RCR新文：经合组织国家光伏面板报废量的关键评估

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344920304626

文章导读

在过去的二十年中，全球光伏发电装机容量大幅增加，2018年光伏装机容量已达到480GW。由于经合组织国家对资源与环境保护十分重视，光伏发电设施在这些国家也获得了前所未有的发展。可以预见的是，光伏面板的报废数量将持续增加，而不合理的处置将会导致环境污染和资源浪费。有效且可持续的利用报废光伏面板需要实施经济、环境和社会效益最优化的废弃物管理策略。本研究应用数据驱动的废物估算方法核算并预测了经合组织光伏面板的报废量。该方法估算了分地区、分技术、分物质材料的光伏面板报废量，把潜在的挑战与威胁转化为增长的机会，为政府制定相应的管控政策提供了理论依据。

文章亮点

1. 到2058年，经合组织国家将产生约2900万吨光伏废弃物。

2. 光伏回收材料的毛利润估计为360-420亿美元。

3. 经合组织国家需要整体逆向物流网络设计。

4. 需要一个强大的监控系统来避免光伏废弃物的越境转移。

原文摘要

光伏面板的广泛部署导致废弃面板的数量成倍增加，这对寿命终止（EoL）光伏模块的管理形成了严峻而关键的挑战。大多数经合组织国家尚未采取必要措施来应对这一日益严峻的挑战。本文对2001年至2058年经合组织国家的光伏废物流进行了推算，该分析基于历史光伏装机量的Weibull函数，以及早期损耗和经常损耗两种未来预测情景。研究结果表明，废物的累积量为2500-2850万吨。废物流包括贱金属和特殊金属（458万吨）、其他金属（237万吨）、非金属废物（2569万吨），其中玻璃和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等分别占68％和26％。在2026年至2027年之间，有几个国家的年光伏废料最少要达到2万吨，仅这些国家就可以单独建立处理设施。但是，只有少数国家直到2032年都没有达到废物产生的最低标准，因此不得不加入其他成员国来实施联合处理方案。回收废料的总价值达到360-420亿美元，呈现出了非常好的发展前景，因此将会成为吸引各方参与的动机。最后，需要采取积极的政策和管理策略来创造新的经济发展方式，以促进回收材料市场的繁荣，从而实现环境和经济的可持续性。

图1 1990-2018年经合组织发电量年均增长率

图2 经合组织太阳能光伏板装机容量年增长量与累积增长量

图3 太阳能光伏板报废量的估算方法

图4 2001-2019年经合组织太阳能光伏板累积报废量

图5 2020-2058年经合组织太阳能光伏板累积报废量

图6 2058年报废光伏组件的材料比例

图7 2000-2018年根据OCED国家光伏装机量所核算的废物流分布

图8 通过保证处理的经济效益，估算开展回收业务的适宜时间

图9 经合组织光伏废弃物产生量及回收相关材料创造的价值

图10 光伏废弃物管理创造的就业机会(Weckend et al., 2016)

原文信息

Abstract

Rigorous deployment of photovoltaic panels has resulted in an exponential increase in the volume of discarded panels, which impose serious and crucial challenges to the management of end-of-life (EoL) PV modules. Most OECD countries have not yet taken considerable steps to tackle this growing challenge. This paper projected the PV waste stream from the year 2001 to the year 2058, based on the historical PV installation in OECD countries using Weibull function and implementation of two forecasting scenarios of early-loss and regular loss. The significance of the findings reveal that the cumulative volume of the waste is estimated to vary from 25 to 28.5 Million Tons (MT) breaking down to the major waste flow such as base and special metals (4.58 MT) and other metals (2.37 MT), followed by nonmetal waste (25.69 MT) including glass and EVA by 68% and 26% respectively. There are a few countries which meet the minimum annual PV waste of 20 Kilo Tons (KT) between 2026 and 2027 to establish the treatment business solely; however, few other countries do not meet the minimum waste generation level until 2032 and have to join other member countries to run a joined treatment program. The gross value creation of the recovered waste materials (Billion USD 36–42) disclosed a very promising vision that would be an attractive incentive to involve all parties. Finally, proactive policy and management strategy are required to create new economic avenues to prosper competitive markets on the recovered materials leading to environmental and economic sustainability.

（来源：RCR期刊）

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