太陽能光伏發電是世界能源綠色轉型的生力軍，其供應鏈包括從硅材料提純、鑄錠拉棒、切片、電池和輔材、組件、平衡部件以及系統集成、應用和退役回收。
截至2021年6月，中國光伏發電累計裝機2.68億千瓦，市場規模、技術水平、企業實力、生產規模均居全球第一。同時，國內光伏產業布局逐步優化，光伏發電應用模式不斷創新，發電成本快速下降，率先進入國內外“雙循環”發展格局。
近年來，光伏產業開始向“制造綠色”和“綠色制造”并重的模式轉變，已在物料獲取、加工、包裝、倉儲、運輸、使用階段全面推行綠色低碳模式。而退役報廢后的回收處理，被稱為光伏整個綠色供應鏈的“最后一公里”，也是光伏全產業鏈從“淺綠”走向“深綠”的關鍵一步。
光伏組件材料包含玻璃、硅、銀、銅、鋁等有價值組分，大部分物質能夠通過適當回收實現循環再利用，可有效緩解生態環境壓力、降低光伏全產業鏈能耗等指標，進一步優化光伏組件全生命周期的綠色節能特性。
因此，隨著全球光伏從補充能源走向替代能源、進而成為主力能源的趨勢越來越明顯，隨之而來的光伏組件的回收與無害化處理，也成為全球必須面對的急迫問題。
全球光伏回收產業市場潛力巨大，國際能源署（IEA）預計到2050年全球將有近8000萬噸、約43億塊報廢光伏組件需要處理。由于玻璃、鋁、硅等材料以及銀、銦等稀有元素可以回收回用，因此回收將產生約150億美元的市場價值。
中國光伏行業協會預測，到2030年，中國也將面臨回收150萬噸報廢組件的局面；2050年將達到2000萬噸。而隨著近年來大規模既有項目的技改，中國光伏回收高峰將會提前到來。
回收正當時
近年來，世界各國紛紛布局光伏組件回收技術與產業。歐盟、日本和韓國等在光伏組件回收上起步較早，自 2009 年起便開始在物理法、化學法等技術路線上持續開展實驗技術研究、中試示范及配套體系建設。
2007年，歐盟在布魯塞爾成立了“PV Cycle”組織，這是一家非盈利性協會，旨在支持歐洲的光伏生產商、供貨商、安裝商和進口商，以簡單而經濟有效的方式履行廢舊物處置的強制義務；2014 年，歐洲將光伏組件納入“報廢電子電氣設備指令”，作為消費性電子產品實施強制回收；2018年8月，法國在Roosset市建成了歐洲首座光伏組件回收工廠，該工廠能夠回收晶硅光伏板中95%的材料；日本新能源產業技術綜合開發機構也支持了光伏組件回收多個物理法和化學法示范項目；韓國正在開展產能 800 噸/年的光伏組件回收示范項目的研究工作。
我國光伏組件回收開啟于“十二五”期間，中科院電工研究所高級工程師、中國綠色供應鏈聯盟光伏專委會秘書長呂芳依托863計劃開始進行實驗室研究，探索了熱解化學法和深冷物理法兩種技術路線，并建立模型預測了我國晶硅光伏組件和材料組分回收量的數據。
2019年4月，科技部高技術研究發展中心進一步發布“十三五”國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術”重點專項2018年度立項項目，呂芳作為項目首席科學家，基于“十二五”光伏回收實驗室研究，聯合13家光伏企業和科研院所，共同承擔了“晶硅光伏組件的回收處理成套技術和裝備”項目。這是國內首個國家級針對光伏組件回收技術和關鍵裝備研制的項目，旨在通過低能耗、低污染的技術路線，實現晶硅組件中主要高價值組成材料的回收，采取逆向解粘結機理，以晶硅光伏組件低成本綠色拆解和組分分選為重點，形成物理法、化學法的晶硅光伏組件環保處理示范線，并創建與之相關的回收標準體系、監管機制，探索光伏組件綠色設計和制造趨勢。
截至2021年底，國內基于化學法和物理法的分別代表不同技術路線的首條光伏組件回收示范線在上饒和保定建成。其中化學法的晶硅光伏組件環保處理示范線產能超過12 兆瓦/年，突破了電池/玻璃低損拆解技術和裝備制約，總質量回收率達92%，銀、硅、銅回收率分別為95%、95%、98%。物理法的晶硅光伏組件環保處理示范線成功研制組件拆解、組分靜電分離核心裝備，實現總質量回收率99.7%，銀、硅、銅回收率分別達到94.3%、97.7%、97.1%，產能超過10 兆瓦/年。
值得關注的是，兩條國內首創示范線的回收率都達到了國際先進水平。針對光伏組件新器件、新材料、新結構“茍日新，日日新，又日新”的不斷迭代的趨勢，項目又前瞻性地開發了新的回收方法，為將來的回收工作奠定技術基礎。可以說，作為光伏制造大國的中國，已經做好了充分的技術和產業準備，以應對光伏發電設備的生命更新迭代和循環利用。
從“淺綠”走向“深綠”
“綠色供應鏈”的概念最早由美國密歇根州立大學的制造研究協會在 1996 年進行一項“環境負責制造”（ERM）的研究中首次提出，又稱“環境意識供應鏈”（ECSC）或“環境供應鏈”（ESC），是一種在整個供應鏈中綜合考慮環境影響和資源效率的現代管理模式。它以綠色制造理論和供應鏈管理技術為基礎，涉及供應商、生產廠、銷售商和用戶，其目的是產品在物料獲取、加工、包裝、倉儲、運輸、使用到報廢處理的整個過程中，實現對環境的影響（負作用）最小、資源效率最高。
自2015年《巴黎協定》簽署并確定長期目標以來，工業制造和產品的綠色屬性逐步強化，全球大部分國家都把發展綠色制造和綠色供應鏈作為推動經濟結構調整的重要舉措，由此催生了各級別的綠色認證。
國際上，歐洲環境署已經在積極推動使用“全生命周期評估”（LCA）方法對光伏產品進行綠色評價與認證。基于“全生命周期評估”制定的統一綠色產品評價方法被稱為“產品環境足跡指南”（PEF Guide），并根據各種產品分別制定細則。
2013年5月，歐盟啟動了為期5年的試點過程，首批納入試點的產品類別超過20種，涵蓋各個領域。光伏產品也被納入了首批試點，并已完成自2013年至2018年春為期5年的試點過程，于2019年2月12日正式發布了針對光伏產品的PEF細則。基于此方法，歐盟正在逐步完善光伏發電設備生態標簽（Eco Lable）的認證方案，并將于2022年開始在歐洲試運行。
“電子產品環境影響評估工具”（EPEAT）是美國推出的針對包括光伏組件和逆變器在內的電子產品多維環境績效標準，其環境影響分析包括產品中的物質管理、能源和水的使用、包裝等，其中對于產品回收與否給予了很重要的評估。EPEAT作為全球領先的I類生態標簽，為那些欲購買具有綠色屬性光伏產品的企業提供了一種參考，讓他們可以明確自己所采購的產品是真正可持續的。而作為取得EPEAT認證的光伏組件和逆變器的制造商來說，這樣不僅有利于其產品綠色生態屬性的改進，也有助于本身銷售市場的開拓——客戶可以充分相信所購買的環保產品來自于一家有社會責任感的公司——從而引導光伏行業朝著綠色、可持續的方向進一步發展。
中國也不例外。2021年2月發布的《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》中提出，鼓勵企業開展綠色設計、選擇綠色材料、實施綠色采購、打造綠色制造工藝、推行綠色包裝、開展綠色運輸、做好廢棄產品回收處理，實現產品全周期的綠色環保。選擇100家左右積極性高、社會影響大、帶動作用強的企業開展綠色供應鏈試點，探索建立綠色供應鏈制度體系。鼓勵行業協會通過制定規范、咨詢服務、行業自律等方式提高行業供應鏈綠色化水平。
作為光伏出口大國，我國的光伏占全球90%以上的市場份額，在全球綠色化的發展進程和我國雙碳目標的引導下，光伏行業越來越重視從“制造綠色”，向“制造綠色”和“綠色制造”并重的模式轉變。
2020年，筆者參與了工信部制定并發布的首個光伏綠色供應鏈標準，其中，“不可缺少無害化回收和循環再利用”作為鏈條中的最后一個環節，實現了“從搖籃到搖籃”。同時，筆者在行業內協助光伏組件和逆變器龍頭企業如隆基、固德威等，申報工信部綠色制造體系綠色供應鏈示范創建。這些龍頭企業在完善自身的同時，還帶動了鏈上企業協同減排。比如，隆基在今年年初供應商大會上提出了綠色供應鏈倡議，帶動大約150多家鏈上企業紛紛加入綠色供應鏈的隊伍中來。
全球制造業已經深刻意識到，供應鏈已經成為決定企業生死的命脈，“補鏈強鏈”“建鏈延鏈”是當務之急，而“凈鏈綠鏈”則任重道遠。綠色供應鏈的管理重心，也從最早僅限于關注環境合規，發展到了今天的深度脫碳，從“淺綠”走向了“深綠”。
碳中和是全球首個標準量化、結果導向的共同發展目標，在政策市場和補貼引導時代結束后，太陽能光伏發電將沿著補充、替代、主導的能源角色定位，重塑全球可持續能源發展治理體系，同時也將找到下一個百年跨越發展的新驅動力。而完善光伏組件的回收體系，能將光伏的生命周期形成完整閉環，真正實現可持續發展。■
（作者呂芳系中國科學院電工研究所高級工程師、中國綠色供應鏈聯盟光伏專委會秘書長，劉莉敏系電工所高級工程師、中國綠色供應鏈聯盟光伏專委會成員）