太阳能光伏装置的迅速增加导致了对环境和供应链的关注。美国依靠进口太阳能组件制造的原材料和进口光伏电池和组件来满足国内需求。随着光伏需求的增加,对有价值材料的开采需求也将增加--这是国内再利用和回收的动机。


到2030年,美国退役的光伏组件的废物总量可能达到100万吨,相当于全球电子废物的1%。这不仅带来了废物管理问题,也带来了材料回收和二级市场的机会。

如何实现太阳能光伏系统材料循环经济?

"负责任和具有成本效益的光伏系统硬件管理是一个重要的商业和环境考虑因素,维修、再利用或回收这些设备将减少对环境的负面影响,减少资源限制,并刺激美国经济增长。"美国国家可再生能源实验室(NREL)的可持续发展分析师泰勒-柯蒂斯说。


柯蒂斯和NREL的一个研究团队一直在领导对如何管理即将退役的光伏组件的持续分析,以支持实验室对能源材料循环经济的愿景。该团队进行了基于法律和文献的研究,并采访了太阳能行业的利益相关者、监管者和政策制定者。他们发表了一系列NREL技术报告,缩小了光伏设备再利用和回收的选择和机会。


光伏循环经济的技术、经济和法规因素


今天,由于目前的市场条件和监管障碍,私营企业投资于光伏回收、维修或再利用的积极性不高。在美国,只有一家制造商实施了 "回收 "计划,对退役光伏组件进行再利用或回收。尽管美国有越来越多的第三方回收商接受光伏组件,但大多数公司只回收散装材料,而留下银、铜和硅等高价值材料--根据一份研究报告。


未来,到2030年,美国仅从组件中回收光伏材料的产业总额就可达6000万美元,到2050年可达20亿美元。光伏设备回收可以提高供应链的稳定性和资源安全性,降低制造成本,提升企业的绿色声誉,提供新的收入来源,增加税收优惠,并创造美国的就业机会。


为了帮助刺激私人投资在新的和扩大的光伏市场机会的早期阶段,分析师建议政府资助研发和分析,以帮助缓解与再利用和报废光伏选项相关的一些市场和监管的不确定性。研发重点可以放在设计更容易维修、再利用或回收的光伏组件,以及相关的成本效益服务和商业模式上。


政策对于光伏循环经济也是至关重要的,确保光伏设备的安全处理、存储、处理、运输、再利用、回收和处置。然而,NREL分析师发现,美国现有的互联、消防、建筑和电气法规可能会直接禁止光伏组件或逆变器并网应用的再利用。


在美国,诸如组件等用于资源回收的光伏设备通常与用于处置的设备受到相同的监管。因此,没有动力去回收,特别是当处置成本较低时。在回收或处置前累积或储存的废旧光伏设备可能会被视为固体废物或危险固体废物。


美国的废物法因司法管辖区而异,并规定了具体的处理、储存和运输要求。光伏设备的运输可能会受到美国运输部危险材料法规的约束,包括特定的包装、文件和其他与运输相关的要求。如果光伏设备被运往国外,可能会受到国际条约要求和出口法规的限制。


基于他们的分析,NREL团队建议采取多方面的监管方法,将责任放在整个价值链上。一致的、明确定义的联邦、州和地方法规可以授权和激励二级市场。这些法律可以禁止处置光伏组件,提供严格监管的豁免,或要求再利用。例如,华盛顿州有一项政策,要求光伏制造商免费回收或循环使用组件。如果组件被回收,该州还允许根据较宽松的固体废物要求对其进行监管。

如何实现太阳能光伏系统材料循环经济?

光伏报废管理的最佳做法


在另一份研究报告中,NREL分析师深入探讨了管理退役光伏系统的替代方案。每一个正在退役的系统的最佳选择是由翻新或重新发电的估计成本以及继续运营的预计收入决定的。


如果一个系统还在运行,并且没有受到大面积的损坏,那么可能会延长性能期。这涉及到延长许可证以及公用事业和互联协议。虽然这种方案没有资本投资,但修复老化设备的运行和维护成本较高。


翻新是一种选择,需要进行详细的物理和电气检查以及必要的维修。这可能需要每千瓦500美元的费用。如果一个系统遭受了暴风雨的破坏,费用可能超过每千瓦750美元。翻新是比较困难的,因为旧系统的部件越来越难找到,而且操作和维护供应商可能不具备处理旧系统的专业知识。


一些旧的光伏系统可以重新供电。这需要重新设计系统并安装新的光伏阵列和逆变器,以重建或替换电源。重新供电的成本通常为电站总价值的80%。再发电的光伏系统几乎在所有方面都是新的,可以利用现有的土地使用、许可、公用事业互连和购电价格。


如果维修或翻新系统没有经济意义,退役可能是正确的选择。这需要拆除光伏组件和其他设备,并将土地或屋顶恢复到原始状态。费用从每千瓦300美元到每千瓦440美元不等。


税收影响也会影响决策,因为合同的结构通常是为了使项目有资格获得税收抵免和折旧。


美国光伏回收政策和举措的现状如何?


该系列的最后一份报告分析了美国明确涉及光伏组件回收的联邦和州法规(现有的、待定的和历史的)。


分析师没有发现任何明确涉及光伏组件回收的联邦法规或条例。然而,与光伏组件报废管理相关的州和行业主导的政策已经开始出现。这些州和行业主导的政策使用自己的框架,为退役的光伏组件量身定做特定的方案,从而影响到太阳能价值链的不同部分。


一些州,如新泽西州和北卡罗来纳州,在2020年通过了法律,要求对报废光伏管理方案进行研究,以帮助制定立法或监管考虑的方案。这项研究还可以提供有关光伏回收和资源回收机会的成本和责任的宝贵公开信息。此外,加州已经颁布了通用的废物法规,涉及废弃光伏组件的报废管理、运输、存储、积累和处理。


截止到2020年5月,夏威夷州的立法尚未完成,要求对光伏组件回收和报废管理的相关问题进行全面研究。罗德岛州有待立法,如果颁布,将建立一个光伏组件制造商管理和回收计划。加利福尼亚州也有悬而未决的立法,以研究和建议确保光伏组件在寿命结束时重复使用或回收的政策。


太阳能光伏材料的循环经济将涉及整个价值链上的每个人,从项目业主和金融家到制造商,行业可以共同确保避免危险材料等责任,报废管理可以提取最大的经济价值,并使环境影响最小。


免责声明

我来说几句

不吐不快,我来说两句
最新评论

还没有人评论哦,抢沙发吧~