編者按：2023年9月12-14日，以“綠色 持續 共生 向新”為主題的“第五屆未來能源大會”在江蘇常州武進召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網聯合主辦。會上，世界工程組織聯合會能源委員會太陽能工作組主席Carsten Ahrens發表了《Need for the Future of PV–Circular Economy or Just Recycling?》的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實錄進行整理。

Carsten Ahrens：我的論文、我的發言主要講的是光伏PV，未來的PV，如果不去考慮這個循環經濟的話，PV的作用是不是僅僅就是循環利用呢?它是一個很小眾的問題，但是已經越來越得到了現實的體會。我今天的這個主題包括這些，首先是一個總的框架，之后會講光伏的裝機量和年增量，以及未來的發展，另外它作為最大的裝機容量的地位，之后還會講到西班牙的光伏發展，還會說到一些光伏組件的發展，可持續發展目標SDG12，還有一些材料，還有線性跟循環的光伏，它的周期有線性的，也有循環的，這也是澳大利亞的一個大學所描述的。目前歐盟已經在循環經濟領域有了一些政策，我也會講到德國的循環利用，還有就是工業的循環利用的需求。

每年都有很多新裝的PV組件，這個首先會促進能源體系的生態轉型，但是要解決氣候危機的問題，我們就必須要考慮到各種問題、各種方面，包括浪費廢棄物的問題。德國現在每年都會有大概六萬多噸的廢棄光伏組件，達到了生命周期的終結，很有可能就會采取填埋的處理方式，像2030年的量就會達到一百萬噸，這也只是德國一個國家的數字，那么全世界的數字就無法想象，這些數字必須要得到恰當的處理，我們需要有多重的方式來應對這些太陽能電池板，這個就涉及到一個實際的問題，這個應該怎樣操作呢?現在很多稀少元素在不斷地減少，在未來會成為重要的瓶頸，甚至會阻礙光伏電力在可再生能源供應方面所起到的作用，所以我們必須要進行循環利用，希望德國可以引領光伏的循環經濟，并且成為第一個實現工業層面上循環利用的國家。這個可能是非常困難的，技術本身可能不是非常困難，但是要對其進行產業化就非常得困難，因為需要有投資回報，而且還需要促進可再生能源的發展。

太陽能自2020年以來，出現了長足的發展，從2020年的不到兩千GW，已經發展到了，預測到2050年會達到將近一萬GW，這是綠色陰影部分所顯示的，這也是2020年以后出現的一個趨勢。風電也是一樣的趨勢，每年的增量可以在圖表當中找到，我們看到電廠級別的是由淺藍色代表的，這個部分未來將會達到一個平臺期，然后一直維持在這個水平，每年會有250GW的增量。這張圖上可以看到技術所帶來的總的裝機增量，我們能看到煤炭、天然氣和水電都在出現略微下降，但是風電跟光電都在大幅增長，而太陽能是受技術利益最多的一只曲線，到2027年將會是一個轉折點，如果趨勢維持下去太陽能將會超過天然氣和煤炭。所以我們能看到太陽能未來將會超過煤炭的裝機，成為世界上最大的裝機來源，這是2027年的一個預測，將會達到1500GW。全球的電價對于陸上風電項目來說，已經出現了大幅的下降，2020年是39美分，但是2021年就已經降到了33美分，太陽能也是一樣從55美分降到了48美分，都非常得便宜。

這個發展其實跟我們的可持續發展目標第12項是息息相關的，第12項就是負責任的消費跟生產，為了實現可持續發展目標12，我們必須要用更少的資源去生產更多的產品，這個就意味著我們需要把利用的自然資源降到最低，同時也要減少所使用和產生的有毒材料和廢料以及污染物，這個要在整個的生產和消費過程當中實現，所以這就講到了循環利用。

哪些東西可以進行循環利用呢?這里面當然是光伏組件當中涉及到的很多材料，有一些是硅基組件，按占比來看，前幾名的材料分別是銀、銅和錫，這些都是非常重要的金屬材料，但是它們的占比是有很大差別的，比如說銀跟錫就只占不到0.1%，但是其他的材料占比就非常大，比如說像玻璃是76%，還有塑料等其他的材料，比如說銀在光伏組件當中它的含量非常小，但它在成本當中是占比非常高的，成本當中有一半以上都是銀，銅也很類似，當然我們還需要硅跟玻璃。

所以光伏的發展要求我們對于必要的材料進行循環利用，因為只有這些關鍵和非關鍵材料都存在，我們才能進一步發展光伏行業?，F在這些關鍵材料的采掘都高度集中在一些地方，包括澳大利亞、中國、智利等等，而且加工甚至要比礦產更加得局限，都集中在像中國有50%的石墨供給。光伏發電在中國占38%，在美國占17%，在歐盟占10%，因此就有一個非常關鍵的挑戰，因為有90%的光伏電池板都是由硅晶體制造的，它們是有使用壽命的，最多就只有25到30年，如果我們再回溯到2000年開始，新千年的開端，這個生命周期就已經結束了，應該怎么做呢?預測顯示到2030年，將會有800萬噸的光伏電池板已經達到了生命周期的終結，這個數據在2050年將會增長到8000萬噸，不幸的是現在的回收技術對于這些電池板來說是非常低效的，而且很少用到，大多數退役的光伏電板最終都會進入填埋。澳大利亞是一個很好的例子，他們會產生14萬噸的光伏電池板廢棄物，美國累計了將近100萬噸，我們這里做了一幅圖，顯示了澳大利亞是怎樣進行線性和循環的生命周期處理。

通過這樣的一個圖就能夠簡明扼要的來展示不同的理念，我們看到棕色或者是灰色的路徑，而且澳大利亞很多資源是通過海運實現的，左邊是一個線性的模式，澳大利亞和所有的這些物質，最后來進行填埋是它的終結，實際上就是用完即拋，就像普通人在生活當中一樣，所謂的循環性的光伏產業是指，比如說我們用了便宜的光伏板，但是報廢的時候怎么來處理呢?我們可以把它運輸到海外，從哪兒進回哪里，來進行循環處理。這個字有點小，可能還要進行深入的研讀。在中國我想也有自己的循環路徑，這是昆明大學展示的一張示意圖，就是PV電廠這些鋁框架，還有光伏的模組，光伏板，它們報廢之后，這些模塊可以進行壓碎處理，使用這種酸洗的方式來提煉出一些浸入液，然后干燥，來進行球墨的研磨，最后可以獲得一些材料，獲得一些合成物質，有可能用于電池，但中間還是有一個空缺的環節，看上去是一個循環，但是儲能實際上還是停在電動車這一塊，昆明科技大學也提到就這些報廢光伏板的回收，是有一定的可能性，但是從經濟學的角度來說并不合理，很難來實現一個具有經濟的順利回收。

在德國我們非常強調循環經濟，歐盟提出了循環經濟政策包，里面覆蓋54個已經交付的行動，現在歐盟出臺了自己的循環經濟行動計劃，我這個寫錯了，應該是2022年3月份，歐盟委員會通過了全面的報告，關于光伏發展的相關內容，2018年中國和歐盟簽署了循環經濟合作諒解備忘錄，中間就包括光伏的循環利用合作。

下面來到德國的回收，有一些工作組，企業也好，智庫也好，第一個是Fraunhofer硅光伏研究中心，這個大家應該都是了解的，它有非常強的研發實力，另外還有Reiling，Reiling公司是一家循環回收的企業，他們現在是找到了一個解決方案，在這些廢棄的光伏模板當中，可以把硅回收出來再復利用，來生產新的PERC光伏板，右邊的這個光伏板是100%使用回收的硅，沒有使用其他來源的硅料，完全是回收復用的，它的光電轉換率仍然可以達到19.7%，這個還是相當不錯的一個轉換率。

這兩家實體我和他們都有非常好的聯系，Reiling公司專門設計了一張幻燈，給大家展示一下。他們在這一塊有15年的光伏組件回收經驗，在德國差不多有1萬噸的光伏廢棄物，實際上這個企業他們都已經收購了，他可以完全的回收，完全制作全新的PERC光伏板，在未來每年可以回收5萬噸，而且是在工業商業化的這樣一個層次，不是像無底洞一樣往里面投資，已經走出了實驗室，已經可以工業化生產，后續可能在經濟效益方面會進一步提升。

首先所有的光電板他們來進行視覺的檢查，然后進行分揀，還能用的就還給光電廠，不能用的就拿走來進行回收，然后德國萊茵會對企業來進行認證，認證了后續不會產生任何的電氣傷害。首先結晶是可能的，實際上100%回收的硅，結晶是完全可以做到的，不需要引入任何外部的商業純化硅料。左邊是我們進出的這些硅廢棄物，右邊是純潔晶硅料，當然這個流程如何，這個里面沒有給到很多的細節，像光伏的加工處理在德國這個技術方面，早就已經被中國趕超了，但是總而言之大家來看一下這個基本情況吧，最后的結果實際上是非常高純度的硅料，還有玻璃料，這個里面有大量的硅粉。

現在還是有一些問題，比如說在美國存在數據的差距，循環技術不充分，基礎設施欠缺，監管出現不確定性，另外還要提升公民意識，讓大家更能接受這樣的做法。我也希望這樣的一個愿景在未來可以成為現實，我們希望德國能夠成為全球在產業層面實現完全的光伏循環經濟的領先國家，最后為全球的循環經濟做出貢獻，這是我們構建面向未來能源體系的一部分，也是非常貼合今年未來能源大會的主題。