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光伏含氟背板二次污染問題待解 組件回收遇技術瓶頸

2017-05-19 08:01:46 太陽能發電網
  光伏組件背板是影響投資收益的決定性因素之一。然而占據主流的含氟背板安全和去向問題,正逐漸凸顯。  2015年11月12日,杭州某組件代工企業內的員工像往常一樣結束半天的工作開始午休。然而,從午餐后開始,廠區內陸續有65名工人出現發熱、咳嗽、胸悶、頭痛及頭暈等癥狀。經過安監、環保、疾病預防控
 
  在競標過程中,杜邦集團以強勢姿態排擠競爭對手。在他們看來,實驗數據畢竟和實踐情況有區別,杜邦至少已經有25年的實踐。

  由于背板、鍍膜的業主一般是運營商,輔材招標結果往往是業主意志的體現,一位光伏電廠從業者對記者表示:“有時候,招標文件中,一般都會規定‘必須采用TPT背板’”。這樣業主有自主選擇權,確立招標細則,進而按照自己的意志來選擇供應商,一些PET、APE等不含氟背板被排除在外。

  “APE,PET的問題在于企業進入光伏行業的歷史不長,光伏組件運行的實踐性跟杜邦不能比,歷史上也沒有被大規模地使用過,沒有經過證明和驗證,業主企業擔不起這個風險。”上述業內人士表示。

  而對APE背板的境遇,荷蘭帝斯曼集團全資子公司、尚善新材料科技有限公司(以下簡稱“尚善新材料”)副總經理蔡書義能感同身受。2014年,蔡書義離開杜邦集團,創辦了尚善新材料,開始長時間的探索。后來,荷蘭帝斯曼曾秘密地對前者研發的環保型APE背板進行了長達兩年的性能測試,對該背板各項性能都非常確定之后,正式對尚善提出收購。

  相較于TPT產品,APE背板不含氟材料,在焚燒、降解處置過程中不排放含氟有毒物質,符合綠色設計要求;在生產過程中不使用熱固性膠水,符合綠色制造趨勢,利于回收再利用。

  蔡書義認為:“從運行狀況來看,APE可靠性非常好,阻水性已經達到了國內最好。” 去年下半年,獲得了隆基樂葉背板鍍膜訂單。

  不過對于整體背板而言,客戶更傾向于采購杜邦的TPT含氟材料。

  談到為何不選擇國產品牌時,帝斯曼一位負責人直言。“業主目前在選擇背板時,對APE的信心還是不足。”在種種因素的推動下,含氟背板被越來越多的利用到了光伏電站,以及未來的分布式當中。

  環保隱憂

  “在歐洲和美國不要求使用含氟背板,趨勢也是越來越少地使用含氟背板,但中國卻指定使用含氟背板。”在一次技術論證會上,中國可再生能源學會光伏專業委員會秘書長呂芳表示。

  中國光伏產能和市場容量均居世界第一,市場之大毋庸置疑。但20-30年之后面臨背板大量退役。“按照中國光伏裝機規模,中國2030年將會有70GW的組件需要回收。其中約50GW都是含氟材料。”

  不可否認,TPT背板的確在耐受性上有著良好的性能,但重視耐久性的同時,背后的環保隱憂卻一直處于“被遺忘”的角落。

  氟元素隸屬于鹵族元素,鹵族元素還包含氯、溴、碘等,1940年用人工核反應的方法制得,它們構成元素周期表的第七主族,含有劇毒。在光伏組件中,氟元素以化合物的形態存在,也就是我們常說的聚合物的一種。

  碳氟化合物具有異常堅固的化學結構,通常的掩埋處理方法會對土地造成大量污染,在組件報廢后,含氟聚合物回收再利用可能會存在一些困難。鑒于業內目前尚無有效的回收方案和技術,正如塑料袋聚苯乙烯難以降解的原理,通常的掩埋處理方法在1000年內都無法降解該成分。”


  如果填埋行不通,那么焚燒處理處置呢?

  “氟化物的毒性很大,之前已有過光伏電站著火后,救援人員產生氟化物中毒的案例。“一個家用分布式光伏板燃燒產生的氟化氫氣體呈現無色有刺激性氣味,足以致命。”一位背板供應商表示。

  2017年,被業界稱為中國分布式光伏市場啟動的真正元年,眾多光伏企業積極備戰分布式市場。從國家制定的目標來看,在2020年之前,分布式市場規模將達6000萬千瓦,是未來光伏最重要的應用市場,裝機容量前四位的江蘇、浙江、廣東和山東加起來的裝機容量已經超過了全國分布式光伏發電裝機容量的50%;而屋頂,戶用分布式將占據重要份額。

  然而另一面,全國去年發生火災31.2萬起,住宅火災傷亡最多,廠房、倉儲等場所損失較大。“大型集中電站著火了還好,因為都是在沙漠偏遠地區,那么未來這些組件走向居民、企業屋頂呢?我們的分布很多是在房前屋后,我們底下就住著人,有財產。所以一旦發生火災之后,如何去消防,目前,對建筑安全問題仍處于缺失狀態,建筑安全性在國際市場上則受到了非常多的關注。中國在光伏發生火災消防方面及我們自己是沒有相應的導則、技術規范。”呂芳表示。

  由是,含氟背板給未來分布式的發展蒙上了一層尷尬的陰影。

  即便是杜邦集團,對背板安全性仍有著較為清醒的認識。杜邦提到:“背板的研發、制造以及部件質量保障能力都非常重要,特別是對含氟背板的毒性處理。”

  但是至今,在未知的成本與技術壁壘之下,組件回收尚無一種環保、安全的回收途徑,這也是光伏產業無法回避的困擾。
 

作者:閆笑煒 來源:能源雜志 責任編輯:wutongyufg

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