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最新!韦伯咨询:2024年中国光伏组件回收行业专题调研与深度分析报告(多图)

作者:韦伯咨询发布时间:2024-10-25

一、光伏组件回收行业背景

1、光伏组件的构成与应用

光伏组件,又称太阳电池组件或PV模块,是一种将光能直接转换成电能的装置。

光伏组件的核心组成部分包括:

1)电池片:是光伏组件的基本单元,负责将光能转换为电能;2)玻璃:通常采用钢化玻璃,起到保护作用;3)EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物):用于粘合电池片和背板;4)背板:保护组件背面,防止湿气侵入;5)边框:固定组件,防止破裂;6)接线盒:连接电池片,确保电流传输;7)焊带和硅胶:用于电池片的连接和固定。

图表1:光伏组件的核心组成部分及用途


资料来源:Wind、韦伯咨询

光伏组件的应用非常广泛,可以用于太阳能光伏系统,为房屋提供电力,甚至可以作为建筑的一部分,如窗户、天窗等。随着技术的进步,光伏组件的效率不断提高,成本逐渐降低,使得其在全球范围内得到广泛应用。

2、光伏组件产业链各环节梳理

光伏组件产业链上游为零部件和设备,包括电池片、光伏玻璃、EVA胶膜、背板、铝合金边框、接线盒、光伏焊带等零部件以及激光切割机、串焊机、层压机、装框机、测试仪等设备;

中游为光伏组件组装及测试;下游为发电与应用,包括光伏发电系统、电网输送、光伏应用产品、光伏建筑一体化等。

图表2:光伏组件上下游产业链各环节梳理


资料来源:Wind、韦伯咨询

3、光伏组件材料组分及回收流程

尽管目前全球废物市场上仅有少量的光伏废料,但专门的光伏组件回收厂已开始运营。

光伏组件处理一般流程始于将报废光伏组件运输到由回收商运营的工厂;核心步骤在于工厂产线基于专门工艺,分离光伏组件有价值材料,包括玻璃、金属及其化合物;产业链下游企业(诸如金属精炼公司等材料制造商)经提纯和精炼分离后的回收物,形成高价值材料再次进入市场(不限于光伏行业)。

图表3:太阳能电池(晶硅电池)电池板材料组分质量(Kg/kWp)


资料来源:Wind、韦伯咨询

为回收和循环利用光伏组件中材料,晶硅组件回收技术分为组件拆解和组分回收两个步骤。

(1)组件拆解

组件拆解以三种技术为主:机械法拆解、热解法拆解、化学法拆解。

1)机械法通过操作机械,将玻璃与其他材料分离,以达到回收玻璃的目的。

2)热解法通过加热分解玻璃和光伏电池之间的EVA封装层,实现分离玻璃,以达到回收玻璃的目的。

3)化学法通过将聚合物封装层溶解在化学溶剂中,实现分离玻璃。

图表4:光伏组件拆解的三种主要技术


资料来源:Wind、韦伯咨询

(2)组分回收

传统晶硅退役组件的电池回收,主要依托选择性浸提、沉淀、萃取等方法,将电池片中贵重金属(银、铜等)分别回收。

另外,对于从组件拆解下来的完整电池片,可考虑进行电池片修复工序,使其恢复可使用的光电转换效率,再次进入光伏应用链条。

4、光伏组件回收的必要性分析

光伏组件回收的必要性主要包括:1)光伏组件回收价值较高;2)减少贵重金属资源浪费;3)避免处理不当带来的环境污染;4)减少碳排放,助力“碳中和”等。

图表5:光伏组件回收的必要性


资料来源:Wind、韦伯咨询

光伏行业虽然发的是绿电,但光伏组件从生产到装机运行再到回收的整个生命周期中均会产生碳排放,这些碳排放也被称为碳足迹,正成为光伏进口国考察我国光伏企业入场资格的绿色通行证。

图表6:光伏产业链各环节碳排放占比(%)


资料来源:Wind、韦伯咨询

近年来,发达国家对光伏碳足迹的要求越来越严格,有些国家对光伏组件的全生命周期的碳排放做出严格限定。

二、光伏产业高速增长,回收潜力巨大

1、光伏产业高速增长,组件回收迫在眉睫

长期以来,我国光伏产业的发展速度居于世界前列,光伏新增和累计装机容量占全球光伏装机总规模的1/3以上,新增光伏装机规模和新增总装机容量分别连续11年、9年位居全球第一。

图表7:2011-2023年中国光伏新增并网装机容量及增长率(GW,%)


资料来源:Wind、韦伯咨询

2023年,全球光伏装机容量达到惊人的420GW,同比增长高达85%。其中,中国光伏新增装机量尤为突出,达到261GW,占全球新增装机量的6成以上,再次凸显了中国在全球光伏市场的重要地位。

图表8:2013-2023年全国光伏发电累计装机容量及增速(GW,%)


资料来源:Wind、韦伯咨询

截至2023年底,全球光伏组件产能和产量分别达到1103GW和612.2GW,同比分别增长61.6%和76.2%,继续保持快速增长势头。

从组件生产类型来看,晶硅组件仍然是市场的主流。从组件产业布局来看,全球光伏组件生产制造的重心依然在中国大陆,中国大陆的产能达到920GW,占全球总产能的83.4%;产量达到518.1GW,占全球总产量的84.6%。

图表9:2017-2023年中国光伏组件产量及增长趋势(GW,%)


资料来源:Wind、韦伯咨询

我国现已成为全球最大的光伏组件生产国和光伏发电应用国。光伏板使用年限在25年左右,从2025年开始将有大批量的光伏组件“退役”, 如何妥善处理退役后的光伏组件,已经迫在眉睫。

2、全球光伏回收市场规模超百亿美元

全球光伏回收产业市场前景广阔。IRENA和IEA联合发布的报告预测:世界光伏组件报废量到2050年将达到7800万吨,约43亿块报废光伏组件需要处理。

图表10:2030-2050年全球光伏组件回收规模预测


资料来源:IRENA、韦伯咨询

到2030年,从光伏电池板技术上可回收的原材料累计价值可达4.5亿美元(按2016年价格),相当于目前生产约6,000万块新电池板所需的原材料数量,或18GW的发电能力。

到2050年,可回收的价值可能累计超过150亿美元,相当于20亿块面板,或630GW的发电能力。

图表11:2030-2050年全球光伏组件回收价值预测(亿美元)


资料来源:IRENA、韦伯咨询

3、全球各国光伏组件报废量预测

国际能源署预测数据显示:2030年,全球光伏组件回收将达800万吨左右,迎来回收大潮。

2050年,全球会有将近8000万吨的光伏组件进入回收阶段。其中:中国将在2030年面临需要回收达150万吨的光伏组件,在2050年将达到约2000万吨。

图表12:2050年全球各国光伏组件报废量预测(万吨)


资料来源:IEA、韦伯咨询

4、中国光伏组件可回收价值超千亿

CPIA预测:到2030年中国将回收150万吨报废组件,2050年将达到2000万吨。随着近年来的大规模既有项目的技改,中国光伏组件回收高峰将提前到来。

以光伏行业为例,晶体硅光伏组件中玻璃、铝和半导体材料比重可达92%,另外还含约1%的银等贵金属。

若能全部回收,到2030年,可从废弃光伏组件中得到145万吨碳钢、110万吨玻璃、54万吨塑料、26万吨铝、17万吨铜、5万吨硅和550吨银,通过回收技术可获取的原材料累计价值达77亿元。截至2040年,累计可回收价值高达1100亿元。

图表13:2030年光伏组件回收获得的主要材料规模预测(万吨)


资料来源:Wind、韦伯咨询

三、光伏组件回收政策规划陆续出台

1、光伏组件回收处理受到国际关注

由于国外光伏起源较早,相应地更早确立光伏组件的相关回收政策。

在全球范围,特别是德国、日本等光伏产业发展较早的发达国家,随着第一批商业化应用的光伏组件使用陆续满25年甚至满30年,光伏组件的回收处理问题已受到这些国家的关注。

2012年修改、2014年生效的欧盟《关于报废电子电气设备指令》(Directive(2012/19/EC)),将光伏组件的回收处理纳入加以管理,规定了专门的回收责任主体、回收率、再循环率,并列出了具体目标和时间表。

图表14:欧盟光伏组件回收利用具体目标及时间表


资料来源:Wind、韦伯咨询

2、国内光伏组件回收利用政策陆续出台

国内政策层面,光伏组件回收相关的政策陆续出台和完善。

2021年10月,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》明确提出,推进退役动力电池、光伏组件、风电机组叶片等新兴产业废物循环利用。

2022年1月,工信部等五部委发布的《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》也提到,要“推动废旧光伏组件回收利用技术研发及产业化应用,加快资源综合利用”。

2022年2月,工信部等八部门联合印发《加快推动工业资源综合利用实施方案》再次明确,推动废旧光伏组件、风电叶片等新兴固废综合利用技术研发及产业化应用。

2023年1月,工信部等六部门发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,再次强调推动光伏组件回收利用技术研发及产业化应用。

2023年8月,国家发展改革委等六部门联合发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》(以下简称《指导意见》),聚焦退役风电、光伏设备循环利用工作的难点、盲点,为相关设备的回收利用提供了解决方案。

2024年2月,工业和信息化部等联合发布《关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见》指出:“在新能源领域,加快废旧光伏组件、风力发电机组叶片等新型固废综合利用技术研发及产业化应用。”

3、光伏组件回收利用标准体系加快推进

目前,无论是国际标准化组织(ISO)还是国际电工组织(IEC),暂时都没有专门针对光伏组件回收再利用的国际标准。

国内针对晶硅光伏组件回收处理的标准体系仍属空白,项目申报时仅有通用性的技术文件,并无相关报废回收评判技术标准。

面对即将到来的组件退役潮,相关部门正努力研究和出台相关的政策,对光伏组件回收处理产业加以指导和要求,填补这部分空白。

图表15:光伏组件回收利用通用性标准陆续出台


资料来源:Wind、韦伯咨询

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附:报告简介和目录








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