PV recycling:FAST literature reviews/zh

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背景

本页旨在探讨光伏回收的成本、从面板中提取的材料的价值，以及将这些材料回收利用所带来的差异。

搜索词

• 每瓦太阳能电池板的回收成本
• 每公斤太阳能电池板的回收成本
• 每块太阳能电池板的回收成本

文学

硅基光伏太阳能电池板回收技术全面综述：挑战与未来展望^{[ 1 ]}

• 2015年至2017年，全球光伏组件市场份额从3.5%增长至5.7%。
• 到2040年底，太阳能电池板产量将从1万吨增加到8万吨。
• 到2050年，硅光伏面板产生的电子垃圾将达到6000万至7800万吨。
• 国际可再生​​能源署（IRENA）：2016年：太阳能光伏板废弃量为25万吨；2030年：800万吨
• 90.27 公斤光伏组件，7.98 公斤金属部件，相当于每个面板的 8%。
• 高压脉冲法回收光伏组件：0.0019 美元/瓦
• 回收晶体硅光伏面板的私人成本和外部成本分别为：6.72 美元/平方米和 5.71 美元/平方米。
• 面板中贵金属的经济价值：13.62 美元/平方米 --> 每平方米回收晶体硅光伏面板的利润为 1.19 美元。
• 回收的有价材料销售所产生的总收入：46% 铝，25% 银，15% 玻璃，11% 硅，3% 铜。
• 白银回收率提高 25%：收入增至 16.22 美元/平方米
• 每平方米13.62美元中的11%：来自太阳能电池板提取的硅 --> 相当于每平方米1.5美元
• 光伏回收产业价值：到2030年为4.5亿美元，到2050年为150亿美元
• 光伏回收的总成本：私人成本和外部成本之和减去收益
• 私人成本：投资、流程和运输
• 外部成本：回收和运输车辆过程中污染物造成的环境损害
• 每回收1000公斤太阳能电池板，就会产生375公斤废料。
• 从地球上开采原生材料的私人和外部成本：90 美元/平方米
• 回收成本（包含所有费用）：12.43美元/平方米
• SENS在德国的工厂：从光伏面板废料中回收80-90%的硅
• 捷克共和国：材料再利用率（80%）和回收利用率（70%）→垃圾填埋率降至20%以下
• 挑战：回收硅光伏面板的成本约为每吨600-1000美元。

太阳能电池板死后去哪里^{[ 2 ]}

• 硅、铜、银、铝，少量铅。
• 现在，10%是回收利用的。
• 回收步骤：

1. 取下框架

2. 将层压板放入碎纸机中研磨至砂粒大小。

3- 利用电磁法分离有价金属

• 美国国家可再生能源实验室估计，回收一块太阳能电池板的成本在 15 美元到 45 美元之间。

太阳能光伏组件回收：美国政策和举措调查^{[ 3 ]}

• NERL：回收一块太阳能电池板的成本为 15 至 45 美元——远远高于将其送往垃圾填埋场的每块电池板 1 至 5 美元的成本。

为了从垃圾填埋场中拯救太阳能电池板，初创公司正在粉碎它们^{[ 4 ]}

• 到2030年，再生材料市场规模可能达到每年27亿美元，到2050年可能达到每年800亿美元。
• 花时间和精力去整理它们，把它们砸碎，然后收集任何有价值的材料，每块面板的成本可能在 10 美元到 50 美元之间。

科学家找到了回收厨房太阳能电池板的解决方案^{[ 5 ]}

• 太阳能电池板中，铝框和玻璃约占 80 wt%。
• 目前回收率仅为 15%，目标是 90-95%。
• 回收一块板材的成本约为 20 至 30 美元。
• 回收的材料价值约 3 美元。
• 如果回收利用得当，每块面板可能值 11 或 12 美元。
• 分层是一个昂贵的过程；他们建议采用微波处理、加热刀片或红外灯进行处理。

可再生太阳能伴随着经常性的废物成本^{[ 6 ]}

• 危险废物填埋场的处置成本约为每块面板 5 美元。
• 对于城市固体废物填埋场来说，每个面板的处置成本约为 1 至 2 美元。
• 回收每块面板的成本为 20 至 30 美元，但回收的材料价值仅为 3 至 12 美元，净成本为 8 至 27 美元——是填埋成本的 13 倍之多。乘以 500 万块面板，每年的处理成本高达 1.35 亿美元。

太阳能电池板应重复使用和回收。方法如下。^{[ 7 ]}

• 在美国，目前只有10%的太阳能光伏（PV）面板被回收利用。
• 华盛顿州、新泽西州、北卡罗来纳州和加利福尼亚州都制定了太阳能电池板回收的监管规则。
• 在欧盟，回收每个太阳能电池板的成本为 0.75 美元，太阳能回收率为 95%。

太阳能光伏系统材料的循环经济：驱动因素、障碍、促成因素和美国政策考虑^{[ 8 ]}

• 在美国，模块回收的成本为每个模块 15-45 美元。
• 在非危险垃圾填埋场处置倾倒费（每美吨 26 美元）可能每个模块不到 1 美元，而在危险废物填埋场处置倾倒费（每美吨 175 美元）可能每个模块不到 5 美元。
• 美国只有不到10%的组件被回收利用

回收“报废”的太阳能电池板、风力涡轮机，即将成为气候技术的一大垃圾业务^{[ 9 ]}

• Rystad Energy 表示，到 2030 年，回收太阳能电池板材料的价值将超过 27 亿美元，高于去年的 1.7 亿美元，到 2050 年将加速增长至约 800 亿美元。

太阳能热潮将产生数百万吨垃圾电池板^{[ 10 ]}

• 全球每年产生的太阳能电池板废弃物数量将从2021年的3万吨增加到2035年的100多万吨，到2050年将超过1000万吨。

减少、再利用：到2030年太阳能光伏回收市场价值将达到27亿美元^{[ 11 ]}

• 光伏组件报废后的可回收材料价值将在2030年超过27亿美元，而今年仅为1.7亿美元。这一趋势在未来几十年只会加速，预计到2050年，可回收材料的价值将接近800亿美元。

分解电动汽车电池的成本^{[ 12 ]}

• 锂离子电池的负极材料占锂离子电池总成本的12%。

锂离子电池组价格创历史新低139美元/kWh ^{[ 13 ] [ 14 ]}

• 锂离子电池组的价格为每千瓦时139美元。
• 阳极的成本为每千瓦时 16.7 美元。

锂离子电池和光伏组件循环经济的关键性综述——现状、挑战和机遇^{[ 15 ]}

• 美国光伏发电 --> 到 2050 年达到 1 太瓦

硅光伏板回收中旋转振动筛分工艺的设计与优化：颗粒尺度模型研究^{[ 16 ]}

• 太阳能电池板中80%的成分是贵重材料，包括铝框、硅、玻璃以及附着在太阳能电池上的金属，例如银、铜、铅和铝。

废弃晶体硅太阳能电池组件中有价值材料的回收与分析^{[ 17 ]}

• 预计到2050年，回收利用将创造150亿美元的经济价值。
• 250瓦面板 --> 19公斤 --> 硅（572.64克）、铜（126.54克）、银（7.20克）和铅（4.02克）
• 硅、银、铜、铅和锡——无法回收——为什么？因为在晶体硅面板中含量极低，分离和提纯需要化学品和复杂的系统——结果：最终被送往垃圾填埋场。
• 材料回收率 --> （铝 (73.7%，0.047 美元)，玻璃 (14.3%，0.241 美元)，硅 (4.6%，0.015 美元)，银 (5.2%，0.017 美元)，铜 (2.1%，0.007 美元) --> 总计：每个组件 0.327 美元，面板类型为 2.5 瓦，尺寸为 13.5 厘米 × 20.1 厘米 × 1.8 厘米，实际研究中每平方米 12.05 美元（预测为每平方米 13.2 美元）

太阳能电池板面临回收挑战^{[ 18 ]}

FRELP（光伏电池报废完全回收）--> 成本 200 万欧元（230 万美元）--> 每年回收 5000 吨电池板。

99%纯硅 --> 4美元/公斤，99.9999%硅（6N） --> 价格至少高出8倍

参考文献