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光伏电站2000万吨等着回收量 “后事”怎么办?

时间:2017-06-27 10:52:28  来源:  作者:

 回收方面的研究,国外和中国基本处于同步阶段。要进行量化方面的评价,不是定性评价。

  为什么?大家有时候会说光伏电站建成之后,这个地方原来没蛇的有蛇了,这都是定性评价。大家也听到过三峡建成以后发生的气侯变化,还有一个情况,大家可能不知道的,尤其在西北地区,在大的戈壁,只要有水的地方,就会有绿洲经济。

  这个城市到底有多大,不可以无限大,当到一定的尺度规模之后,周边会形成一个极干旱带,这就意味着绿洲产生的城市是不可以无限扩大的,这也是环境方面的尺度效应。

  光伏电站是一个大型的工程,同样有这样的效应。我们要拿出数据说话。

  领跑者基地的周边环境有沉陷区,也有盐碱滩涂,存在治理的意义。那么对发电量有影响吗?有的。我们在甘肃地区有一个陆上三峡,搞风电的。风电厂和风电厂之间能有多近,否则两个风电厂在能量上发生影响和消耗。

  光伏也是一样,我们希望通过环境的影响来指导在前期设计,甚至在工程布局上,不光对环境产生效益,对发电量同样产生积极的正效应。

  这个问题国际方面来讲,国外已经开展了研究,但都比较初步,大部分都停留在模式模拟和温度场方面研究,对于辐射方面研究比较少。

  太阳辐射是气候系统当中各种物理过程、生命活动最基本的能源。我们在863项目当中开设了观测,在格尔木布了一个观测塔。在很多环境因子当中,我们选了55个来观测。

  实际上对于多因子生态系统,为什么会选55个,也是一个难点。同时开发了国内首套关软件工具,把电站的基本参数输入,比如说下列面的高度,采用什么样的组件,薄膜还是晶体硅。这个软件跑起来之后,能对周围环境有一个初步的预估。

  光伏电站是能量汇和冷源

  第一个,光伏电站的存在改变了局部反照率,同时使得场内净辐射大于场外。从简单推理上考虑,如果光伏电站净辐射增加了,能量也会增加,相对温度也会增加,大家判断是这样的。

  但实际上通过观测,电站内的空气温度、地表温度都大大降低。我们发现了一个结论:光伏电站是能量汇和冷源。温度降低这个有不可忽视的作用以外,在现在这种气侯变化的情况下,也对局地降温有正效应,影响程度能够到30%。

  对土壤有遮挡保温作用

  第二个就是关于土壤。以前对于土壤温度的分析比较少,但路面、表面是地表和大气进行能量、水分交换传输重要的过渡带,是气侯变化研究的主要方向。土壤温度又是路面研究过程中重要的参量。

  一年当中选了典型年,土壤温度是降低的,冬天的时候更明显,夏天的时候温差比较小。这是关于土壤和大气的热循环规律。

  对土壤空气有局部增湿效应

  湿度,大大增加。关于空气,我们发现在电站10米处的空气湿度也大大增加。这意味着什么,将来在电站内部微生物可以滋生,植被可以慢慢恢复,这对生态治理是一个正效益。

  对于土壤温度观测这样的事情是需要长时间观测的,并且土壤温度和其他物理量发生的影响也是今后关注的重点。

  电场磁场低于暴露限值

  接下来是电磁环境,重点考虑是公平磁场,无线电干扰。在经过现场测试之后,我们发现首先没有噪声的问题,都是在范围之内的。

  在逆变器附近,无线电干扰比较大,但它也是在人体和电子设备耐受限制之内,并且随着距离增加迅速下降,也控制在公众暴露限制内。

  接下来在其他的资源气侯区我们还要进行气侯观测。进入城市之后,高密度、多接入点,光伏电站对人的生产生活会带来什么影响,依然是大家很感兴趣的话题。

  预计回收量非常大

  回收,是一个未雨绸缪的事情。

  全世界的光伏量很大,预计光伏组件的废弃量,2016年有25万吨,2030年800万吨,2050年7800万吨。对5大光伏国家2050年的回收规模做了预测。

  首当其冲就是中国,保守或者加速情景下,都大约在2000万吨的回收量,量非常大。

  通过中科院电工所建立模型和情景分析,预计到2034年,累计废弃量在60GW-70GW。

  回收方面有两个关注点

  2014年2月,欧盟WEE法案正式生效,在欧盟市场,光伏组件被列入强制回收清单。也就是说中国的组件销售到欧洲市场上,这个组织会在周期之后选择合适的技术线来进行回收。

  回收有有机、无机、深冷物理法等等。晶体硅方面比较多,物理的、化学的。热解法+化学法,温度在600度以上,深冷物理法在零下。

  回收方面的两个关注点,一个是胶膜的去除,怎么无害化的去除,还能保证其他的硅、玻璃的回收。第二个就是硅、银等基础材料的回收再利用。

  有的案例,还是回到光伏行业来的,但现在回收不一定会回到光伏行业,会回到大的循环经济产业中去。

  德国Solarworld AG公司子公司的回收工厂,就用热解和无机化学的方法回收了德国北部的300KW光伏电站的15795块组件。回收之后,这个组件重新回到了光伏行业,回收率达到84.9%。

  最近欧盟在意大利成立了一家公司,已建成一条回收示范工厂,能够处理8000吨/年的量,也是通过热解法+化学法。

  日本NEDO也在做,他们非常关心经过回收之后的组件再回到产业里面去用。

  中科院做了一些技术探索,尤其在化学方法和热解方面,组件通过在氮气和氧气不同的条件下,什么温度停留多长时间,最后可以把胶膜完整的去除掉,还可以拿到最想要的东西。第二步化学继续跟上,对它的一些金属材料进行回收。

  环科院最近研发出来了一个光伏回收专业化装备。是中国第一台光伏组件热解炉。对于尾气的回收再利用也是非常重要的,因为500、600度的高温,对余热方面利用也是关注点。

  WEEE法令最新规定,组件材料回收率要达到75%,再利用率达到65%。国际方面都是玻璃行业牵头的。

  科研机构和企业一直在开展高效率、低成本、低能耗、无害化光伏组件回收的现场预处理移动式平台和专业化工厂级设备研发和示范,以应对更为严格的回收标准和产业化推广。

  反向指导绿色设计绿色制造

  再回收的过程当中,我们反向思考一个问题,由于遇到一些有害化的气体,要反向指导光伏组件做绿色设计和绿色制造。相关的标准已经在制定当中。欧盟的国际标准也要出台了。

  关于环境评价和回收利用,现在都被科技部列入“十三五”重大专项储备,期待重点专项尽快启动。

  我们希望在领跑者方面会有新的指标,新的产品和新的范围,除了当时提到了领跑竞赛以外,我们当时提到要考虑一段时间年衰减率。领跑者项目,除了领跑效率,领跑能量以外,也要领跑绿色。

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