光伏组件中银含量的下降将使得组件回收商回收和转售银的收入有所降低。但是对于那些较少依赖回收银元素而收益的回收商却是有利的。此外，光伏组件设计的最新进展也许可以促进高效回收，但组件的长期耐用性仍需评估。比如说无层压设计，EVA封装胶膜被边缘密封剂取代，这种设计可以促进回收利用，同时无需繁重的热化学或机械过程来消除封装剂。有关光伏组件材料和设计成分的公开数据将帮助光伏回收商更好地适应和定制回收技术，从而实现废弃光伏组件的高效回收。