光伏含氟背板二次污染亟待解决 组件回收遇技术瓶颈

2015年11月12日，杭州某组件代工企业内的员工像往常一样结束半天的工作开始午休。然而，从午餐后开始，厂区内陆续有65名工人出现发热、咳嗽、胸闷、头痛及头晕等症状。经过安监、环保、疾病预防控制中心等单位开展病因调查后发现，这次事故因现场焚烧光伏背板材料形成剧毒物质——氟化氢所致。

在东旭蓝天副总裁徐永邦看来：“对投资商来说，在投资和回购光伏电站的时候，非常关心背板的质量和安全。”如果组件寿命不达标，则一切的投资测算都是构建在沙滩上的城堡。由于光伏组件多数处于气候变化大，环境恶劣，所以使用的背板材料要稳定耐久。一般的环境中，公认的耐受时间是25年。

组件辅材质量是影响投资收益的决定性因素之一。然而组件安全和退役后的储存和去向问题，正逐渐凸显。庞大的光伏装机容量孕育了光伏背板市场，但是这个市场背后存在着不为人知的隐忧却一直以来被人忽略。当下的光伏组件回收大多以焚烧、填埋为主，也有些集团开始研发组件回收技术，但针对含氟背板引发的二次污染等问题，仍然没有有效的解决手段。

一位背板生产企业工作人员认为：“在沙漠中的电站还好说，那么这些材料走到居民家中后果不堪设想。”

相关人士预计，未来分布式有60%将被安放在人口相对稠密的居民、工商业屋顶，但辅材安全、环保性能却让分布式光伏发展蒙上了一层尴尬的阴影。当然，这背后是市场、技术与政策三重因素的共同结果。

含氟背板的一家独大

最早进军背板材料领域的外资供应商表现足够强劲，其中仅杜邦就几乎垄断了75%的光伏辅料市场。

“杜邦是全球最大的光伏背板镀膜供应商，有超过20年的稳定运行经验。光伏电厂寿命长，设备必须要有好的质量保证，”一位背板供应商告诉《能源》记者。

大约在20年前，杜邦集团开发出了人们熟知的TPT结构，即Tedlar//PET//Tedlar结构，随着国内开始出现光伏电站的开发热潮，光伏背板正在成为杜邦迅速扩大中国市场份额的强有力的踏板。


不过，TPT材料并不是光伏业主的唯一选择，市场上流通的还有荷兰皇家帝斯曼集团、法国的阿科玛公司、韩国SKC公司、日本的吴羽公司等产品。此外，比TPT结构更低价更高效的光伏背板产品纷纷涌向市场。从杜邦第一款进入光伏市场的产品PVF开始，市场已经陆陆续续发展30年之久。目前，光伏背板按照组成结构划分可以大致分为五类：FPF，FPX，PPX、PA与单层PET结构。这些结构层之间几乎都要使用胶粘剂进行粘合，通过复合工艺制备成型，以此保持25年的层间粘接。

近些年，随着创新能力的提升，背板材料的价格在不断降低。一般来说，含氟的材料是要高分子合成的。为了得到更高的质量，它的杂原质必须清除干净，纯度要求很高，合成的分子量要求分子链要求很长，才能达到它所承诺的性能。目前，杜邦TPT背板的造价在35-45元/立方米，通过几十年规划化生产，工业的成本已经降到了极限。而非氟材料APE背板已经达到18-20元/立方米。

但这仍然没有改变非氟材料背板的尴尬现状，含氟TPT材料仍然占据了近75%的市场。

“这里面有非常多的品牌效应，也有客户的心理效果。”苏州一位光伏背板供应商告诉《能源》记者。“杜邦进入中国已经有30多年历史了，也就是从那时起，含氟TPT材料开始进入中国，伴随着杜邦集团的开疆拓土，含氟TPT材料却成为了光伏组件的主流。”一位背板供应商告诉《能源》记者。“业主更多的是出于稳定性的考虑。材料行业有句话，杜邦一出手，化工行业抖三抖，可见杜邦在化工材料领域的影响力。”

在竞标过程中，杜邦集团以强势姿态排挤竞争对手。在他们看来，实验数据毕竟和实践情况有区别，杜邦至少已经有25年的实践。

由于背板、镀膜的业主一般是运营商，辅材招标结果往往是业主意志的体现，一位光伏电厂从业者对《能源》记者表示：“有时候，招标文件中，一般都会规定‘必须采用TPT背板’”。这样业主有自主选择权，确立招标细则，进而按照自己的意志来选择供应商，一些PET、APE等不含氟背板被排除在外。

“APE，PET的问题在于企业进入光伏行业的历史不长，光伏组件运行的实践性跟杜邦不能比，历史上也没有被大规模地使用过，没有经过证明和验证，业主企业担不起这个风险。”上述业内人士表示。

而对APE背板的境遇，荷兰帝斯曼集团全资子公司、尚善新材料科技有限公司(以下简称“尚善新材料”)副总经理蔡书义能感同身受。2014年，蔡书义离开杜邦集团，创办了尚善新材料，开始长时间的探索。后来，荷兰帝斯曼曾秘密地对前者研发的环保型APE背板进行了长达两年的性能测试，对该背板各项性能都非常确定之后，正式对尚善提出收购。

相较于TPT产品，APE背板不含氟材料，在焚烧、降解处置过程中不排放含氟有毒物质，符合绿色设计要求;在生产过程中不使用热固性胶水，符合绿色制造趋势，利于回收再利用。

蔡书义认为：“从运行状况来看，APE可靠性非常好，阻水性已经达到了国内最好。” 去年下半年，获得了隆基乐叶背板镀膜订单。

不过对于整体背板而言，客户更倾向于采购杜邦的TPT含氟材料。

谈到为何不选择国产品牌时，帝斯曼一位负责人直言。“业主目前在选择背板时，对APE的信心还是不足。”在种种因素的推动下，含氟背板被越来越多的利用到了光伏电站，以及未来的分布式当中。

责任编辑：solar_robot