中國(guó)工業(yè)報(bào) 余娜
2000年邁入規(guī)?；l(fā)展快車道的中國(guó)風(fēng)電與光伏產(chǎn)業(yè)，即將抵達(dá)20至25年設(shè)計(jì)使用壽命的終點(diǎn)，迎來首批大規(guī)模退役潮。
來自國(guó)際環(huán)保組織綠色和平7月6日發(fā)布的一份名為《可再生能源零廢未來：風(fēng)電、光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》(以下簡(jiǎn)稱“報(bào)告”)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將在2025年迎來第一批大規(guī)模退役潮，退役規(guī)模將超過1.2GW;緊隨其后，2030年光伏組件將進(jìn)入密集報(bào)廢期，預(yù)計(jì)可回收容量高達(dá)17.8GW。到2040年風(fēng)電退役累計(jì)將達(dá)到約280GW，光伏退役組件累計(jì)規(guī)模將達(dá)到約250GW。
新疆金風(fēng)科技股份有限公司董事長(zhǎng)(以下簡(jiǎn)稱“金風(fēng)科技”，02208.HK)武鋼認(rèn)為，“風(fēng)機(jī)退役有可能帶來大量待回收材料，這些退役的材料中所含有的銅、鋼、水泥、碳纖維/玻璃纖維等物質(zhì)仍具備很高的回收價(jià)值。如何在不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害的基礎(chǔ)上，對(duì)退役風(fēng)機(jī)進(jìn)行高效回收再利用，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展最重要的一環(huán)?！?
“組件回收是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的最后一環(huán)，也被視為整個(gè)光伏綠色產(chǎn)業(yè)鏈的‘最后一公里’。希望供應(yīng)鏈上下游企業(yè)、科研院所、投資機(jī)構(gòu)以及社會(huì)各界力量積極參與，探索切實(shí)可行的光伏回收產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式，共建退役光伏組件回收的健康市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)光伏組件全生命周期綠色發(fā)展。”英利集團(tuán)創(chuàng)始人苗連生建議。
2025年組件陸續(xù)走向退役
截止至2021年底，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量達(dá)328GW，光伏累計(jì)裝機(jī)量達(dá)306GW，已連續(xù)數(shù)年保持全球裝機(jī)量首位。
伴隨中國(guó)3060雙碳目標(biāo)的出臺(tái)，無數(shù)目光聚焦在風(fēng)、光等可再生能源行業(yè)。綠色環(huán)保的回收方式，不僅能為退役組件賦予新的價(jià)值，在創(chuàng)新科技的加持下，前沿的回收方法還能大量減少風(fēng)電、光伏壽命盡頭的二氧化碳排放及對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，助力可再生能源高速發(fā)展。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2021年底，中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)超過17萬臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)的風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量2025kW，當(dāng)年新增機(jī)組平均單機(jī)容量達(dá)到3114kW。其中，2.0-2.9兆瓦風(fēng)電機(jī)組占比最高，占累計(jì)裝機(jī)容量47.3%，是市場(chǎng)的主力機(jī)型;3MW及以上風(fēng)電機(jī)組所占市場(chǎng)份額不斷增長(zhǎng)，占新增容量的八成以上。
伴隨風(fēng)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大以及機(jī)組大型化發(fā)展的趨勢(shì)，機(jī)組相關(guān)部件如風(fēng)機(jī)塔筒、機(jī)艙罩、葉片等的尺寸和原材料用量也在相應(yīng)增加，為風(fēng)電回收帶來巨大市場(chǎng)空間。風(fēng)機(jī)的機(jī)艙、塔筒、葉片等部件包括銅、鋼、水泥、碳 纖維/玻璃纖維等材料，在風(fēng)機(jī)退役后均具有回收價(jià)值。其中，風(fēng)機(jī)艙罩、塔筒中包括的銅、鋼等90%左右的可回收材料具備成熟的回收體系。而風(fēng)電葉片機(jī)組及配套設(shè)施中所使用的復(fù)合材料卻最難回收處理。
據(jù)了解，風(fēng)電葉片是一個(gè)由復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不同部件由不同的材料構(gòu)成，并且根據(jù)制造商和應(yīng)用場(chǎng)景的不同，葉片所涉及的結(jié)構(gòu)和使用的材料也各不相同。整體而言，玻璃纖維/碳纖維樹脂復(fù)合材料憑借其輕質(zhì)高強(qiáng)、性能可設(shè)計(jì)的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，成為全球風(fēng)機(jī)葉片的核心材料，其在整個(gè)風(fēng)電葉片中的重量占了90%以上。但復(fù)合材料由于在化學(xué)交聯(lián)過程中具有不可逆性，產(chǎn)品固化成型后不可再熔化、重塑或自然降解，難以進(jìn)行循環(huán)利用。因此，當(dāng)前風(fēng)機(jī)葉片回收技術(shù)難度大、成本高，其退役后的回收模式也尚處于探索中。
來自報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)機(jī)葉片復(fù)合材料用量約在16-18千克/千瓦左右。假設(shè)按照目前國(guó)內(nèi)已應(yīng)用的廢棄葉片回收利用模式——葉片破碎之后用來鋪路，以節(jié)省鋪路的石子價(jià)格約100元 /噸11計(jì)，則可簡(jiǎn)單計(jì)算出在即將到來的首批風(fēng)機(jī)退役潮初期(2025-2030年)，風(fēng)機(jī)葉片采用現(xiàn)有回收利用模式在復(fù)合材料利用方面每年可產(chǎn)生的價(jià)值約在200萬-2000萬之間。
中國(guó)光伏組件產(chǎn)量連續(xù)15年位居全球第一, 累計(jì)裝機(jī)量連續(xù)7年位居全球首位，占據(jù)全球光伏總裝機(jī)容量的近1/3。根據(jù)《全球光伏》的調(diào)查，截止2022年3月底，全球累計(jì)光伏裝機(jī)總量跨越1太瓦大關(guān)，光伏正式進(jìn)入太瓦級(jí)“T”時(shí)代。與此同時(shí)，伴隨光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，大量光伏組件的使用也產(chǎn)生了一個(gè)新的環(huán)境問題：光伏組件的使用壽命一般在20到25年左右，隨著光伏組件產(chǎn)品的快速更迭，目前安裝的第一批太陽能電池板中有相當(dāng)一部分已需要退役。
報(bào)告分析，基于光伏組件20到25年的設(shè)計(jì)壽命與過往裝機(jī)量數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)，2025年前后首批光伏組件將陸續(xù)走向退役;自2030年開始，光伏組件的廢棄量隨著2000年到2010年裝機(jī)量的大幅發(fā)展而顯著增加，行業(yè)將進(jìn)入光伏組件報(bào)廢的密集期;截至2030年累計(jì)待回收容量達(dá)17.8GW，相當(dāng)于需要 1200列滿載50個(gè)四十英尺集裝箱的中歐班列方可裝載;因2015年前后爆發(fā)式的裝機(jī)量增長(zhǎng)，從2035年開始待回收總量將呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，2040年預(yù)計(jì)累計(jì)回收量將達(dá)到252GW。
據(jù)了解，光伏組件中90%的材料可進(jìn)行循環(huán)再利用，通過廢舊光伏組件的回收再利用，可以實(shí)現(xiàn)稀有金屬、玻璃、鋁材以及半導(dǎo)體等物質(zhì)的循環(huán)使用，其中晶體硅電池的電極制備需要消耗銀、銅、硅等材料，這些材料在其他尖端技術(shù)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。到2040 年，報(bào)廢光伏組件中累計(jì)可回收利用的玻璃高達(dá)近1400萬噸，其他材料也分別達(dá)數(shù)十萬及數(shù)百萬噸不等，資源回收價(jià)值極高。
此外，由于風(fēng)電和光伏部件在生產(chǎn)過程中的能源消耗與工藝流程會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳排放，高效的回收產(chǎn)業(yè)還可大幅度減少組件全生命周期的碳排放，極大助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，若一臺(tái)1.5MW的風(fēng)機(jī)被100%回收，可減少約600噸二氧化碳排放。隨著回收規(guī)模的增長(zhǎng)，在2040年累計(jì)回收規(guī)模達(dá)280GW，將可減少約1.13億噸的碳排放。若1噸廢棄光伏組件被回收利用，可減少約5.41噸二氧化碳的排放;若2040年累計(jì)回收量到達(dá)約250GW，可減少約1.08億噸碳排放。
綠色環(huán)保的回收方式同樣能夠緩解裝機(jī)退役隨之而來的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)。以風(fēng)電為例，至2040年，風(fēng)電行業(yè)將累計(jì)產(chǎn)生3000萬噸廢鋼、回收價(jià)值超過900億元，以及80萬噸廢銅、回收價(jià)值近500億元。與此同時(shí)，難以回收的風(fēng)機(jī)葉片將產(chǎn)生220萬噸廢棄玻璃纖維，以及近120萬噸廢棄樹脂和膠，若回收不當(dāng)將造成生態(tài)環(huán)境污染。
“風(fēng)電、光伏的回收產(chǎn)業(yè)不僅能夠?yàn)橥艘鄣慕M件賦予新的價(jià)值，在創(chuàng)新科技的加持下，前沿的回收方法能夠大量減少風(fēng)光壽命盡頭的二氧化碳排放、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，避免這些影響對(duì)可再生能源行業(yè)的反噬，助力可再生能源行業(yè)可持續(xù)地高速發(fā)展?！本G色和平東亞地區(qū)氣候與能源項(xiàng)目主任李嘉童分析。
市場(chǎng)模式政策支持尚待完善
中國(guó)可再生能源回收行業(yè)伴隨長(zhǎng)期遺留問題發(fā)展至今，市場(chǎng)空間規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈豐富度高、雙碳目標(biāo)執(zhí)行力強(qiáng)。不過，如何走好“最后一公里”，仍亟待完善可行的商業(yè)模式與政策支持。
在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)葉片回收市場(chǎng)尚處于起步階段，缺少成熟的商業(yè)化模式。通過政策激勵(lì)，引導(dǎo)更多資金進(jìn)入葉片回收產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)新技術(shù)路線的研發(fā)和新商業(yè)模式的建立，鼓勵(lì)葉片回收與其他領(lǐng)域聯(lián)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同，都將成為促進(jìn)葉片回收市場(chǎng)發(fā)展的重要方向和途徑。
中國(guó)工業(yè)報(bào)獲悉，目前廢棄風(fēng)機(jī)葉片的回收處置主要有以下三種模式。第一種，由風(fēng)機(jī)制造企業(yè)主導(dǎo)。風(fēng)機(jī)制造企業(yè)負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)拆解和有用物資的回收利用，循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域企業(yè)負(fù)責(zé)廢物的處理，風(fēng)電場(chǎng)配合，利益三方分成。第二種，專業(yè)化公司主導(dǎo)。進(jìn)入市場(chǎng)大規(guī)模階段，專業(yè)化公司在充分了解風(fēng)電市場(chǎng)的基礎(chǔ)上，利用自身專業(yè)的回收技術(shù)和市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方面的專長(zhǎng)，主導(dǎo)風(fēng)機(jī)拆解回收利用和廢物處理，風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主無需付費(fèi)給專業(yè)化公司，雙方收益進(jìn)行分成。第三種，應(yīng)用端的多領(lǐng)域協(xié)同。除上述模式外，在回收廢棄物應(yīng)用端的商業(yè)合作模式創(chuàng)新同樣值得關(guān)注。 此類模式下，通過擴(kuò)大廢棄葉片的回收應(yīng)用途徑，促進(jìn)多領(lǐng)域協(xié)同，可以增加市場(chǎng)消費(fèi)量，提高其循環(huán)利用價(jià)值。
對(duì)于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)而言，國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)以及相關(guān)環(huán)保政策不斷明確和加強(qiáng)，風(fēng)機(jī)葉片等廢棄物回 收、循環(huán)利用正獲得有關(guān)注部門越來越高的關(guān)注。在2021年10月國(guó)務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中，已明確提出“完善廢舊物資回收網(wǎng)絡(luò)，推行‘互聯(lián)網(wǎng)+’回收模式;推進(jìn)退役動(dòng)力電池、光伏組件、風(fēng)電機(jī) 組葉片等新型產(chǎn)業(yè)廢物循環(huán)利用”。為實(shí)現(xiàn)行動(dòng)方案目標(biāo)，科技研發(fā)方面也需提供保障。為此，2022年2月，國(guó)家工信部、國(guó)家發(fā)改委、科技部等八部委聯(lián)合印發(fā)了《加快推動(dòng)工業(yè)資源綜合利用實(shí)施方案》，提出推動(dòng)廢舊風(fēng)電葉片等新型固廢綜合利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，未來的政策措施可以包括補(bǔ)貼或納稅減免。這將十分有助于推動(dòng)加快建設(shè)完整、健全的風(fēng)機(jī)葉片回收產(chǎn)業(yè)。
“在政策層面，應(yīng)加強(qiáng)財(cái)政稅收支持力度。在回收利用規(guī)模較小的初期，缺乏規(guī)模效應(yīng)，可出臺(tái)一些財(cái)政稅收政策，并設(shè)立專門的風(fēng)機(jī)回收利用基金。對(duì)拆解回收項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后給予一定資金獎(jiǎng)勵(lì);對(duì)于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)施、或滿足綠色供應(yīng)要求的企業(yè)，給予稅收或金融政策優(yōu)惠。在市場(chǎng)層面，加強(qiáng)科技攻關(guān)。針對(duì)葉片回收技術(shù)的難點(diǎn)、對(duì)環(huán)境友好的替代材料的研發(fā)，組織相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、風(fēng)機(jī)制造企業(yè)、風(fēng)電開發(fā)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，加強(qiáng)跨行業(yè)協(xié)作。充分利用市場(chǎng)資源配置的特點(diǎn)，推動(dòng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)與社會(huì)其他行業(yè)間的合作交流，增加利用途徑，擴(kuò)大市場(chǎng)消納空間，提高循環(huán)利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益?！眻?bào)告建議。
大規(guī)模廢棄光伏組件來襲的浪潮，正為光伏產(chǎn)業(yè)帶來全新的業(yè)態(tài)和商機(jī)。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)預(yù)測(cè)，“十四五”期間中國(guó)年均光伏新增裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到90GW。然而如果退役光伏組件無法得到妥善回收，將占據(jù)大量土地資源，進(jìn)而直接影響到新增裝機(jī)規(guī)模，阻礙雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
廢棄光伏組件的回收再利用可催生新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，每年大量的銅、銀等多類金屬被回收后可進(jìn)入金屬交易市場(chǎng)，衍生如“有色金屬期貨交易平臺(tái)”等新型平臺(tái)渠道，催生經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，增加稅收。與此同時(shí)，還將帶動(dòng)光伏組件回收處理流程各個(gè)環(huán)節(jié)(組件收集、運(yùn)輸、處理、再利用等)的勞動(dòng)力需求和就業(yè)崗位的增加。
據(jù)悉，當(dāng)前在全球范圍，特別是德國(guó)、日本等光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早的發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著第一批商業(yè)化應(yīng)用的光伏組件使用陸續(xù)滿25年甚至滿30年，光伏組件的回收處理問題已受到這些國(guó)家的關(guān)注。我國(guó)目前有完善的針對(duì)廢棄電器、電子產(chǎn)品回收處理的政策體系，類似歐盟的WEEE，已于 2009 年 2 月 25 日簽發(fā)了《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管 理?xiàng)l例》( 以下簡(jiǎn)稱《管理?xiàng)l例》)，并于 2011 年 1 月 1 日起執(zhí)行。但尚未將廢棄光伏組件納入其中。
“現(xiàn)階段，我國(guó)光伏組件退役數(shù)量尚未爆發(fā)性增長(zhǎng)，光伏組件回收規(guī)模還較小，國(guó)內(nèi)也沒有形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈，呼吁相關(guān)部門努力研究和出臺(tái)相關(guān)政策，對(duì)光伏組件回收處理產(chǎn)業(yè)加以指導(dǎo)和要求，填補(bǔ)這部分空白?！眻?bào)告建議。
另據(jù)一道新能源首席技術(shù)官(CTO)宋登元分析，“目前已有的‘廢棄電器電子產(chǎn)品處理管理?xiàng)l例’不完全適合光伏組件。大部分電器電子產(chǎn)品大多為B2C模式，而面臨報(bào)廢的光伏組件以B2B模式為主。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)仍缺乏完善的組件回收處理標(biāo)準(zhǔn)體系、組件判廢標(biāo)準(zhǔn);缺乏成熟的組件回收處理商業(yè)模式、主體責(zé)任;組件處理技術(shù)仍處于發(fā)展階段，未形成規(guī)模處理能力。”
光伏作為新興固廢，在我國(guó)回收產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。在國(guó)內(nèi)，英利集團(tuán)、河北大學(xué)、零碳發(fā)展研究院等單位自 2010 年開始研究組件回收關(guān)鍵技術(shù)，重點(diǎn)研究以物理法為主的綠色環(huán)保拆解分離技術(shù)及裝備，涵蓋光伏組件回收方法、裝備及關(guān)鍵技術(shù)等。與此同時(shí)，晶科能源(688223.SH)聯(lián)合中國(guó)環(huán)科院和中南大學(xué)，以熱解化學(xué)法為核心，開發(fā)光伏組件高價(jià)值環(huán)保處理關(guān)鍵技術(shù)及核心設(shè)備，并搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及示范線。
不少企業(yè)已加緊布局光伏組件回收這一新興市場(chǎng)。晶科能源2021年年報(bào)顯示，晶科能源是國(guó)內(nèi)最早一批開始進(jìn)行光伏組件回收技術(shù)開發(fā)的公司，進(jìn)展處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。2019年公司開始搭建和試運(yùn)行回收示范線，并承接十三五國(guó)家重大專項(xiàng)“晶硅光伏組件回收處理成套技術(shù)和裝備”項(xiàng)目，推進(jìn)規(guī)模化組件回收。自2017年起，國(guó)家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司也已率先自主開展光伏組件環(huán)保處理、回收的關(guān)鍵技術(shù)和裝備的研究。5月6日，格林美(002340.SZ)在深交所互動(dòng)易上回復(fù)投資者，公司一直在關(guān)注光伏組件的回收與利用，也啟動(dòng)了相關(guān)技術(shù)研究，將適時(shí)建設(shè)回收光伏組件的回收工廠。
來源：中國(guó)工業(yè)新聞網(wǎng)
