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光伏与二次电池越好,回收越难:所谓的“技术悖论”

本文由AI自动翻译。与韩语原文相比可能存在误差。  Read original in Korean →

[비즈한국] 在全球碳中和的浪潮下,光伏面板和二次电池的产量呈爆发式增长。自然地,处理寿命到期产品的回收产业也因其巨大的潜力而备受关注。然而,讽刺的是,随着制造技术的发展和产品完善度的提升,回收的经济效益反而出现了下降的奇特现象。为了保护环境而进行的各种技术创新,反而成了资源循环的绊脚石。有观点指出,现在不能再将回收简单地视为民间的营利业务,必须从国家战略资源安全和环境政策的角度进行重新设计。

银含量锐减,光伏回收的“摇钱树”正在缩小

从废弃光伏面板中回收的太阳能电池和带状电极。通过破碎这些组件,可以回收硅、银、铜等材料。照片=韩国能源技术研究院 ‘Below 1.5°C’ 第3号
从废弃光伏面板中回收的太阳能电池和带状电极。通过破碎这些组件,可以回收硅、银、铜等材料。照片=韩国能源技术研究院 ‘Below 1.5°C’ 第3号

光伏面板回收行业目前最大的苦恼是面板内银含量的急剧减少。过去,光伏面板为了提高导电性,使用了大量的银作为核心材料。回收企业通过收集废旧面板,拆卸铝框架和玻璃后,从电池片中提取银来创造利润。事实上,银虽然仅占面板总重量的0.1%不到,但在回收收益中却占据了40%至50%的巨大比重。

然而,随着制造商为了降低成本而不断优化“去银化”技术,局势发生了翻天覆地的变化。光伏面板制造商一直在努力尝试用铜等低价金属替代银来节省成本。据国际能源署(IEA)发布的《光伏面板寿命终结管理:光伏组件回收技术趋势》报告显示,近期生产的面板银使用量较2010年减少了80%以上。一旦银含量降至一定水平以下,就会出现结构性问题:即回收产生的收益甚至抵不上处理过程中产生的成本(收集、运输、精密分离)。对于回收企业而言,这意味着最值钱的“财源”消失了。

目前,废旧光伏面板的回收方式正从单纯将拆除铝框架后的面板在不分离玻璃和背板的情况下直接粉碎的“破碎法”,转向通过分离玻璃来高纯度回收资源的“分离法”。这是为了通过高纯度提取银等有价金属来确保经济性。由于该方式回收成本较高,一旦银含量减少,盈利能力就会恶化。

一位废旧光伏面板回收行业相关人士表示:“银目前是除铝之外回收收益中占比最高的成分。如果回收的是银含量减少的面板,我们计划通过增加处理量来弥补经济性。”

NCM衰落、LFP崛起,电池回收行业倍感“头疼”

计划运营LFP电池回收试点生产线的Seongil Hitech研发中心。照片=Seongil Hitech网站
计划运营LFP电池回收试点生产线的Seongil Hitech365340研发中心。照片=Seongil Hitech网站

二次电池回收市场的情况也大同小异。此前,回收行业的主要目标是含有镍、钴、锰的NCM电池。由于钴和镍稀有且价格昂贵,回收时的经济效益十分充足。然而,随着近期电动汽车市场的普及和价格竞争的加剧,磷酸铁锂(LFP)电池作为市场主流崛起,格局发生了转变。

相比NCM电池,LFP电池不仅火灾安全性更高,价格也更低,但从回收的角度来看却表现不佳。其主要材料铁和磷是随处可见的普通材料,几乎没有转售价值。实际上,唯一有提取价值的资源只有锂,且其在正极材料整体中仅占4%至5%,含量并不高。此外,LFP电池采用“橄榄石”结构,化学结合非常稳定,因此通过拆解提取锂的技术难度要高于NCM电池。

虽然目前还没有韩国企业成功实现LFP电池回收的商业化,但随着LFP电池占据电动汽车市场主流,各企业也开始竞相投入回收技术开发。Seongil Hitech计划今年在群山建设规模为500吨的试点生产线。随着全球范围内电池回收法规的引入,公司正在规划承接处理LFP电池的商业模式。SK Innovation096770在国际学术期刊上发表了仅利用水、二氧化碳和过氧化氢来回收锂的电池回收技术。

Seongil Hitech相关人士表示:“我们深知LFP电池回收的必要性,正在进行技术开发和商业化准备。为了环境,政府层面需要提供支持,以鼓励企业积极投入技术开发。”

为防止废弃物危机,政府支持刻不容缓

技术进步带来的回收经济性下降,已经超出了仅凭民营企业努力就能克服的临界点。然而,如果仅仅因为没有经济效益而任由废弃面板和废弃电池堆积,这不仅会演变成简单的环境污染,还可能导致未来能源产业原材料供应链自断的后果。

政府目前正通过生产者责任延伸制度(EPR)引导光伏面板和二次电池的回收。EPR制度是指要求产品生产者等承担一定量的回收义务,如果未能履行,则需向生产者收取高于回收成本的费用。通过这一制度,使环境成本转化为回收经济效益。针对废旧光伏面板,EPR已于2023年开始实施。韩国气候能源环境部也在探讨将其引入电动汽车电池领域。

专家建议,对于LFP电池或低银含量面板等经济性较低的回收业务,政府除了监管外,还应通过税收优惠或直接发放补贴等方式,为企业保障“最低收益率”。

国立环境科学院研究官严南一(音译)表示:“由于LFP电池是从2021年起才正式进入国内市场的,预计到2030年代才会出现大规模报废。如果回收市场价值低导致企业无法介入,那么提供像补贴这样的政府援助是必要的。”

本文由AI自动翻译。与韩语原文相比可能存在误差。
김민호 기자

중화학공업·에너지 분야를 담당하고 있습니다. 지속가능한 사회와 삶에 관심이 많습니다.

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