概况介绍：光伏发电中的循环经济

PVPS 任务12 光伏可持续性 事实清单 光伏循环经济 二零二四年二月 任务12经理：加文·希思，美国国家可再生能源实验室，美国埃蒂安·德拉希，道达尔能源 ，法国 延长产品及其部件的使用寿命 R3 重用 第二次顾客出于相同目的再次使用该产品 R4 维修 修复有缺陷、损坏或功能故障的组件 翻新 R5提高多组件产品的工况、质量或功能 R6 再制造 一个或多个组件被重复用于具有相同功能的产品中。 R7 再利用 将产品或其组件用于不同目的 恢复 R8 回收 产品材料回收，其中材料不保留原始结构。 R9 恢复 从产品废弃后的垃圾中回收能量 循环经济 是一个工业系统，其： 修复性：取代寿命终结的概念 再生式：转向使用可再生能源，消除废物和有毒化学品 循环经济策略 更智能的产品使用和制造 R0 拒绝 避免有毒或关键材料，消除废物 R1 重新思考 对一个产品进行设计和管理的使用强度更高 R2 减少 原生材料消耗减少和避免浪费 光伏（PV）产业尚未完全达到循环经济（CE），但它正朝着提高循环性方向发展。在改进技术的进一步发展中，应考虑所有循环经济（CE）策略及其经济、环境和政策方面。 光伏回收 PV有一个长寿命并且设计和制造光伏系统持久性的策略是upfront方法来避免浪费。尽管创新设计进入市场需要时间，但是解决方案到延长寿命在使用模块中可以应用其中，这是一种比立即回收更环保的做法。许多模块可以重用，并且有市场渠道让符合条件的模块能够安全地传递到可以再利用它们的人手中，即使它们需要维修或翻新。然而，如果模块不 能被再利用，它们可以回收的. 光伏组件可以回收。 几个国家以商业规模运营回收设施。 这些公司已经运营了很多年，并且光伏组件回收的成本已经下降。 现有回收设施可以回收PV组件材料中80至95%以上的质量，而研究正在提高回收材料的回收率和质量。 重新思考 设计 拒绝 有毒物质或废料 减少 virgin材料 使用 制造 回收 重用 扩展寿命 Remanu-发票 维修 Re-修饰 Re-目的 光伏产业中循环经济的驱动力 循环经济（CE）的驱动力源于对传统线性经济模式相关的局限性和环境后果的认识。 环境 一个CE有助于减轻环境影响在资源开采、生产过程和废物处理方面。通过闭合循环并尽可能长时间地让产品和材料保持使用状态，循环经济有助于保护自然生态系统和生物多样性。 有限资源 随着全球人口的增长和消费模式的增加，人们越来越意识到许多资源的有限性.循环经济旨在通过促进资源的有效利用和再利用来减少消耗。循环经济还有助于确保材料供应安全，并创造材料本土来源。 经济 CE实践可以提供经济和社会效益通过创造新的商业机会，激发创新，并促进国内就业增长。 1 垃圾填埋的环境效益 光伏循环经济是一种解决联合国可持续发展目标，尤其是目标12： 负责任消费和生产 保障物资供应；管理废物；提高资源效率；保持材料价值；使用更少的材料；减少温室气体、空气污染物和水排放；以及解决环境公正问题。 气候行动 2 回收材料： 玻璃硅块金属（AI，钢，Cu）特种金属 （Sn，Pb，Ag，Cu）聚合物包装（木材，纸板） 对用于未来光伏系统的大宗材料（玻璃、铝和硅）的需求预计不会引发市场动荡或供应短缺。但是： 晶体硅（c-si）模块（主要的太阳能光伏技术）：一项研究发现白银需求 在全球化石燃料减排情景下，到2050年，其占全球产出的比重可能增加到近40%。 1 黄铜矿(CdTe)薄膜光伏组件（全球第二大市场份额）：一项研究发现，到2030年及以后，全球对黄铜矿的需求可能达到或超过2018年的全球供应量。 2 循环经济有助于提升工业供应链的长期安全性、可靠性和韧性 3 社会效益 循环经济可以提高制造商的竞争力，促进经济增长，并在绿色经济中创造新的国内就业机会。 1美国能源部，能源效率与可再生能源办公室。2021年。“太阳能未来研究”。 2S.卡拉拉,P.阿尔维斯·迪亚斯,B.普拉佐塔,C.帕维尔.2020.“风能和太阳能光伏技术在转型中的原材料需求 迈向低碳能源系统”。eur30095en，欧洲联盟出版局。 光伏循环经济面临的挑战 1.成本 目前，回收成本高于填埋成本。循环经济解决方案相对较新，大多数光伏系统尚未达到寿命终点，且数量较少。需要更多经验和实验来降低成本。 2.可能的反直觉总体环境影响 在某些CE策略中，存在一些情况，其中更高的物质循环利用对环境的影响甚至比填埋还要大。主动研究可以帮助阐明这种权衡，以设计协同最优的解决方案。 3.回收过程中的挑战 光伏组件被设计用于承受严酷的环境条件，长达三十年，展示了这些设备的坚固性和耐久性。然而 ，这种耐用性在回收过程中带来了挑战。传统的回收方法通常难以e为了高效且经济地分解光伏组件，需要新的技术解决方案。针对这一挑战的商业和学术研究活动一直在稳步增加。 全球光伏产业循环经济现状 部分IEA-PVPS成员国法规 欧盟：已采用针对光伏产品的报废法规。韩国：2023年生产者责任延伸法规。 澳大利亚光伏组件预计将由“2011年产品问责法案”覆盖，此外还有各州层面的讨论。 美国：一些州存在针对光伏系统寿命终结的专门法规。 日本：没有针对光伏组件的废物监管，但是已经进行了一些回收活动和对光伏组件寿命终结管理提供支持的研发项目，现在已具备商业光伏组件回收技术。 中国回收光伏组件和报废管理相关政策法规仍在制定中。然而，ECOPV倡议于2020年初成立，旨在实现“光伏绿色供应链”。 目标 量化环境特征光伏电力，用于提高 供应链✁可持续性并与其他能源技术产生✁电力✁环境特征进行比较； 帮助改善循环性对光伏技术和材料✁理解、开发与采用，包括新型分析、跟踪立法动态以及支持技术标准✁发展； 学习和捕获光伏系统部署✁潜在协同影响在其环境和生态系统中； 区分并处理实际和感知到✁问题光伏技术✁社會及社會經濟方面对市场增长重要✁是；和 传播我们分析✁结果向技术专家、政策制定者和公众。 子任务 1.循环经济(CE) 2.生命周期评价(LCA) 3.生态系统集成光伏（EcoPV） 4.更广泛✁可持续性方面 R.Frischknecht，K.Komoto，T.Doi.2023年.\"基于热刀技术✁晶体硅光伏组件分层生命周期评估.\"IEAPVPS任务12报告T12-25:2023.ISBN978-3-907281-41-3。 K.Komoto，M.Held，C.Agraffeil，C.Alonso-Garcia，A.Danelli，J.-S.Lee，L.Fang，J.Bilbao，R.Deng，G.Heath，等.2022.“所选中欧光伏系统计划PV任务12国家✁光伏组件回收现状.”中欧光伏系统计划任务12报告T12-24:2022.ISBN978-3-907281-32-1. R.Frischknecht，L.Krebs。2022。“居民光伏系统✁资源使用足迹”。IEAPVPS任务12，IEAPVPS任务12报告T12-22：2022。ISBN978-3-907281-25-3。 G.希思，D.拉维库马拉姆，B.汉森，E.库佩茨。2022。“对锂电池和光伏模块循环经济✁关键综述——现状、挑战和机遇”。空气与废物管理协会杂志。第72卷（6）。 N.Rajagopalan，A.Smeets，K.Peeters，S.DeRegel，T.Rommens，K.Wang，P.Stolz，R.Frischknecht，G.Heath，D.Ravikumar。2021。“满足光伏系统服务寿命✁循环经济情景✁初步环境与财务可行性分析”。IEAPVPS任务12报告T12-21:2021。ISBN978-3-907281-23-9。 J.比利亚沃,G.希思,A.诺格兰,M.隆达迪,A.卡彭特,R.科克希.2021.“光伏组件设计用于回收.”IEA光伏组件系统任务12,报告T12-23:2021.国际标准书号978-3-907281-27. L.克雷布斯,R.弗里斯克内希特,P.斯托尔茨,P.辛哈.2020.“住宅光伏和电池储能系统✁环境生命周期评估.”IEA光伏与太阳电池特殊任务组第12任务报告T12-17:2020.ISBN978-3-906042-97-8. G.希思，T.西尔弗曼，M.肯普，M.德切利，T.雷莫，T.巴恩斯。2020。“支持循环经济✁光伏组件回收研发优先事项”。自然能源5，502-510（2020）。 K.Komoto，J.-S.Lee.2018.“光伏板✁生命周期管理：光伏组件回收技术✁趋势”.IEAPVPS任务12报告T12-10:2018.ISBN978-3-906042-61-9.