Подготовка к пику вывода из эксплуатации и переработки фотоэлектрических модулей 

Крыша административного центра города Хайнин в Цзясине, провинция Чжэцзян, аккуратно украшена рядами фотоэлектрических панелей, придавая ему совершенно новый облик. В сентябре прошлого года более 800 установленных там фотоэлектрических модулей мощностью 270 Вт были демонтированы и заменены новыми модулями мощностью 590 Вт, запустив первую в Чжэцзяне программу обмена фотоэлектрических модулей. Также в Цзясине, в районе Сючжоу, в этом году открылся Китайский выставочный зал переработки и утилизации фотоэлектрических элементов, где был представлен первый в мире полностью переработанный фотоэлектрический модуль, изготовленный из переработанных материалов. Его выходная мощность превышает 645 Вт.

В 200 километрах от Чанчжоу, провинция Цзянсу, на демонстрационной линии по демонтажу с использованием струйной шлифовки высокого давления компании Ruisai Environmental Protection Technology Co., Ltd., отработанные фотоэлектрические панели проходят множество процессов, таких как подготовка материала, удаление кромок и демонтаж, после чего разбираются на стеклянный шлак, серебряные хлопья и т.д. размером меньше рисового зерна. Затем они очищаются с помощью специальной технологии для повторного использования.

Моя страна может похвастаться крупнейшей в мире установленной мощностью фотоэлектрических установок, превысившей 1000 гигаватт (ГВт) к июню этого года. Старое фотоэлектрическое оборудование, исходя из своего проектного срока службы, начинает выходить из эксплуатации. Ассоциация фотоэлектрической промышленности Китая прогнозирует, что в 2025 году в моей стране начнётся вывод из эксплуатации большого количества фотоэлектрических модулей, а объём выводимых из эксплуатации модулей будет стремительно расти примерно на 30% в год в течение следующего десятилетия.

Несмотря на огромный спрос на переработку, масштабы переработки отслуживших свой срок фотоэлектрических модулей в моей стране по-прежнему недостаточны, технологии переработки всё ещё недостаточно развиты, а цепочка переработки ещё не сформирована. В «Руководящих рекомендациях по содействию переработке отслужившего свой срок ветроэнергетического и фотоэлектрического оборудования», опубликованных Национальной комиссией по развитию и реформам и шестью другими министерствами в августе 2023 года, предполагается, что к 2025 году соответствующие стандарты и правила переработки отслужившего свой срок ветроэнергетического и фотоэлектрического оборудования будут дополнительно усовершенствованы, а также будут достигнуты прорывы в ключевых технологиях переработки ресурсов.

В отличие от этой цели, опрошенные представители отрасли полагают, что в последние годы параллельно разрабатывались многочисленные технические пути переработки фотоэлектрических модулей, которые преодолевают две основные трудности: безопасность и экономичность; постепенно вводится ряд стандартов и спецификаций, которые сформируют более стандартизированную рыночную среду отрасли, но по-прежнему необходимо энергично укреплять технологические исследования и разработки, поставку производственных мощностей, компоновку сил и стандартное строительство, чтобы лучше справляться с пиковым периодом вывода из эксплуатации фотоэлектрических модулей.

Выведенное из эксплуатации фотоэлектрическое оборудование «достигает пика»

С начала века мощности солнечной энергетики в моей стране стремительно росли. В настоящее время первая партия фотоэлектрического оборудования, установленного ранее, приближается к концу своего 25-летнего проектного срока службы.

Недавняя отраслевая тенденция «повышение качества и снижение цен» ускорила модернизацию оборудования. За последние два года цена фотоэлектрических модулей снизилась с 1 юаня за ватт до 0,6 юаня, а мощность модулей увеличилась с более чем 500 до более чем 700 ватт. «Многие фотоэлектрические станции изначально планировали вывести своё оборудование из эксплуатации по окончании срока службы. Теперь, учитывая экономические, экологические, общие и долгосрочные аспекты, ранняя модернизация стала беспроигрышным вариантом», — заявил представитель Комитета по управлению Национальной высокотехнологичной зоной Цзясин-Сючжоу.

В 2024 году политика масштабного обновления оборудования и обмена потребительских товаров будет включать в себя «обновление и переработку фотоэлектрического оборудования, а также преобразование конфигурации сети фотоэлектрических станций» в рамках поддержки; в этом году «две новые» политики будут расширены и внедрены для дальнейшего содействия масштабному обновлению фотоэлектрического оборудования.

Ассоциация фотоэлектрической промышленности Китая прогнозирует, что к 2025 году совокупное количество выведенных из эксплуатации фотоэлектрических панелей по всей стране достигнет примерно 9 ГВт, при этом в этом году будет выведено из эксплуатации более 2,7 ГВт панелей, что эквивалентно примерно 210 000–270 000 тонн отходов. Центр сотрудничества по развитию отрасли переработки фотоэлектрических изделий Комитета по фотоэлектрическим технологиям Китайского альянса по зелёной цепочке поставок прогнозирует, что к 2030 году совокупное количество выведенных из эксплуатации фотоэлектрических панелей по всей стране достигнет 1 миллиона тонн, а к 2040 году — 12 миллионов тонн. При ускорении модернизации оборудования и досрочного вывода из эксплуатации совокупное количество выведенных из эксплуатации фотоэлектрических панелей по всей стране может достичь 4 миллионов тонн к 2030 году и 23 миллионов тонн к 2040 году.

Пик вывода из эксплуатации создал острую необходимость в эффективной переработке компонентов.

Эксперты отрасли объясняют, что наиболее ценные компоненты фотоэлектрических модулей сосредоточены в ламинате. Его структура напоминает «сэндвич»: центральная часть состоит преимущественно из кремниевых ячеек, по поверхности которых распределены тонкие серебряные линии сетки. Ячейки соединены медными припоями. Верхняя и нижняя поверхности ячеек покрыты пленкой, образующей объединительную плату и стекло. «Сэндвич» окружен рамкой, выполненной преимущественно из алюминия, которая обеспечивает поддержку и защиту.

«Ресурсы, содержащиеся в фотоэлектрических панелях, имеют высокую ценность для вторичной переработки», — заявил Шан Хуэйлян, заместитель председателя и генеральный секретарь Стратегического альянса по инновациям в области технологий и возобновляемых ресурсов Китая. Если бы полная переработка была возможна, моя страна могла бы извлечь из отслуживших свой срок фотоэлектрических панелей к 2030 году 1,45 миллиона тонн углеродистой стали, 1,1 миллиона тонн стекла, 540 000 тонн пластика, 260 000 тонн алюминия, 170 000 тонн меди, 50 000 тонн кремния и 550 тонн серебра. Однако эффективная переработка фотоэлектрических панелей требует высоких технических требований, включая прорывы в области безопасности и доступности.

Перерабатывайте чисто Перерабатывайте чисто

Безопасность и надёжность — важнейшие задачи в технологии переработки фотоэлектрических модулей. Фотоэлектрические модули имеют сложную конструкцию, а наиболее ценный ламинат также является наиболее сложной частью для разборки. Металлы, такие как свинец и олово в кристаллических кремниевых модулях, обладают высокой токсичностью при выщелачивании. Тонкоплёночные солнечные элементы, особенно тонкоплёночные элементы на основе теллурида кадмия, содержат большое количество тяжёлых металлов, таких как кадмий и медь. Кроме того, фтор во фторированных задних слоях, которые широко использовались в начале, может вызывать вторичное загрязнение при неправильном обращении.

Люй Фан, генеральный секретарь Центра сотрудничества по развитию индустрии переработки фотоэлектрических материалов, пояснил, что существующие технологии демонтажа фотоэлектрических модулей в основном включают физические методы, методы пиролиза и методы растворителей, каждый из которых сопряжен с риском загрязнения. Например, термическая обработка приводит к образованию вредных газов, а методы растворителей требуют надлежащей утилизации жидких отходов. «Для полной переработки ресурсов процесс переработки также должен быть «чистым»», — сказал Люй Фан.

За последние годы благодаря развитию новых технологий в различных направлениях решаются проблемы безопасности.

Опрошенные эксперты отметили постепенное развитие ряда новых экологически безопасных процессов очистки. Например, инновационная электрогидравлическая технология использует высоковольтные импульсные разряды для генерации ударных волн в воде, что позволяет добиться экологически безопасного разделения таких компонентов, как стекло и кремниевые пластины, без химического загрязнения и с низким энергопотреблением.

Соотношение цены и производительности определяет принятие рынком

Снижение затрат на переработку также является ключевой проблемой, которую пытается решить отрасль переработки фотоэлектрических модулей.

Во-первых, экономическая целесообразность самой технологии переработки. «Возьмём, к примеру, метод растворяющей химии. В процессе разборки используется большое количество химических реагентов, закупка и обработка которых обходятся дорого. Поскольку технология ещё незрелая, инвестиции высоки, а чистота переработанных материалов низкая, что снижает „рентабельность“». Лю Лиминь, заместитель генерального секретаря Центра сотрудничества по развитию индустрии переработки фотоэлектрических элементов, пояснил, что некоторые малые предприятия зарабатывают около 50 юаней за переработку стандартной фотоэлектрической панели, в то время как стоимость переработки превышает 70 юаней.

Во-вторых, ключевым фактором является экономическая целесообразность размещения мощностей по переработке. В настоящее время компании, занимающиеся технологиями переработки фотоэлектрических панелей, сосредоточены в восточном Китае, особенно в Цзянсу и Чжэцзяне. «Возить фотоэлектрические панели из других провинций нерентабельно. Например, доставка панелей из Фошаня в Цзясин обходится в десятки юаней за панель. Мы обычно принимаем партии от 500 панелей, заполняя грузовик», — сказал руководитель компании по переработке фотоэлектрических панелей в Цзясине.

«Сегодня рынок переработки отходов страдает от множества малых предприятий, которые рекламируют переработку отходов в группах в социальных сетях и аккаунтах WeChat, чтобы привлечь клиентов», — сказал Сун Дэнъюань, технический директор Yida New Energy Technology Co., Ltd. Некоторые компании, не имеющие перерабатывающих мощностей, часто прибегают к простому захоронению или сжиганию отходов. В «Белой книге по переработке и утилизации фотоэлектрических систем в Китае 2024 года» указано, что многие вышедшие из эксплуатации фотоэлектрические панели в настоящее время утилизируются путём прямого захоронения на свалках или измельчения, что приводит к низким показателям переработки.

В последние годы отрасль переработки фотоэлектрических модулей добилась значительного прогресса в совершенствовании технологий и повышении экономической эффективности. Например, производственная линия по разборке фотоэлектрических модулей методом высокотемпературного пиролиза компании Ruisai Environmental Protection, работающая без уплаты пошлин и субсидий, имеет валовую рентабельность от 10% до 30%. В провинции Цинхай, где сосредоточено большое количество подключенных к электросети фотоэлектрических электростанций, пилотная линия по переработке фотоэлектрических модулей из кристаллического кремния с высокой степенью рекуперации, построенная компанией Yellow River Upstream Hydropower Development Co., Ltd., входящей в состав Государственной энергетической инвестиционной корпорации, и защищенная правами интеллектуальной собственности, достигла возможности пакетной обработки и в этом году получила государственную сертификацию продукции, охватывающую большое количество патентов.

Опрошенные эксперты прогнозируют, что через несколько лет технология переработки фотоэлектрических модулей, которую можно будет внедрить в промышленное производство в больших масштабах, будет представлять собой синтез нескольких современных технических маршрутов с использованием наиболее экономически эффективной технологии на различных этапах переработки.

При планировании мощностей по переработке отходов нам следует задействовать рыночный механизм, изучить возможность создания различных бизнес-моделей, таких как независимая переработка, совместная переработка или доверительная переработка, а также содействовать скоординированной переработке ресурсов предприятиями верхнего и нижнего звена в цепочке фотоэлектрической промышленности.