一篇看懂!光伏组件回收超全科普
组件回收是光伏产业链上的最后一环,也被视为整个光伏绿色产业链的“最后一公里”。
随着光伏发电的大规模利用, 退役和废旧光伏组件的回收利用 成为越来越突出问题,同时也为行业带来了巨大的新商机。如今,这一新兴产业已经处于爆发的前夕。
一、组件回收——必要性与紧迫性并存
随着全球环境恶化和能源危机的日益加剧,碳达峰、碳中和已成为全球的共识,光伏新能源作为各国实现气候目标的重要途径之一,装机容量更是快速增长。
2021年,全球新增光伏装机量达到183GW,同比增长30%以上。据BNEF彭博新能源财经预计,到2030年这一数字将增加到334GW。我国作为光伏产业发展最成熟的国家,光伏发电累计装机容量已超过200GW,预计2030年新增装机水平将达到105GW~128GW。
未来光伏发电的装机规模,无疑将由“GW时代”跨越至“TW时代”。
但与此同时,光伏发电的大规模应用,却不可避免地衍生出了废旧光伏组件的回收问题。
据国际能源机构一组预测数据显示,2030年,全球光伏组件回收将达800万吨左右,迎来回收大潮。2050年,全球则会有将近8000万吨的光伏组件进入回收阶段。
其中, 中国将在2030年面临需要回收达150万吨的光伏组件,在2050年将达到约2000万吨,是埃菲尔铁塔重量的2000倍。
如此大量的废旧光伏组件如果处理不当,给环境、社会带来不良影响无疑将不可小觑。
但如果处理得当,则不仅可以助力资源的循环再利用,缓解资源短缺,还能够培育新兴产业,创造更多就业价值,同时真正实现光伏全生命周期的绿色发展,促进光伏产业的可持续发展。
组件回收必要性与紧迫性并存,但当前组件回收工作仍然面临着诸多挑战。
二、组件回收目前面临的难点有哪些?
1、非法遗弃和非法倾倒
安装在建筑物屋顶上的分布式光伏电站,往往会随着建筑物的拆除而废弃。在土地上搭建的地面电站则可能随着土地租赁到期被拆掉,如果业主无法支付或准备回收处理的费用,那么废弃的组件很可能会被放置在原处,或者被非法倾倒在其他土地上。
2、有害物质泄漏和扩散的潜在威胁
实际上,大多数废弃光伏电池板件的归宿是被当做废品卖到废品回收站。
我们知道,根据电池板的类型,太阳能电池板含有铅、硒和镉等有害物质。当电池板被卖到废品回收站后,很少有人知道其中有这么多有害物质,也就很少会进行适当的废弃处理。
3、处理场所短缺
以日本为例,自2012年日本引入FIT(可再生能源固定价格收购)制度开始,光伏发电装机规模明显扩大且扩大速度持续提升。按照光伏组件25年的生命周期来计算,预计会在2040年左右进入密集报废期,每年约产生80万吨的废弃光伏电池板。如果把这些电池板铺开, 面积相当于182个天安门广场, 高峰期可能导致回收处理场所的暂时短缺。
4、技术难点
目前已有的成熟光伏组件回收处理技术主要有三种,包括 物理分离、有机溶剂溶解法、热处理与化学方法相结合。
①物理分离法
物理分离法是指将组件经破碎、金属剥离、湿法冶金分离等步骤来回收金属。实验表明此方法仅可获得17.4%金属回收率。
②有机溶剂溶解法
有机溶剂溶解法是指选择几种有机溶剂浸泡去除背板的晶硅电池片,用有机溶剂溶解封装材料EVA,使玻璃与电池片分离,此方法可以获取整块完整的电池片。
③热处理与化学方法相结合法
热处理与化学方法相结合法是指把去除背板的电池板放在管式炉或者马弗炉中,将封装材料EVA去除干净,得到纯净的电池片,再使用化学方法把电池片表面的减反射层、银浆和铝去除,得到纯净的硅片。
以上方法中,无机酸和有机酸溶解只针对EVA的去除和分离,未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用,且剩下的废液也难处理;而物理分离法也不够完善,未能分离各单一的组分。同时,对含氟背板的回收问题,也是一个难点。我国光伏退役回收工作的重要参与者、带头人,中国科学院电工研究所高级工程师吕芳表示:“过去90%的光伏组件背板是含氟背板,不能烧、埋,否则会带来不可逆的环境污染,对人体也有重大危害。”
光伏组件的回收处理方法仍有待探索。
5、高成本
无锡尚德总裁何双权曾发文指出,目前很大一部分组件建于偏僻的西北地区或位于屋顶之上,增加了运输成本,同时需要购置专门的回收设备与相关材料,加上技术尚不成熟,投资消耗较大,回收物质的纯度却不高,以及尚未形成大规模的操作形式,因此 光伏组件回收成本仍高。
高成本仍是光伏组件回收市场难以回避的一个“门槛”。
三、光伏组件回收正呈产业化趋势
尽管光伏组件回收还面临着诸多棘手难题,但光伏的飞速发展和大规模应用,正为这一新兴产业的诞生和发展不断添火。
过去数年,韩国、日本和来自欧盟的一些国家在光伏组件回收产业化问题上一直积极布局。
欧盟于2014年正式将光伏组件纳入“报废电子电气设备指令”,还通过“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”回收组织负责处理废旧光伏组件。2017年,又进一步颁布了针对光伏组件回收的欧盟标准,并建设了化学法示范线和物理法/化学法综合示范线。
2018年, 法国建立了世界首个光伏组件回收工厂 ,对光伏组件材料的回收利用率超95%;
2021年,澳大利亚正式批准Clive Fleming成立澳洲首家光伏组件回收工厂Claiming PV,尚德、阿特斯、英利、韩华等公司参与技术支持;
在国内,光伏组件回收发展起步于“十二五”规划,依托于科技部“863”课题计划,经历了长达10年的实验室研究,在技术上可与国外并驾齐驱。
2019年4月,国家科技部的国家重点研发计划可再生能源和氢能技术重点专项“成套技术和装备项目”开始实施,英利集团、晶科能源等13家光伏企业联手中国科学院等众多科研院所,针对光伏组件的回收技术、关键装备研制、回收处理示范线、回收标准体系和监管机制,积极展开探索。
同时,自2017年起,国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司(以下简称“黄河公司”)还率先自主开展光伏组件环保处理、回收的关键技术和装备的研究。截止2021年12月底, 黄河公司已建成我国首条组件回收中试线 ,闭环形成多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价及组件回收的垂直一体化光伏全产业链。
三、亟待更多力量的加入
中国科学院电工研究所高级工程师、中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳表示:“未来,光伏组件回收将成为光伏产业链的新产业增长点,必然会有人进入,不管是资本方还是工业界等都会进入。”而当前国内光伏组件回收技术正是需要“百花齐放”。
期待未来随着更多力量的加入,如何低成本地实现光伏废弃组件的回收利用和无害化处理等一系列问题,都能够得到逐一破解,真正实现光伏全生命周期的绿色发展,实现光伏产业的可持续发展。
N型技术市场趋势
相信大家对传统P型电池技术并不陌生,得益于单晶硅片的大规模推广,设备国产化快速提升等因素,自2017年起PERC电池技术得以迅速推广和应用,该技术制造工艺简单、生产成本低,可结合选择性发射技术提升电池转换效率,为目前主流组件厂家普遍使用的电池技术。
然而,从目前技术发展状况来看,PERC电池的效率已逼近极限24.5%,其成本下降也速度也有所放缓。与此同时,新的电池片技术正在快速发展,目前N型电池最有望接替P型电池,成为下一代主流技术。
现阶段N型电池技术分类如下图所示,其中,又以TOPCon和HIT为目前N型技术路线的关注焦点。
传统的P型电池使用硼掺杂的硅片基底,初始光照后容易形成硼-氧对,在硅片基底中捕获电子以形成复合中心,从而导致光致衰减,而N型电池硅片基底掺磷,几乎没有硼-氧对形成的复合中心损失,光致衰减得到了极大优化。在此基础上 ,以TOPCon技术为例,隧穿氧化层的结构进一步降低了多少子表面复合速率,极大地优化了电池转换效率,其上限可达到28.2%~28.7%。
TOPCon电池应用了前沿高效钝化接触技术 ,在电池背面升级使用了 微纳米隧穿氧化层 和载流子选择性 微晶硅薄膜的叠层功能 结构。该创新结构展现了钝化性能和导电性能的双向提升,带来了电池转化效率和发电表现的提升显著。 N型TOPCon电池在量产环境下最高效率接近25%, 具有广阔的应用前景。
简而言之,TOPCon与HIT实现效率提升的方式都是 通过钝化 ,降低多少子表面复合速率,不过前者通过 隧穿氧化层 ,HIT通过 沉积非晶硅薄膜 ,方式的差异导致了各自工艺的差别,从而导致 两者商业化成本 的差值。
新形势下提高土地资源利用率,是我们设计优化和选型新的关注点。 度电成本下降驱动市场需求-高功率高效率组件成趋势,N型对项目降本效果明显。
晶科能源高效N型单晶硅单结电池技术在权威第三方测试认证机构日本JET检测实验室标定全面积电池最高转化效率达到25.4%,创造了新的大面积N型单晶钝化接触(TOPCon)电池转化效率世界纪录。从目前看, N型 TOPCon将率先在量产效率、成本控制和市场份额上取得明显优势 ,高效N型产品将加速新能源大基地项目高质量落地。长远来看,TOPCon电池处于高速发展期,其效率的不断提高会不断拉大NP型组件的功率差异,工艺的优化,新型技术的应用亦会不断扩大其在成本端的优势。
TOPCon电池技术 ,是由德国Fraunhofer太阳能研究所提出的一种新型 钝化接触太阳能电池 ,其结构如下图所示, 钝化 为决定电池最大效率的关键技术。
Tiger Neo
非凡N型,闪耀登场
相较于传统PERC组件70%的双面率, 晶科N型Topcon组件优化双面率至85% , 根据理论公式计算,在标准工况及平均地面反射条件下,传统PERC组件因双面率带来的发电增益约为9.45%,而 Tiger Neo组件15%的双面率提升,使得双面增益在原有的基础上又有2%左右的提升。
双面率提升导致的发电增益对比:
PERC: BSI*Bifi(70%)≈9.45%
HOT: BSI*Bifi (85%)≈11.48%
P综合功率=P正面*(1+BSI * Bifi)
*Bifi:组件双面率
*BSI:双面应力环境辐照系数
(取决于实际辐照情况及地面反射率)
相较于传统PERC组件, N型组件功率质保可达30年,首年衰减小于1% ,保证30年后输出功率 不低于原始输出功率的87.40% 。
温度系数
P型组件的温度系数为-0.35%/℃, N型Topcon组件优化温度系数至-0.30%/℃ ,在高温环境下 发电量尤为突出 。
输出功率随温度升高而降低 , 晶科N型 温度系数优于PERC(平均提升0.75%) ;
相同的外部环境,Tiger Neo日均工作温度低于PERC(>1 ℃ ), 热损降低 ;
Tiger Neo在 高温地区带来更多发电量 (~2%较P型)。
Tiger Neo系列产品
价值分析
1.系统优势分析
2. LCOE优势分析
晶科推出的Tiger Neo N型组件最高功率较P型,可提升15-20W的功率。这样的功率提升,极大的颠覆了大众对普通P型组件在系统端的想象,尤其是在使用跟踪支架的项目中。
●初始成本分析
以内蒙古200MW直流电站为例,对比182-N型-605W组件和210-P型-660W组件,前者由于其尺寸大小优势,在单个支架上能比210串接更多串数,单个支架总功率遥遥领先。无论是从原来的3串vs2串方案,还是更新后的4串vs3串方案来看,在使用182 Tiger Neo系列组件的地面电站项目中,所需支架数目均有所减少,BOS成本和线缆成本也都大幅降低。
与此同时,N型组件的高效率也使得土地租赁费用下降。上述两点使得系统BOS下降近1.18%。更值得关注的一点是,Tiger Neo系列组件以其超高效率,在全年发电量上也占优,实现全生命周期内能实现更高的发电量输出。
●发电量分析
在内蒙古阿拉善地区,从春天开始,N型组件的发电量优势逐渐凸显,并在夏季6-7月份 ,N型与P型的发电量的差值达到最大,其值为5.1%,N型比P型全年发电量总差距约12096MWh 。
海外电站分析
本次经济性分析分别选择了沙特阿拉伯和西班牙两个地区2P跟踪支架项目进行对比。沙特位于北纬20-30°西亚地区的阿拉伯半岛,日照条件充足,平均日照量达到2200千瓦时/平方米,是众多太阳能发电站的选址地;同时,沙特具备了许多支持太阳能入网的技术专长和基础设施。沙特项目另一个显著的特点是属于高海运费项目,在本案例中,海运物流成本以7189USD/集装箱进行计算。西班牙在太阳能发电领域也位居世界前列,是光伏电池和太阳能电池板工业的制造中心,在本次经济性分析中,西班牙项目属于中高海运费项目,海运物流成本以6000USD/集装箱进行计算。
在沙特阿拉伯2P跟踪支架项目中,182N-72组件与210P-60和210P-66相比,由于其优异的尺寸,在初始投资中最大程度节省了支架成本和线缆成本,而这部分成本降低,给BOS分别带来了2.8%和0.4%的下降。同时,182N-72凭借其出色的光电转换效率,良好的光衰性能,和更长生命周期的质保,使得全生命周期总发电量输出大大提高,这也使得182N-72在与210P-60及210P-66的LCOE对比中凸显龙头优势,LCOE分别降低6.2%及4.94%。而在西班牙2P跟踪支架项目中,182N-78组件与210P-60和210P-66的对比也依然优势喜人,在BOS别降低2.65%和0.37%的同时,LCOE分别有4.78%和3.84%的降低。
值得注意的是,182N型组件(无论是72片还是78片),相比210P型组件, 在中高海运费的案例中均能彰显其卓越优势。 在相同的贸易路线下,210P型组件装箱方案带来的总装车功率均小于182N型组件,使得210P型组件海运单瓦成本丧失竞争力。与此同时,210大功率组件在搬运过程中所需使用的特殊支持设备费用及人工费用也均高于182N型组件,使得系统BOS进一步升高。在上述经济性测算和案例分析中, 210大功率组件搬运所需的额外支持设备费用和人工费用尚未计入在内,因此,实际BOS与LCOE差距则更大。
综上,1 82N型组件具有更为优良的尺寸 , 卓越的装车总功率和便捷的拆装搬运特性,在当前国际物流成本居高不下的现实条件中,独占鳌头。 而182N型组件也凭借其更低的LCOE成为客户投资的不二之选。
不差钱的,直接一流的组件,如:天合、阿特斯、晶科、晶澳等。性价比高一点的,可以选择二流的组件。缺钱但又想买好的,选择三流的也可以,只要能发电就行。
个人经验:买组件、逆变器等,就像买汽车和手机一样。流程也差不多,关键是后续的维护和保养。比如手机:现在有钱,直接苹果7,用2-3年没问题,每年1-2千元;现在钱不多,买个小米、魅族也不差,用1-2年,每年也是1-2千元。举的例子虽然不太对,但可以供您参考。
一、光伏发电系统工作原理:
高性能的太阳能电池组件通过支架被集中安装在屋顶上,经过串联并联后组成太阳能电池方阵,太阳能电池方阵吸收太阳光,产生直流电,经过光伏逆变器后转化为可供家里使用的交流电,上传电网。
二、系统构成:
主要有:光伏组件、逆变器、支架、直流线缆、交流线缆、补贴电表、双向电表
三、市场价格:
光伏系统的市场价一般在8-12元每瓦。一般家庭安装5KW的太阳能发电系统,造价大约在4-6万元左右。
四、家庭光伏发电的收益包括三部分:
1、补贴赚钱:国家补贴0.42元/度+省级补贴+市县补贴(各地略有不同),不论是自己用了还是卖了,只要发的电都有补贴。
2、节省电费:发电自己用,不用交电费,等于赚钱了。
3、卖电赚钱:用不完的电卖给国家,卖电价格按照当地燃煤脱硫机组标杆电价0.56元/度左右。(各地电价略有不同)。
只要生产用的电池片效率高、材料好,许多工厂做出的电池板都很不错,当然,即使是国内出名的大公司有时也会因为材料问题做出的产品不合格,这个没有绝对的。
无锡尚德、河北天威英利、常州天合、江苏林洋等等
,这些都是国内一线的太阳能组件工厂。
要是单一的电池片,在中国来说还是台湾茂迪的最好,尚德虽然是国内最大太阳能企业,但是他们最好的电池片都是自己用,外卖的都是他们筛选过的。
上面的~~~
我就是扬州的,扬州有
塞维LEK?
就算有
也应该是LDK吧,那是江西LDK~~
做多晶的~~~别乱说,扬州目前比较大的就是:尚德(扬州)、天威(扬州)
分公司。
像什么天华、星火··都是小企业~~
还有,今年光伏组件出口的A级货才卖14.5-15.5RMB/W(含税价)
B级一般就12RMB/W左右
,不知道你的B级15左右怎么来的,你要是想要我12一W
大量卖你:)
晶科能源在全球光伏企业综合实力能排到前三
Photon组件测试排名全球第二
普华永道全球太阳能产业可持续发展指数排名第四
彭博财经评定为全球一
作为国家新兴产业创新领军者,晶科能源不断突破技术瓶颈、产品效率连续打破世界纪录。聚合全球智慧,为了共同的低碳目标,一步步探寻清洁能源可持续的技术革新,和可复制的落地路径。
晶科能源公司的使命:改变能源结构,承担未来责任。
晶科能源公司的愿景:提供清洁能源整体解决方案,成为行业标杆。
晶科能源公司的核心价值观:以客户为中心,以贡献者为本,持续对标创新,坚持务实笃行。
晶科能源公司的经营理念:客户价值、客户信任, 成就员工、回馈股东, 生产绿色、绿色生产, 取之社会,用之社会。
晶科能源公司的行为准则:公平、责任、务实、超越。
国家能源局发布的《2022年一季度光伏发电建设运行情况》显示,一季度全国光伏发电新增装机13.21 GW,同比增长近1.5倍。其中,地面电站新增4.34 GW,分布式光伏8.87 GW。
海外市场同样火热,疫情并未影响国内光伏组件出口增长势头。海关总署公布的数据显示,一季度国内光伏组件出口量达41.3 GW,同比增长109%。
据PV InfoLink统计图表,1-3月,中国单月组件出口均较去年同期有大幅提高,同比增长率分别为115%、125%和97%。
图片来源:PV InfoLink
组件是国内光伏行业最为主要的出口环节。一季度海外需求提升,也促使国内光伏组件龙头出货量及业绩上涨。
全球前六大光伏组件龙头均在中国,分别为隆基绿能(原隆基股份,601012.SH)、天合光能(688599.SH)、晶澳科技(002459.SZ)、晶科能源(688223.SH)、阿特斯(CSIQ.US)和东方日升(300118.SZ)。
数据来源:2021年各公司财报 制图:马悦然
这些海外市场火爆
据界面新闻统计,海外收入已成为这六大组件龙头的重要营收来源。除隆基绿能外,其他五家组件制造商去年海外收入均超过总营收的一半。阿特斯未披露具体数据,但从往年数据来看,其海外收入比重或继续超过80%;晶科能源海外营收比重达78%。
今年一季度,六大组件龙头的营收和净利均实现正向增长。其中,晶澳科技和东方日升净利幅度最大,分别同比提升378.27%和280.59%。
制图:马悦然
各组件商出货量排名在一季度发生较大变化,其中最亮眼的当属晶科能源。
该公司以单季8.03 GW的出货量,重返全球第一。至此,晶科能源全球累计出货量达100 GW,成为历史上首个达到此成就的光伏企业。
对于公司一季度排名逆袭,晶科能源副总裁钱晶对界面新闻表示,这主要因公司响应了超预期爆发的海外需求,在欧洲、南亚、拉美等市场及国内市场取得较高的出货份额。
今年一季度,欧洲市场约占晶科能源全球出货量的四分之一。去年,其欧洲市场占比不到20%。
与此同时,由于印度太阳能电池和组件基本关税政策(BCD)将在4月1日生效等因素,晶科能源一季度在印度市场的出货量出现爆发式增长,在印度的市场份额排名第一。
晶澳科技副总裁祝道诚也肯定了印度市场对晶澳科技的业绩贡献。
祝道诚对界面新闻表示,今年一季度,光伏市场打破了以往因天气寒冷造成的淡季规律。目前海外市场呈现印度和欧洲明显增长、亚太地区稳步增长的态势;在国内,分布式和户用系统则成为新的装机增长点。
据中国光伏协会的统计数据,去年国内光伏组件出口市场中,荷兰、巴西、印度市场份额增长明显,分别占组件出口额的24.3%、12.2%和10.3%。欧洲、亚洲和美洲,也因此成为中国组件三大主要出口市场。
2021年中国光伏产品出口数据 图片来源:中国光伏协会
今年一季度,欧洲继续延续高增长态势。随着俄乌两国爆发冲突,欧洲各国愈发重视自身能源独立性,加快转型新能源以摆脱对传统能源的依赖。例如德国,已宣布将100%可再生能源的目标提前至2035年,较原计划快了五年。
此外,拉美等市场需求也在增长。今年年1月,巴西颁布法律,引入分布式发电和净计量新规则,一定程度上利好光伏。
东方日升市场总监庄英宏对界面新闻表示,一季度该公司在巴西出口量最大,从巴西辐射至整个南美洲,成为主力市场。
与晶科、晶澳不同,东方日升更愿意追求欧美市场的更高利润,正在有意退出印度市场。庄英宏称,组件在印度市场的利润率较欧美地区低。
高增长背后的挑战
自2020年新冠疫情爆发以来,对社会各行各业造成巨大冲击,中国光伏行业也不例外。这主要集中体现在物流、供应链等问题上。
去年,国际集装箱海运市场运力供需失衡,海运多个环节价格高涨,这给组件公司带来成本压力。
钱晶表示,晶科能源采取的措施是,通过与头部船司签署协议,获取相较于市场更具竞争力的船约价格。
“预计二、三季度海运运费略有下降,但不会有太大改观。”祝道诚表示,晶澳科技一直在与客户做透明沟通,协调定舱,或与船公司签订长期锁定协议,尽可能降低成本。
据庄英宏介绍,东方日升在物流端的措施,主要集中在更改欧洲部分海航航线,以及锁定船只等。此外,也有部分产品利用了中国到欧洲的铁路,改用陆地运输。
今年以来,国内疫情多发,尤其3月以来,长三角整体陆路运力下降,影响各产品交付时效。
钱晶对此表示,晶科能源在疫情初期就进行了相应的生产物资储备,开展生产闭环管理,未曾发生停工情况。
在国内物流方面,晶科能源采用了多种运输线路,协调供应商和运输资源保障,并开展了车队自提等措施。
“疫情影响总体偏短期,且可控。”钱晶称。
晶澳科技则更多利用了其在国内不同地区设厂的优势。据祝道诚介绍,一季度疫情爆发,晶澳在江、浙、沪、皖四个省份的工厂,根据不同疫情条件开工、调配,遇到问题时积极与相关政府沟通,以最大努力降低影响。