随着全球对气候变化关注的加强和碳中和战略的推进,太阳能已成为全球清洁能源议程的基石。作为一种清洁的可再生能源,太阳能在能源转型中发挥着关键作用。

  • 根据 美国化学学会(ACS 出版物)全球光伏(PV)装机容量从 2010 年的 1,000 万千瓦增至 2011 年的 1,000 万千瓦。 2000 年为 4 千兆瓦2020 年 760 千兆瓦占近 占全球发电量的 4%(参考书目)
  • 根据 我们的数据世界根据 国际可再生能源机构全球累计太阳能装机容量达到 到 2023 年底达到 1,422 千兆瓦(参考书目)
  • "(《世界人权宣言》) 国际能源机构的光伏发电系统计划(IEAIEA-PVPS)报告称,到 2024全球累计太阳能发电量约为 2,246 克朗(2.25 平方英寸)(参考书目)
  • 预测 爱思唯尔 (ScienceDirect)据估计,全球太阳能装机容量将超过 到 2050 年达到 5,000 千兆瓦(参考书目)

平均运行寿命为 20  30年预计在 2000 年代安装的早期光伏系统将在 2005 年和 2006 年之间大规模退役。 2025-2035.通过 2050全球光伏废物可能超过 7 800 万公吨这给资源回收、环境管理和政策监管带来了重大挑战。 (参考书目)

太阳能电池板回收的挑战和环境风险

回收挑战

  • 复杂的结构:光伏电池板由铝合金框架、钢化玻璃、硅太阳能电池、EVA 封装材料、聚合物背板和微量贵金属(如银)组成,因此在技术上很难进行材料分离。
  • 被忽视的高价值材料:目前的大多数回收工艺只能回收铝和玻璃--约占面板质量的 80%,而银、铜和硅等有价值的材料往往在加工过程中被丢弃或丢失。
  • 紧密结合的封装材料:EVA 层是化学交联层,难以分层,使拆卸复杂化,增加了加工成本。
  • 有毒成分:遗留模块可能含有铅和镉等有害物质,如果处理不当,会对土壤和水造成污染。
  • 人工效率低:人工拆卸劳动强度大、成本高,不适合大规模作业。

 

回收率低与环境风险

  • 在美国,只有大约 10%退役的光伏电池板被回收利用,其中大部分是 填埋或焚烧.
  • 重金属沥滤未经处理的面板产生的废水会对生态环境造成长期破坏,并对人类健康构成威胁。

 

光伏组件回收利用的技术和经济瓶颈

方法 优势 局限性
机械 成本低,操作简单 分离不彻底,材料纯度低
热(热解) 有效清除封装剂 能耗高,设备密集
化学 回收率高,材料纯度高 昂贵、难以控制污染

查看方法

 

 

过程挑战与长期障碍

类别 当前问题 持续的挑战
分离过程 材料成分复杂;难以拆卸 仍然依赖人工或昂贵的精确分拣
热效率 传统设备磨损快 对大批量、高硬度模块无效
成本管理 综合成本高(拆卸、运输、分类) 利润率低;市场驱动的激励机制薄弱

研究表明,回收一个晶体硅光伏组件的成本约为 $15-45而垃圾填埋场的处理费用仅为 $1-5.缺乏经济激励措施已成为全球光伏回收系统发展的主要障碍之一。 (参考书目)

碎纸回收解决方案:碎纸回收解决方案: 双轴碎纸机

在预处理阶段,双轴粉碎机是实现高效材料回收的关键技术。

  • 高扭矩、低转速:最大限度地减少粉尘产生,降低设备磨损。
  • 多功能适应性:可粉碎多层复合结构,如玻璃、金属框架和聚合物薄膜。
  • 统一输出尺寸:促进下游分离过程,包括磁性、空气和涡流分拣。

核心设备配置

组件 功能说明
双轴碎纸机 初级粉碎粒度宽度为 40-60 毫米
智能控制系统(PLC) 自动逆转/防卡纸装置/过热
耐磨合金刀片 D2 合金钢或定制硬质合金

 

可选辅助设备(优化回收效率)

辅助设备 功能
破碎机 将材料进一步缩小至目标尺寸(10-50 毫米)
磁性分离器 提取铁磁性金属(如钢架、螺丝等)
涡流分离器 分拣有色金属(如铝、铜、银)
传送带 PVC 或金属链式;自动进料和卸料速度控制
集尘系统 防止空气污染和次生环境风险
振动筛 + 空气分级机 从玻璃中分离轻质材料(塑料、EVA 碎片

 

 

建立全球光伏回收系统的战略支柱:技术、政策与合作

随着全球太阳能行业光伏组件退役潮的到来,世界面临着紧迫的环境和资源挑战。作为一个关键的前端解决方案、 双轴碎纸机 提高加工效率,实现高价值材料的回收。各国应加强政策框架,投资回收技术,并建立健全的收集和回收系统,以充分发挥绿色能源的循环潜力。

 

补充说明

光伏组件中的可回收材料

材料成分

重量份额

可回收价值

应用/说明

玻璃 ~70% 中度 可回收为二次玻璃或建筑材料
铝制框架 ~10% 重熔后再利用;经济价值高
硅电池 ~5-6% 相对较高 高纯度硅可以提纯和重复使用
银(电极) ~0.05% 非常高 用于转售或再制造的高价值金属
铜(电线) ~1% 可通过熔炼回收
EVA/背板塑料 ~10% 有限公司 难以再利用;热回收或化学裂解
铅/镉/铬/镍 ~<0.1% 危险 不可回收;必须密封以防泄漏

 

光伏回收利用的多样化收入途径

收入来源 说明
材料销售收入 关键:铝框架(约 60-70% 的价值);次要:铜/银
政府补贴 许多国家的碳信用额或财政激励措施
企业 ESG 品牌 参与可提高制造商的 ESG 评级和绿色证书
物质循环性 回收材料可重新用于新的光伏生产(闭环)