作為風電、光伏制造和應用大國,我國風電、光伏累計裝機量和新增裝機量多年來穩居全球第一。隨著技術進步和設備更新,早期的部分風電、光伏設備逐步進入退役期,未來幾年將迎來大規模集中退役。《經濟參考報》記者在采訪調研中發現,當前我國退役風電、光伏設備循環利用尚處于起步階段,面臨著技術、標準、環保、經濟性等諸多難題,且多數企業參與意愿不足,循環處理能力有限。
業內人士指出,目前,大量新增裝機和退役組件,正成為我國風電、光伏產業的一體兩面,要謹防“新能源”變成“新廢品”,開發新能源的同時造成“新污染源”。須建立規范監管以及支持引導政策制度,加大回收利用技術研發力度,系統構建清晰的協同發展格局,創新優化商業模式,打通回收利用“最后一公里”,依靠循環利用變廢為寶。
“風光有限”:大批量設備面臨退役
賀蘭山下,一臺臺風力發電機組矗立;戈壁灘上,一塊塊太陽能電池板鋪開……2003年投運第一座風電場的寧夏,經過多年發展,已形成8個大規模風電光伏產業集群,成為我國大規模推廣應用綠色能源的重要基地。
然而,“風光資源”雖然無限,但風機、光伏組件的使用壽命有限。據了解,按照風機設計壽命周期20年計算,預計從“十四五”后期開始,寧夏部分早期建設的風電機組將逐漸退役。
“最早投運的大多是兆瓦級以下的風電機組,隨著風電制造業迅猛發展,當時的設備利用效率比較低,再加上運行了十幾年,設備損耗大、故障率高,很多設備‘光見轉,不發電’。”寧夏一新能源公司負責人說。
寧夏賀蘭山第一發電場。資料照片
這并非個例。2000年以來,我國新能源產業邁入規模化發展快車道。截至2023年10月底,我國太陽能發電裝機容量約5.4億千瓦,風電裝機容量約4.0億千瓦。
“早期建設的風電、光伏設備逐步進入退役期,而且隨著技術的不斷進步,更低成本、更高效率的風電機組、光伏組件會替代此前的設備。既有項目的技改需求旺盛,導致很多風電機組、光伏組件退役時間點提早到來,退役規模比預想的更大。”中國技術經濟學會環境技術經濟分會常務理事張建紅告訴記者,預計“十四五”后期,我國將迎來第一批大規模退役風電機組,規模將超過100萬千瓦。而光伏組件則將在2030年前后進入報廢密集期,2035年開始,總回收量將急劇增加。
中國物資再生協會風光設備循環利用專業委員會發布的《2022中國風電光伏設備循環利用產業發展報告》預計,到“十五五”末期,年退役風機規模將達到1000萬千瓦左右;2030—2040年間,累計退役風機規模將達到2.5億千瓦。2030年,光伏組件累計待回收量將達1780萬千瓦。
促進退役風電、光伏設備循環利用是落實資源全面節約戰略的重要內容,也是推動實現碳達峰、碳中和的應有之義和建設美麗中國的內在要求。
清華蘇州環境創新研究院副院長么新表示,退役風電、光伏設備循環利用,不僅可以減少設備生產運維過程中的原生材料消耗,降低新能源產業自身的碳排放,減少環境污染,還可以有效提高原材料資源利用效率,減少原生資源開采。
數據顯示,預計到2030年,我國累計退役的風電、光伏設備產生的廢棄物約3500萬噸。這些退役新能源設備中蘊含著豐富的資源。初步估算,每兆瓦風電設備退役后可循環利用鋼鐵、銅、鋁、玻璃纖維等材料100噸至240噸,每兆瓦光伏設備退役后可循環利用銅、鋁、塑料等材料60噸至80噸。
意愿不足:經濟利用、環保存難題
今年8月,相關部門出臺了《關于促進退役風電、光伏設備循環利用的指導意見》,部署從綠色設計、規范回收、高值利用、無害化處置等方面構建退役風電、光伏設備循環利用體系,促進新能源產業高質量發展。
但《經濟參考報》記者在采訪中發現,面對近在眼前的設備集中退役,目前業內對于如何處置風電、光伏退役設備仍無最佳可行技術,相關回收利用工作尚處于起步階段,很多企業參與意愿低,創新研究和應用跟不上。
一方面,退役設備規模儲量大、回收難度更大。“以一個總裝機規模為20萬千瓦、單個風機為5兆瓦、單個葉片重20噸的風電場為例,退役后的葉片總重量將達到2400噸左右。”中材科技(酒泉)風電葉片有限公司工藝裝備部工程師劉錦帆介紹,風機、光伏電站多位于沙漠、戈壁、高山、海上等自然條件惡劣地區,高難度的運輸條件將“勸退”很多企業參與回收。
另一方面,技術不成熟也制約了退役設備材料回收利用的環保性和經濟性。以風機葉片回收為例,目前我國存在三種較為主流的回收方式:第一種是將葉片進行拆解,將材料進行重復利用,用于市政建設等領域;第二種是將葉片打碎,回收后添加進建筑材料,增強材料性能;第三種則是進行化學回收,分解后再進行重新利用。“但這三種處理方案均存在環保不夠友好、技術不夠成熟、經濟性不夠好等問題,難以實現大規模產業化發展。”張建紅說。
光伏設備回收利用存在著類似的問題。“光伏面板的材料多為多晶硅、液體銀、玻璃、鋁制邊框等,其中鋁邊框較易回收利用,但其中的多晶硅、液體銀等材料分離技術難度大、工藝復雜、分離成本高,目前也沒有大規模回收利用的場景。” 甘肅酒泉正泰新能源科技有限公司負責人任偉告訴記者。
此外,相關標準規范體系建設相對滯后。在張建紅看來,當前,我國對風電光伏設備的判廢依據彈性較大,還需進一步研究更加科學合理的判廢依據,使該報廢的設備及時進入循環利用通道。
規范建設:技術、市場“兩手抓”
業內人士表示,當前,大量新裝機上馬的同時,又有大量舊設備下馬,在沒有成熟回收方案的背景下,潛藏的環保隱患非常大。
據了解,我國早期退役的風電、光伏設備多分布在偏遠地區,且較為分散,一些地區簡單露天堆放、填埋或焚燒處置退役設備,不僅占用土地,還將導致環境污染。建立退役設備監管以及支持引導政策制度已成當務之急。
業內人士建議,首先要建立并完善風電和光伏回收標準、規范和技術要求,鼓勵和支持回收利用跨區域合作和技術交流。
“光伏組件在回收利用時應充分考慮環保問題,避免一些企業僅把有價值的設備如接線盒、鋁邊框等部件拆掉,而對其他部件直接焚燒或隨意掩埋,導致空氣、土壤污染。”一位業內人士說,建議國家層面出臺相關標準規范,加大光伏組件回收利用關鍵技術研發支持力度,增加激勵性稅收政策,保護新技術及工藝的知識產權,讓光伏組件處置更規范、更科學、更環保。
對于退役風電機組,可加強財政稅收支持,獎勵實施或滿足綠色供應要求的企業;同時,由行業協會與龍頭企業共同商討建立回收標準,由權威產品檢測機構進行質量認證和追蹤。
此外,需分類明確產業鏈各環節主體責任,系統構建清晰的協同發展格局。圍繞光伏、風電和儲能裝備,盡快劃分政府、發電企業、設備制造企業、回收利用企業各自的責任,形成責任清晰、協同融合的長效機制與有機責任鏈條,合理界定報廢與處置環節、回收與再利用環節權責邊界。
大量舊設備退役,帶來的不僅是挑戰,也有發展機遇。張建紅認為,可推行環境污染第三方治理,由專業公司進行退役風電、光伏的回收與處置。同時,還需加強資源化后再生產品的市場消費引導。如果不能形成市場,前端的再生利用就難以持續。
“市場層面要創新商業模式,打通回收利用‘最后一公里’。”張建紅建議,首先要創新管理方式,將其回收利用同時納入新能源產業體系和工業固廢再生利用產業體系,充分發揮產業鏈鏈長引領作用,因地制宜、分類構建回收利用網絡;其次要創新價費機制,將回收處置成本傳導至產業鏈各環節,按照成本結構、規模等收取相應費用,專項用于退役設備回收與處置的補貼;再次,創新投融資模式,可建立退役風電、光伏組件回收利用產業基金,對接資本市場;最后,創新交易方式,鼓勵產業鏈鏈長、行業協會和頭部企業共同搭建政策、信息、技術等市場交易共享平臺,活躍交易市場。
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