隨著近年來公共建筑和住宅設(shè)施的快速發(fā)展，太陽能一直在快速普及化。雖然這些系統(tǒng)一般能運行二三十年，但不可避免的是，總有一天會將光伏板拆除下來進行更換。然而，接下來發(fā)生的事情（太陽能電池板的回收）對太陽能的是否長期可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保有很大的影響。

近期有一項新研究，其有可能將舊的光伏板變得煥然一新，以此減少現(xiàn)有太陽能技術(shù)對環(huán)境的影響。此為一篇發(fā)表在《自然可持續(xù)性》（Nature Sustainability）上的論文，美國國家可再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory）的加文·希思（Garvin Heath）領(lǐng)導的一個研究太陽能電池板回收的小組表示——盡管他們認為自己看到了潛在方向，但我們還有很長的路要走。接下來，筆者大致概述一下他們的理念。

回收成本和純度問題

他們表示，目前的標準做法是將太陽能電池板交給現(xiàn)有的玻璃或金屬回收設(shè)施——最優(yōu)的情況是，成批的太陽能電池板至少可以自行處理。但是，這也僅僅是回收框架中的鋁、電線中的銅，以及光伏電池板頂部的玻璃板。除了歐盟和美國華盛頓州以外，在許多地方，強制回收太陽能電池板的法律還都停留在紙面層次上，并沒有取得過多實質(zhì)性進展。歐盟要求至少回收75%的材料，而這些工藝可以達到這個標準。

從目前的數(shù)據(jù)來看，只有歐洲的回收企業(yè)完全專注于太陽能板。但現(xiàn)階段被處置的太陽能電池板數(shù)量仍相對較少，再加上回收材料的價值有限，這意味著很多人無法從中看到較大的商機。該作者在論文中寫道：“在美國，根據(jù)一些傳聞顯示，一些太陽能電池板零部件被棄置在城市(屬于無害的部分)和有害的垃圾填埋場。其他的部件將被儲存起來，直到成本更低、更容易回收的方案被開發(fā)出來，并且積累的數(shù)量變得更經(jīng)濟的運輸和回收，以及諸如危險廢物檢測(有毒污染物浸出檢測)等問題得到解決——這些問題會影響跨州(省)運輸和處理選擇以及成本。”

將可回收列表做到最大化

作者寫道，需要專門的回收工藝來更徹底地回收一塊電池板的所有組件——包括光伏電池板本身的晶體硅。硅晶圓約占面板成本的一半，也占制造一塊電池板的能源和碳消耗的一半以上。但是硅目前并沒有被定為回收的目標，因為回收的硅純度不夠，不能直接回到晶圓制造商手中。市場上回收利用的“冶金級”硅每公斤售價為2美元（約為14元/公斤），而純度更高的硅每公斤售價為10美元（約為70元/公斤）。這將徹底改變回收商的處境。

獲得更高純度的技術(shù)，并不是一個完全神秘的問題——畢竟，硅目前正是從開采的石英巖中被提純出來的。但這些工藝已經(jīng)根據(jù)原材料的確切特性和雜質(zhì)進行了調(diào)整。考慮到存在于光電池中的各種其他元素，回收晶圓片就意味著應(yīng)將凈化過程調(diào)整為一種新的材料。作者表示，阻礙回收利用的一個因素實際上是缺乏太陽能電池中雜質(zhì)的可用數(shù)據(jù)，這使得圍繞這些雜質(zhì)設(shè)計流程變得困難。

工藝過程是關(guān)鍵

但不僅僅如此。作者指出，許多實驗室研究已經(jīng)確定了回收過程特定方面的潛在方法，但是回收工藝將需要一套完整的關(guān)聯(lián)方法，這些方法可以作為單個過程的一部分工作。這就是工程的意義所在——找到將事物整合到一個過程中的方法。

另外，由于設(shè)計總是在不斷變化，適應(yīng)性將需要成為一個考慮因素。例如，電池中的銀含量多年來一直在下降，自2010年以來下降了70%——而銀是一個值得回收的東西。用于焊接的鉛錫焊料可逐步改用無鉛焊料或其他替代品——不用處理有毒的鉛將是一個福音。

總的來說，研究人員 "建議在最大限度地提高材料回收率的同時，研究和發(fā)展減少回收成本和環(huán)境影響"，其中重點是硅。新的政府政策和更明確的法規(guī)，以及關(guān)于諸如太陽能電池板數(shù)量下降這類簡單的事情的公開數(shù)據(jù)，可能會其有所幫助。

太陽能電池板的一些組件是很容易回收的，比如鋁框。其他的則需要一些工作。

當然，從環(huán)保角度來看，理論上來說太陽能肯定比化石燃料領(lǐng)先很多。但是在近年來關(guān)于太陽能電池板和偏遠地區(qū)鉛蓄電池回收問題已經(jīng)在全球范圍內(nèi)廣受關(guān)注。這并不意味著我們要放棄太陽能，而是以提高長期的可持續(xù)性為目標進行改進，比如通過將舊的太陽能板轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌膩硇纬刹牧涎h(huán)閉環(huán)。