◎科技日报记者王英霞报道

◎ 策划丨赵英树、林丽君、滕吉普

宁夏大学材料与新能源学院研究生一年级马润第一次目睹“老”光伏板的现状，深深地震撼了。

“李进老师带我们巡视过不少光伏电站，光伏板经过长年风吹日晒，表面不同程度出现了热斑、蜗牛纹。”6月23日，科技日报记者马润河谈及巡视情况说，“如果热斑过多，能量就会向外辐射，穿透电池板。”

银川市第四光伏电站光伏电池板阵列。 袁红艳 摄

经过二十多年的发展，我国已经成为全球最大的光伏组件生产国和光伏发电的最大用户国。然而，我们在享受太阳能这种清洁能源的同时，有没有想过，光伏板的寿命只有25年左右？

随着光伏市场的不断扩大，国际可再生​​能源机构预测，当第一批光伏板“寿终正寝”时，中国的光伏组件也将从2025年开始大批量“退役”。

但现实情况是，废弃光伏组件回收行业尚处于起步阶段，国内从事该业务的企业还较少。

下一步该去哪里呢？这是个问题。

“这项工作不能再拖了”

在无边无际的沙漠中，或是在浩瀚的湖面上，又或是在连绵不断的群山上，从天空俯瞰，一块块横平竖直排列的光伏板组成方阵，犹如一片蓝色的海洋，在阳光下熠熠生辉，蔚为壮观。

四月，西北天气尚显寒冷。谷雨前夕，宁夏大学博士生导师、材料与新能源学院教授李进带领十二三名学生组成的科研团队，来到宁夏回族自治区一座历时约15年建成的光伏电站进行考察。

作为宁夏光伏材料重点实验室首任主任，李进近年来一直致力于太阳能电池晶体硅材料的研究，积极推动宁夏新能源、新能源材料、低碳能源技术等政策的落实。

调研团队携带太阳能光伏组件功率IV曲线测试仪、红外光谱仪、热像仪、光泽度计、分光光度计等设备，走遍天下，只为出一份高质量的调研报告。

宁夏大学科研团队考察光伏电站。

“这个工作不能再耽误了。”李金认真的说道。

2030年预计全球报废​​光伏组件约800万吨，2050年将达到8000万吨。其中，我国2030年需回收光伏组件150万吨，2050年约2000万吨。

李进告诉记者，光伏组件是光伏发电系统的核心，主要由玻璃、背板、电池、铝边框、铜焊带及接线盒等组成。各部件的玻璃、铜、铝、硅、银、镓、铟等大部分材料都可以回收利用，但含氟背板回收难度大，且有污染环境的潜在风险。

废弃的光伏电站可能造成土地浪费，对周边生态系统造成严重影响。随着我国分布式光伏应用的扩大，部分光伏组件的使用寿命可能不足25年，即便是大型光伏电站，频繁更换未达到25年寿命的光伏组件也会产生大量废弃物。

预计2027年我国光伏废弃物将达到35万-155万吨，2050年将达到3350万吨，分布在7500万亩土地上废铝合金回收处理及再利用成套技术 价值和影响，成为名副其实的“城市矿山”。以往处理废弃部件采用填埋或焚烧的方式，自然降解时间长，对环境危害大。

宁夏作为我国首批实施规模化光伏电站的省份之一，如何妥善处理退役光伏组件是宁夏面临的迫切课题。

该省地处西北内陆，风景资源丰富，大部分地区年太阳辐射总量高于/m2，年平均日照时数在2256.6～3073.7小时之间，日照百分率在52%～70%之间。

2022年12月31日，随着国家第34座宁东光伏电站成功并网，宁夏电网新能源装机容量突破3000万千瓦，达到3040万千瓦，装机占比超过50%。新能源已超越煤电成为宁夏电网第一大电源。宁夏电网也成为继青海、河北、甘肃电网之后，全国第四个新能源装机占比超过50%的省级电网。

宁夏光伏产业起步于2002年，按照光伏组件25年使用寿命估算，预计2027年光伏废弃物将迎来第一个峰值。

检查中，马润和团队成员首先用热成像系统对光伏板进行检查，看是否存在光斑聚焦现象，然后测量背板材质是聚氟乙烯还是聚氯乙烯，其功率与出厂时相比是否衰减严重，还测量了光伏板颜色变化、色散情况。

光伏板表面有很多蜗牛纹。

借助仪器看到的典型热点图片，其中明亮的点就是热点。

团队发现，这些光伏板最突出的问题是蜗牛纹，在每座电站的四个角以及每块光伏板的中间最为明显。

“蜗牛纹在电池及组件生产应用中的机理目前还不是特别清楚。”马润告诉记者，“但如果它覆盖了整个屏幕，我们检测到光伏板的性能不是很好，那么就必须更换面板。”

为什么很少有公司抓住这片“蓝海”

光伏组件退役终究会到来，已经成为行业共识，但目前国内企业对于退役光伏组件拆解回收的积极性并不高。

5月中旬，某光伏领军企业在社交媒体平台表示，正通过合资方式在美国建设5GW组件工厂，预计今年底或明年初投产。而对于光伏组件回收业务，该公司一位业务经理向记者透露，“公司早就提到过，但还没开始做这个业务。”据他介绍，国内其他几家知名光伏企业也都还没开始做这个业务。

在李津看来，这背后其实是有利益的。

以一座200万千瓦基站为例，光伏组件约500万块，重量10万吨，目前收购一块报废组件的成本约30元，如果将光伏组件有效拆解，分离出玻璃、铝、聚合物背板、硅以及银、铟、镓等稀有金属原料出售，仅原材料的价格就能卖到200多元。

“由此可以看出，回收这批光伏组件的市场价值大概有10亿元，而这些原材料经过二次加工后，可以转化为更有价值的产品。”李进指出。

宁夏大学科研团队考察光伏电站。

为什么很少有企业试图抢占这片“蓝海”呢？

“从技术上来说，他们还没有很好的储备。”上海交通大学材料科学与工程学院研究员、中国材料研究学会凝固科学与技术分会理事长、宁夏大学材料与新能源学院院长夏明旭说。

早在五六年前，夏明旭就开始关注第一批光伏组件“退役”的问题。

他认为，国内虽然也有企业从事光伏组件回收利用，但大多延续家电领域的处理方式，就是简单运回去，简单打碎后作为建筑材料、填充料等废料使用。另外，由于打碎设备较大，工作时噪音较大，粉尘污染也比较严重。

在夏明旭看来，这属于回收领域的低值利用，“作为原生材料，方法比较原始、落后。”

光伏组件拆卸难度恰恰是企业观望的原因。

“之所以没人做，是因为国内还没有成熟的拆解技术。”天元二手物资财务总监袁志武直言。

目前国内组分回收技术还不够成熟——热解化学法会造成环境污染，而常规破碎、深冷物理法得到的混合颗粒需要经过筛选过程，导致回收物料的纯度不高，特别是对最有价值的硅材料，很难提纯和高值利用。

“由于生产加工过程中使用了大量胶水、薄膜，单晶硅和多晶硅粘在一起，分解起来非常困难。”袁志武说，因此需要研究新的组件完全拆卸工艺，规避分离、提纯困难等技术难题。

困难在于，对于光伏板的报废，还没有明确的标准。

虽然工信部等八部门于2022年1月联合印发了《关于加快推进工业资源综合利用的实施方案》，但目前尚无专门针对废弃光伏组件回收处理的专项管理政策，没有合规的处理流程，很难交给第三方处理。

更为困难的是，目前还没有从源头上强制实施零部件回收的政策。

“政府还没有出台关于生产者或经营者责任的政策，这个环节完全缺失。”夏明旭指出，其后果就是大部分废弃的光伏板要么被堆放在电站，要么被当做简单垃圾处理。

高昂的运输成本也是光伏组件回收的一大障碍。有业内人士鼓励这项工作在当地开展，既有地理先决条件，又能避免大笔运输成本。但国内响应的却寥寥无几，原因很大一部分是因为光伏组件多建在西北地区或屋顶上，虽然废弃组件的处理在经济上可行，但如果考虑回收和运输，就不可行了。

这已经成为一个恶性循环。

“道路千万条，技术第一条”

如何避免组件回收成为光伏产业绿色发展的绊脚石，是摆在整个行业面前必须要回答的问题。

银川市第四光伏电站光伏电池板阵列。 袁红艳 摄

目前，我国废旧光伏组件回收行业尚处于起步阶段，面临政策法规不完善、回收成本较高、企业鱼龙混杂等问题，全国尚未形成与之相匹配的回收处置行业规模。

针对多重难点，专家呼吁尽快完善废旧光伏组件回收“1+N”政策体系，成立专门回收机构，构建回收体系。

2022年9月20日，工信部在“新时代工业和信息化发展”系列主题新闻发布会第九场上表示，要加快修订完善光伏标准体系，推动光伏组件回收、碳足迹核查等公共服务平台建设。下一步，工信部将加强行业统筹，加快推动光伏产业高质量发展。

事实上，这并不是相关部门第一次提及光伏组件回收问题。

为贯彻落实国务院《关于加快建立完善绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，工业和信息化部等部门发布《智能光伏产业创新发展行动计划（2021-2025年）》，国家发展改革委印发《循环经济发展“十四五”规划》《大宗固体废物综合利用“十四五”指导意见》《关于构建市场化绿色技术创新体系的指导意见》等政策。

夏明旭认为，当务之急是国家出台相关政策，明确生产者或经营者的责任。“就是不管你是生产者还是经营者，都要要求你把报废的光伏板回收利用，而不是直接丢在田里。”他说。

在此方面，其他国家的生产者责任延伸制度可以提供很好的借鉴。

这是在微观层面贯彻循环经济的制度设计，也是一种环境保护战略，主要通过将生产者责任延伸到产品生命周期的各个环节，特别是产品消费后的回收、再利用和最终处置来推动环境保护。

“在国内，这套制度早在家电领域就已实行，但在光伏领域还没到这个阶段。”2018年，夏明旭从上海来到宁夏打工，看着漫山遍野的光伏板，一种紧迫感突然涌上心头，他和李进决定进行探索性研究。

一旦你掌握了知识，就必须采取行动。

袁志武等企业代表坚信，“方法千万条，技术第一条”。在光伏组件回收的“最后一公里”，亟待解决的瓶颈就是技术的应用。但目前主流的回收处置方式各有优劣，技术改进刻不容缓。

但技术创新并非易事，不仅需要政策引导，也需要相关部门的支持。

当时，宁夏科技厅正在深入调研自治区重点产业发展情况，也注意到光伏产业升级带来的退役组件资源化利用问题，决定组织开展科研攻关活动，寻找解决方案。

作为中央财政支持和引导地方政府落实国家创新驱动发展战略和科技改革发展政策的一般性财政转移支付资金，中央引导地方科技发展资金项目的使命就在于此。

“当技术不明确时，企业一般不会投入太多的财力和人力去研发。我们开始通过支持高校来打破这一僵局。”宁夏科技厅资源配置与监管处副处长程磊说。

2021年，李进团队成功获批中央地方科技发展基金项目。“我们希望通过这个基金的引导带动作用，依托东西部科技合作机制，组织区域内外优秀科研团队合作，有所收获。”程雷说。

在此背景下，李进主导的退役光伏组件拆解项目应运而生。

应对拆卸和再利用的挑战

面对创新的汪洋大海，总有人勇立潮头，搏击风浪。

6月20日下午，在安徽滁州，中国光伏行业协会光伏组件回收工作组正式成立，来自行业主管部门、行业组织、光伏企业、光伏组件回收企业等200余名代表参加会议，共商光伏组件回收行业发展新思路。

在江西、河北、河南、江苏、宁夏等地，企业、高校、科研院所纷纷采取行动，抢占光伏组件回收拆解这一新兴市场。

部分已剥离的废弃光伏组件材料。科技日报记者王英霞摄

天元二手材料是国内最早研发光伏组件回收技术的公司之一废铝合金回收处理及再利用成套技术 价值和影响，其在2021年年报中表示，公司于2019年开始建设并试运行光伏组件回收示范线，并承担了“十三五”国家重点研发计划“晶体硅光伏组件回收处理成套技术与装备”项目，示范线于2022年顺利验收。

2021年12月底，天元二手材料自主开展的科技项目“晶体硅光伏组件回收产业化及设备国产化研究”顺利通过专家组验收，从而宣告我国首条组件回收中试线建成，形成闭环垂直一体化光伏产业链。

依托“十三五”国家重点研发计划项目，天元旧材成功研制出我国首条物理型晶体硅光伏组件回收处理装备生产示范线，打破了关键技术长期被国外“卡住”的局面，并在河北保定礼县智慧光伏产业园调试投入使用。

2022年，天元二手材料联合常州大学、常州工学院等高校，成功研发出全套智能拆解设备及提取工艺技术，解决退役光伏组件拆解利用中的诸多问题，目前首台设备及全自动材料分选示范线已投入使用。

既然站在了潮流前沿，就必须具备引领潮流的勇气和技巧。

在宁夏大学国家大学科技园中试基地，李金正与学生正在开展光伏组件拆解研究。

李进演示团队设计的光伏组件拆解装置。科技日报记者王英霞摄

“拆开很容易，但就像汽车、电视一样，里面拆出来的东西堆积如山，如何进行高附加值的利用，才是我们想做的事情。”李进今年已经59岁了，但他依然和年轻人一起跑来跑去。

偌大的实验室里摆满了各种设备，李锦指着其中两台，自豪地说道：“这是我们自己设计的拆卸装置，去年我们申请了四项专利。”

这两台设备，一台用类似铲子的方法，把光伏板一层层剥下来；一台用类似热刀的方法，把组件拆开，找到局部问题，然后进行优化。

目前，两台设备均已投入运行。下一步，李进计划制作一台标准部件尺寸的自动化设备，可以直接在现场将所有材料拆开，然后分开运输。

“它就像一台联合收割机，下面有不同的袋子，玻璃被剥到玻璃袋里，铝被剥到铝袋里，每一块材料都自动分拣出来，方便后续加工，实现它们的价值最大化。”李锦说着，笑得像个孩子。

看国内情况，还有一条来自大连理工大学的技术路线——将光伏材料全部粉碎，然后根据其不同的熔点进行分离。

这两所大学其实属于同一支研发团队，在东西部科技合作项目的支持下，联合上海交通大学对光伏组件拆解技术发起了攻关。

“你认为哪种方法更好？”

“我们现在还处于研究阶段，具体哪个更好，还要看以后的经济效益。”站在堆满机器、材料的实验室里，李进在回答记者提问时若有所思，“大学的使命就是提前布局基础科研，现在不是比成本、比竞争的时候，最重要的是大家齐心协力，把事情做好。”

本文图片除特别注明外，均由宁夏大学材料与新能源学院提供

科技日报、深眼工作室出品

微信编辑：刘逸阳

评论丨朱莉

终评丨王宇