实现太阳能光伏系统材料的循环经济需要做什么

快速增长的太阳能光伏(PV)装置引起了环境和供应链方面的关注。依靠进口太阳能组件制造的原材料以及依靠进口光伏电池和组件来满足国内需求。随着光伏需求的增长，对有价值的材料的需求也将随之增加，这是家庭再利用和循环利用的动力。

此外，到2030年，退役的PV组件在可能总计产生100万吨的废物，占世界电子废物的1%。这不仅带来了废物管理问题，还带来了材料回收和二级市场的机会。

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(Taylor Curtis)表示：“对光伏系统硬件进行负责任且具有成本效益的管理是一项重要的商业和环境考虑。“修理，再使用或回收该设备将减少对环境的不利影响，减少资源限制，并刺激经济增长。”

Curtis和NREL研究人员团队一直在领导有关如何管理退役PV模块的持续分析，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，监管机构和政策制定者。他们发布了一系列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，经济和监管因素

如今，由于当前的市场状况和监管壁垒，私营企业几乎没有动力投资于光伏回收，修复或再利用。在，只有一个制造商实施了“回收”计划，以重复使用或回收已淘汰的PV组件。虽然有越来越多的第三方回收的接受光伏组件，大多数公司仅根据硅回收散装材料，并留下高价值的材料，如银，铜，并在研究一份报告。

未来，到2030年，仅从模块中回收的光伏材料在的产业总额就可能达到6000万美元，到2050年将达到20亿美元。光伏设备的回收利用可以提高供应链的稳定性和资源安全性，降低制造成本，提高公司的绿色声誉，提供新的收入来源，增加税收优惠，并创造就业机会。

为了在新的和扩大的光伏市场机会的早期阶段帮助刺激私人投资，分析师建议政府资助的研发和分析，以缓解与重复使用和报废光伏选项相关的一些市场和监管不确定性。研发可以专注于设计更易于维修，重复使用或回收的光伏模块，以及相关的具有成本效益的服务和商业模式。

政策对于光伏循环经济也至关重要，确保安全处理，存储，处理，运输，再利用，回收和处置光伏设备。但是，NREL分析师发现，现有的互连，消防，建筑和电气法规可能会直接禁止将光伏模块或逆变器重新用于并网应用。

在，光伏设备(如预定用于资源回收的模块)通常受到与预定处置的设备相同的监管。因此，没有动机进行回收，特别是在处置成本较低的情况下。在回收或处置之前积累或存储的二手光伏设备可能被分类为固体废物或危险固体废物。废物法因管辖权而异，并规定了特定的处理，存储和运输要求。光伏设备的运输商可能要遵守运输部关于有害物质的法规，其中包含特定的包装，文件和其他与运输有关的相关要求。如果将光伏设备运往国外，则可能要遵守国际条约要求和出口法规。

根据他们的分析，NREL团队建议采用多方面的监管方法，将责任置于整个价值链中。一致，明确定义的联邦，州和地方法规可能会强制和激励二级市场。这些法律可能会禁止处置光伏组件，免除严格的法规或要求重复使用。例如，华盛顿州制定了一项政策，要求光伏制造商免费回收或回收模块，而不会给消费者带来任何成本。如果对模块进行了回收利用，则还可以在不严格的固体废物要求下对模块进行管理。

报废光伏管理的最佳实践

在研究工作的另一份报告中，NREL分析师深入研究了管理退役光伏系统的替代方案。对于每个要停用的系统，最佳选择取决于翻新或重新启动的估计成本，以及来自持续运营的预计收入。

如果系统正在运行并且没有遭受严重损坏，则可能会延长性能周期。这涉及到扩展许可证以及公用事业和互连协议。尽管此选项没有任何资本投资，但维修陈旧设备的操作和维护成本较高。

可以进行翻新，并进行详细的物理和电气检查以及必要的维修。每千瓦成本约为500美元。如果系统遭受风暴破坏，成本可能会超过每千瓦750美元。由于旧系统的零件越来越难找到，并且运营和维护提供商可能不具备与旧系统一起工作的专业知识，因此翻新工作更加困难。

某些较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更换电源。供电通常需要花费工厂总价值的80%。翻新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，公用设施互连和购电价格。

如果维修或翻新系统在经济上不可行，则退役可能是正确的选择。这需要卸下光伏组件和其他设备，并将地面或屋顶恢复到原始状态。从每千瓦300美元到每千瓦440美元不等。

税收影响也可以驱动决策，因为合同通常是结构化的，因此项目有资格获得税收抵免和折旧。

的光伏回收政策和计划的现状如何?

一个系列中的最后报告分析了联邦和州法规(现有的，正在申请和历史)，明确地址光伏组件回收在。

分析人员没有发现任何明确涉及光伏组件回收的联邦法规。但是，与报废的光伏管理相关的国家和行业主导的政策已经开始出现。这些由国家和行业主导的政策使用针对特定选项量身定制的框架，以淘汰光伏组件，从而影响太阳能价值链的不同部分。

一些州，例如新泽西州和北卡罗莱纳州，于2020年通过了法律，要求研究报废的光伏管理方案，以帮助制定有关立法或法规方面的方案。这项研究还可以提供宝贵的，可公开获得的信息，这些信息涉及与光伏回收和资源回收机会相关的成本和负债。此外，加利福尼亚州还制定了通用废物法规，该法规涉及废弃PV模块的报废管理，运输，存储，累积和处理。

截至2020年5月，夏威夷的悬而未决的立法将要求对与光伏组件回收和报废管理有关的问题进行全面研究。罗德岛州有未决的立法，如果该立法颁布，将建立光伏组件制造商的管理和回收计划。加利福尼亚州还有待定的立法，以研究和建议政策，以确保光伏组件在使用寿命结束时可以重复使用或回收。

柯蒂斯说：“太阳能光伏材料的循环经济将涉及整个价值链中的每个人，从项目所有者，金融家到制造商。” “总的来说，该行业可以确保避免像危险材料这样的责任，并且报废管理可以最大程度地提高经济价值，并尽可能减少对环境的影响。”

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