太阳能电池板开始报废，留下有毒垃圾

太阳能电池板是一种日益重要的可再生能源，将在应对气候变化方面发挥重要作用。它们也是一种复杂的技术，在它们的寿命结束时会变成巨大而笨重的电子垃圾--而目前，世界上大多数国家都没有处理这一问题的计划。

但我们需要尽快开发一款，因为太阳能电子垃圾供过于求的局面即将到来。国际可再生能源机构(International Renewable Energy Agency)预计，到2050年，将有多达7800万吨的太阳能电池板达到寿命尽头，全球每年将产生约600万吨新的太阳能电子垃圾。虽然后一个数字只占人类每年产生的电子垃圾总量的一小部分，但标准的电子产品回收方法并不能减少太阳能电池板的数量。从其中回收最有价值的材料，包括银和硅，需要定制的回收解决方案。如果我们不能开发这些解决方案以及支持其广泛采用的政策，我们已经知道会发生什么。

亚利桑那州立大学太阳能研究员孟涛(音译)最近撰写了一篇关于回收硅太阳能电池板的评论论文，他说：“如果我们不强制回收，许多模块将被送往垃圾填埋场。”硅太阳能电池板占太阳能市场的95%。

太阳能电池板由将阳光转化为电能的光伏(PV)电池组成。当这些太阳能板进入垃圾填埋场时，宝贵的资源就浪费了。由于太阳能电池板含有铅等有毒物质，它们在分解时可能会渗出，垃圾填埋也会造成新的环境危害。

大多数太阳能制造商声称，他们的太阳能电池板可以使用大约25年，直到本世纪初，世界才开始广泛使用太阳能。因此，今天将有相当少量的太阳能电池板退役。光伏循环是一家致力于太阳能电池板回收和回收的非营利组织，据主管简·克莱克(Jan Clyncke)说，该公司每年在欧盟各地收集数千吨太阳能电子垃圾。这一数字包括已经到了寿命尽头的太阳能电池板，也包括那些因为在暴风雨中受损、存在某种制造缺陷或被更新的、更高效的型号取代而提前退役的太阳能电池板。

当太阳能电池板今天到达它们的寿命尽头时，它们面临着一些可能的命运。根据欧盟法律，生产商必须确保他们的太阳能电池板得到适当的回收。在日本、印度和澳大利亚，回收要求正在制定中。在美国，这是狂野的西部：除了华盛顿州的一项法律外，美国没有任何太阳能回收的强制要求。自愿性的、行业主导的回收努力在范围上是有限的。回收光伏太阳能公司是美国仅有的几家致力于光伏回收的公司之一，该公司首席执行官萨姆·范德胡夫(Sam Vanderhoof)说，“目前，我们相当有信心，回收太阳能电池板的数量约占回收太阳能电池板的10%。”他说，其余的被送往垃圾填埋场或出口到海外，在环境保护薄弱的发展中国家重复使用。

即使回收利用发生了，也有很大的改进空间。太阳能电池板本质上是一个电子三明治。填充物是一层薄薄的晶体硅电池，由聚合物和玻璃薄片隔绝并保护两边的元素不受影响。它们都装在一个铝制的框架里。在面板的背面，一个接线盒包含铜线，它在发电时将电力输送出去。

在一个典型的电子垃圾处理设施中，这种高科技三明治会受到粗暴对待。回收商通常取下面板的框架和接线盒，以回收铝和铜，然后粉碎模块的其余部分，包括玻璃、聚合物和硅电池，这些模块被涂上银电极，并用锡和铅焊接。(因为这种混合物的绝大多数重量都是玻璃，所以合成的产品被认为是不纯的碎玻璃。)。陶和他的同事们估计，回收的铝、铜和玻璃，一个回收商拆解一个标准的60电池硅板可以得到大约3美元。与此同时，范德胡夫说，在美国回收太阳能电池板的成本在12美元到25美元之间-扣除运输成本，这“通常与回收成本相等”。与此同时，在允许这样做的州，将太阳能电池板倾倒在固体废物垃圾填埋场的成本通常不到一美元。

孟晚舟说：“我们认为，在美国，回收的一大盲点是成本远远超过收入。”“这大约是10比1的比例。”

如果太阳能电池板中更有价值的成分，即硅和银能够被有效地分离和提纯，那就可以提高成本收入比。少数专门的太阳能光伏回收商正试图做到这一点。威立雅在法国经营着世界上唯一的商业规模的硅光伏回收厂，该公司将太阳能电池板粉碎研磨，然后使用光学技术回收低纯度硅。根据Vanderhoof的说法，循环光伏太阳能最初使用的是一种“加热工艺和球磨工艺”，这种工艺可以回收电池板中90%以上的材料，包括低纯度的银和硅。但他说，该公司最近从欧洲合作伙伴那里收到了一些新设备，可以“95%以上的回收”，同时更好地分离回收的材料。

一些光伏研究人员想要做得更好。在最近的另一篇评论论文中，由国家可再生能源实验室科学家领导的一个团队呼吁开发新的回收工艺，在这种工艺中，所有的金属和矿物都以高纯度回收，目标是使回收尽可能在经济上可行，并尽可能对环境有利。正如首席研究作者加尔文·希思(Garvin Heath)解释的那样，这样的过程可能包括使用热处理或化学处理将玻璃从硅电池中分离出来，然后应用其他化学或电气技术来分离和提纯硅和各种微量金属。

“我们所呼吁的就是我们所称的高价值、集成的回收系统，”希思告诉格里斯特。“高价值意味着我们希望从这些模块中回收所有有价值的构成材料。集成是指一种可以回收所有这些材料的回收过程，而不需要从一个回收商到另一个回收商层层叠叠。“。

除了开发更好的回收方法外，太阳能行业还应该考虑如何尽可能地重新利用太阳能电池板，因为旧太阳能电池板的价格可能比里面的金属和矿物高(而且再利用通常比回收需要更少的能源)。与回收一样，欧盟在这一点上走在了前列：通过其太阳能行业循环商业模式计划，欧盟委员会(European Commission)正在资助一系列示范项目，展示如何重新利用屋顶和太阳能发电场的太阳能电池板，包括为柏林的电动自行车充电站和比利时的住宅楼群供电。

回收光伏太阳能还对收到的状况良好的电池板进行重新认证和转售，范德霍夫表示，这有助于抵消回收成本。然而，他和陶都担心美国的各种回收商正在向发展中国家出售海外质量控制较低的二手太阳能电池板。“而且这些国家通常没有关于电子垃圾的规定，”陶说。“所以最终，你会把你的问题转嫁给一个贫穷的国家。”

太阳能回收行业要可持续发展，最终需要扶持的政策和法规。欧盟由生产商出资回收和回收太阳能电池板的模式可能是美国效仿的一个很好的模式。但在这之前，美国立法者需要认识到问题存在，而且只会变得越来越大，这就是为什么范德胡夫花了大量时间教育他们。

他说：“我们需要面对这样一个事实：随着时间的推移，太阳能电池板确实会失效，而且那里有很多太阳能电池板。”“当他们开始失败时，我们该怎么办？把这个责任推给消费者是不对的，这就是我们现在所处的位置。“

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