一個(gè)醞釀10年之久的光伏退役回收產(chǎn)業(yè)有望誕生，這將延伸、補(bǔ)齊光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的最后一環(huán)。
中國科學(xué)院電工研究所高級工程師、中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會(huì)秘書長呂芳稱，此環(huán)節(jié)也是整個(gè)光伏綠色產(chǎn)業(yè)鏈的“最后一公里”。
過去10年，呂芳是我國光伏退役回收工作的重要參與者、帶頭人，并主要研究退役光伏組件回收處理項(xiàng)目。“十二五”規(guī)劃期間，她依托863計(jì)劃(國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃)開啟對光伏組件回收的實(shí)驗(yàn)室研究，并于“十三五”規(guī)劃期間作為首席科學(xué)家聯(lián)合13家光伏企業(yè)和科研院所，承擔(dān)了對國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“晶硅光伏組件的回收處理成套技術(shù)和裝備”項(xiàng)目(以下簡稱“成套技術(shù)和裝備項(xiàng)目”)。
“上述包含了四個(gè)課題的成套技術(shù)和裝備項(xiàng)目，即將在2022年面向行業(yè)交卷。”2月22日，呂芳在接受記者采訪時(shí)表示，經(jīng)過10年的研究，我們已經(jīng)走到一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的前夜，光伏組件回收產(chǎn)業(yè)即將誕生。
近一年，有關(guān)光伏組件回收的聲音逐漸走高，相關(guān)政策密集發(fā)布。比如，近期，國家工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《加快推動(dòng)工業(yè)資源綜合利用實(shí)施方案》明確提出，推動(dòng)廢舊光伏組件、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。
在上述政策背后，碳中和潮流洶涌，未來光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將由“GW時(shí)代”跨越至“TW時(shí)代”。“中國已經(jīng)是光伏制造和應(yīng)用大國，這意味著，將來也是光伏組件回收大國。”呂芳意識(shí)到自己需要從幕后走向臺(tái)前，全力推進(jìn)光伏組件回收處理從科研向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變的進(jìn)程，這是一個(gè)新的開始。
回收“大潮”在即
21世紀(jì)以來，我國通過補(bǔ)貼激勵(lì)政策等一系列措施推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)一躍而上，問鼎全球。
截至2021年底，我國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)規(guī)模3.06億千瓦(即306GW)，已連續(xù)多年位居世界首位。當(dāng)年，我國光伏制造端產(chǎn)值已突破7500億元，出口額創(chuàng)歷史新高。碳中和目標(biāo)提出后，光伏又迎來黃金發(fā)展期，并成為促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長的重要力量。
中國光伏行業(yè)協(xié)會(huì)名譽(yù)理事長王勃華在“2021年發(fā)展回顧與2022年形勢展望線上研討會(huì)”上預(yù)測，2022~2025年，我國年均新增光伏裝機(jī)將達(dá)到83GW~99GW，2030年新增裝機(jī)水平將達(dá)到105GW～128GW。這意味著，光伏市場將進(jìn)一步提速、壯大。
同時(shí)，國際能源機(jī)構(gòu)一組預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，2030年，全球光伏組件回收將達(dá)800萬噸左右，迎來回收大潮。2050年，全球會(huì)有將近8000萬噸的光伏組件進(jìn)入回收階段。其中，中國將在2030年面臨需要回收達(dá)150萬噸的光伏組件，在2050年將達(dá)到約2000萬噸。
對于上述數(shù)據(jù)，呂芳表示有不同看法，“這一數(shù)據(jù)來源于國外，并且是多年前的預(yù)測，隨著近年來中國市場的發(fā)展以及技改項(xiàng)目等因素，實(shí)際數(shù)據(jù)應(yīng)該更大，高峰時(shí)間將來得更早，需要對大規(guī)模廢棄光伏組件回收引起重視。”
光伏組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心，主要由玻璃、背板、電池、鋁邊框、EVA、銅焊帶和接線盒等組成，各組成部分的多數(shù)材質(zhì)(玻璃、銅、鋁、硅、銀、鎵、銦等)可回收利用。但是，像含氟背板等卻存在回收難、污染環(huán)境的隱憂。
對含氟背板的回收問題，也是呂芳所在項(xiàng)目組研究的一個(gè)亮點(diǎn)和難點(diǎn)。“過去90%的光伏組件背板是含氟背板，不能燒、埋，否則會(huì)帶來不可逆的環(huán)境污染，對人體也有重大危害。”她比喻稱，對含氟背板的回收利用為一塊難啃的骨頭，但必須突破它。
目前，晶硅光伏產(chǎn)業(yè)鏈從硅料、硅片、電池片環(huán)節(jié)到生產(chǎn)出組件，再到電站應(yīng)用端已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無污染，但是退役光伏組件的不當(dāng)處理，就會(huì)給環(huán)境帶來污染。因此，在王勃華看來，光伏組件回收再利用將實(shí)現(xiàn)光伏全生命周期綠色發(fā)展。這不僅可以緩解資源短缺，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)再利用，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，還可以培育新興產(chǎn)業(yè)。
光伏組件回收工作與當(dāng)下全球奔赴碳中和的時(shí)代背景緊密相連。
我國目前正在經(jīng)歷一場廣泛而深刻的綠色低碳轉(zhuǎn)型，尤其是2020年我國碳中和目標(biāo)愿景提出后，低碳綠色高質(zhì)量發(fā)展正逐漸向社會(huì)生產(chǎn)與生活各領(lǐng)域滲透。在工業(yè)領(lǐng)域，工信部于2021年11月印發(fā)了《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》的通知，并將綠色制造放在了重要位置。
呂芳日前發(fā)文指出，自從2016年《巴黎協(xié)定》簽署并確定長期目標(biāo)以來，工業(yè)制造和產(chǎn)品綠色屬性逐漸強(qiáng)化。國際上，以歐盟和美國為代表的國家，出現(xiàn)了不同級別的對光伏產(chǎn)品的綠色評價(jià)與認(rèn)證。因此，實(shí)現(xiàn)光伏全生命周期綠色發(fā)展是一種趨勢，也代表著一種競爭力。
呂芳還表示，“綠色制造是一個(gè)新的競爭賽道，歐盟、美國等國際方面已經(jīng)準(zhǔn)備很久，今年和明年可能將提高市場準(zhǔn)入門檻。我國光伏產(chǎn)業(yè)全球化程度高，一些制造企業(yè)也越來越能感受到該趨勢。光伏行業(yè)需要逐漸由注重‘制造綠色’向‘制造綠色’和‘綠色制造’并重的方向轉(zhuǎn)變。”
產(chǎn)業(yè)化探索
過去數(shù)年，韓國、日本和來自歐盟的一些國家在光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化問題上布局較早。
值得借鑒的是，歐盟于2014年正式將光伏組件納入“報(bào)廢電子電氣設(shè)備指令”，還通過“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”回收組織負(fù)責(zé)處理廢舊光伏組件。2017年，又進(jìn)一步頒布了針對光伏組件回收的歐盟標(biāo)準(zhǔn)，并建設(shè)了化學(xué)法示范線和物理法/化學(xué)法綜合示范線。
我國退役光伏組件回收市場起步也并不晚。“十二五”規(guī)劃期間，我國光伏組件回收工作便已經(jīng)開啟。彼時(shí)，呂芳作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，依托863計(jì)劃對“光伏設(shè)備回收與無害化處理技術(shù)研究”專項(xiàng)課題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究。
這一時(shí)期的項(xiàng)目主要探索了熱解化學(xué)法和深冷物理法兩種光伏組件回收的技術(shù)路線，并建立模型預(yù)測了我國晶硅光伏組件和材料組分回收量的數(shù)據(jù)。
在此基礎(chǔ)上，2019年4月，呂芳又牽頭13家光伏企業(yè)和科研院所，實(shí)施國家科技部的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃可再生能源和氫能技術(shù)重點(diǎn)專項(xiàng)“成套技術(shù)和裝備項(xiàng)目”。
這是國內(nèi)首個(gè)國家級針對光伏組件回收技術(shù)和關(guān)鍵裝備研制的項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了對我國組件回收處理示范線及回收標(biāo)準(zhǔn)體系、監(jiān)管機(jī)制的進(jìn)一步探索。
呂芳向記者介紹，這次項(xiàng)目主要包括四個(gè)課題，一是由英利牽頭基于物理法對光伏組件環(huán)保處理成套工藝技術(shù)及關(guān)鍵裝備研究;二是由晶科能源牽頭的基于化學(xué)法對光伏組件環(huán)保處理成套工藝技術(shù)研究;三是由中國科學(xué)院電工研究所牽頭研究涉及新結(jié)構(gòu)、新材料的年代較新組件的新方法;四是對兩條技術(shù)路線進(jìn)行梳理與比較，探索技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，在配套服務(wù)建設(shè)方面，參與標(biāo)準(zhǔn)體系的制定，梳理明細(xì)表等。
上述課題中，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)是科研項(xiàng)目的重點(diǎn)。呂芳用“一半是海水，一半是火焰”來形容當(dāng)前國內(nèi)兩種不同的光伏組件回收技術(shù)路線。
“項(xiàng)目組希望通過對兩條技術(shù)路線的產(chǎn)能、耗能、質(zhì)量回收率等參數(shù)指標(biāo)比較，探究不同技術(shù)路線的優(yōu)劣勢，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化做準(zhǔn)備。”她表示。
據(jù)悉，目前國內(nèi)基于物理法和化學(xué)法的光伏組件回收示范線分別在河北保定和江西上饒建成。不過，從科研走向產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，究竟哪一種技術(shù)路線更適合，或者未來是否將形成“水火相容”的混合技術(shù)體系，目前具體的數(shù)據(jù)尚待公開。
除上述國家級光伏組件回收技術(shù)和關(guān)鍵裝備研制項(xiàng)目外，國家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司(以下簡稱“黃河公司”)自2017年起，還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。
黃河公司科技管理部主任石生斌告訴記者，截至2021年12月，公司開展的“晶硅光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化及設(shè)備國產(chǎn)化研究”科技項(xiàng)目已順利通過驗(yàn)收。這意味著，公司正式建成了綜合回收率超過90%，且年處理能力11萬片組件的全國首條組件回收中試線，形成了多晶硅、硅片、電池、組件、光伏電站規(guī)劃設(shè)計(jì)及建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、檢測評價(jià)及組件回收的垂直一體化光伏全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)，為降低光伏產(chǎn)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的影響做好了技術(shù)儲(chǔ)備。
“國家電投(即黃河公司的控股公司)是全球最大的光伏電站項(xiàng)目業(yè)主方，面臨的組件技改和退役回收需求也最大。”呂芳表示，黃河公司的技術(shù)路線與國家重點(diǎn)項(xiàng)目的路線不同，當(dāng)前國內(nèi)需要技術(shù)“百花齊放”。
在呂芳看來，過去10年，我國已經(jīng)在光伏組件回收方面做了充足準(zhǔn)備，并不比國外落后。算不上領(lǐng)跑，可以說是并跑狀態(tài)。
“這不是收破爛兒”
在光伏組件退役潮尚未來襲的當(dāng)下，國內(nèi)光伏領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)多集中于提高電池組件轉(zhuǎn)化效率等層面，試圖推進(jìn)發(fā)電成本進(jìn)一步降低，因此參與報(bào)廢光伏組件回收的企業(yè)仍較少。
與此同時(shí)，伴隨著政策暖風(fēng)，光伏組件回收產(chǎn)業(yè)化又備受關(guān)注。
除前文提及的《加快推動(dòng)工業(yè)資源綜合利用實(shí)施方案》外，在過去一年里，國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》、工信部等部門發(fā)布的《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2025)》、國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等政策，都為推進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)全鏈條綠色發(fā)展，推動(dòng)廢舊光伏組件回收利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用指明了方向。
呂芳表示，未來，光伏組件回收將成為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的新產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)，必然會(huì)有人進(jìn)入，不管是資本方還是工業(yè)界等都會(huì)進(jìn)入。但什么樣的人能做，什么樣的人不能做，這就需要標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)來進(jìn)行規(guī)范。
她強(qiáng)調(diào)：“這不是收破爛兒，誰都能做的事情。”
賽迪智庫集成電路產(chǎn)業(yè)研究所新能源研究室主任江華向記者表示，進(jìn)入“十四五”規(guī)劃時(shí)期，我國在廢棄光伏組件回收問題上越來越重視，也在相關(guān)政策中頻頻提及，但是專項(xiàng)政策仍相對空白，有關(guān)部門正加緊制定。他提出三點(diǎn)建議：第一，目前我國有完善的針對廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理的政策體系，類似歐盟可推動(dòng)廢棄光伏組件納入，采用《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》統(tǒng)一管理。當(dāng)然，也可以出臺(tái)專項(xiàng)政策。第二，明確針對廢棄光伏組件回收處理的細(xì)則，包括回收主體責(zé)任、處理企業(yè)的資質(zhì)認(rèn)定等。第三，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系。
呂芳說，圍繞組件回收需要建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系就好比一棵大樹，從無到有，不斷生出樹干，每個(gè)樹干再生出枝丫。目前，已梳理的標(biāo)準(zhǔn)就達(dá)到了20～30項(xiàng)，其中最重要的兩項(xiàng)先行標(biāo)準(zhǔn)：一是通用技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)，二是判廢標(biāo)準(zhǔn)。
近兩年，我國先后發(fā)布了兩項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)——《建筑用薄膜太陽能電池組件回收再利用通用技術(shù)要求》(GB/T 38785-2020)和《光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求(GB/T 39753-2021)。
呂芳透露，目前涉及光伏組件的判廢標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)通過最后一輪評審，很快就會(huì)出臺(tái)。
值得關(guān)注的是，除了政策與標(biāo)準(zhǔn)之外，高成本也是光伏組件回收市場難以回避的一個(gè)“門檻”。
無錫尚德總裁何雙權(quán)曾發(fā)文指出，目前很大一部分組件建于偏僻的西北地區(qū)或位于屋頂之上，增加了運(yùn)輸成本，同時(shí)需要購置專門的回收設(shè)備與相關(guān)材料，加上技術(shù)尚不成熟，投資消耗較大，回收物質(zhì)的純度卻不高，以及尚未形成大規(guī)模的操作形式，因此光伏組件回收成本仍高。江華也表示，在沒有補(bǔ)貼的情況下，光伏組件回收投資成本仍偏高，回本周期較長。
呂芳告訴記者，中國綠色供應(yīng)鏈聯(lián)盟光伏專委會(huì)聯(lián)合相關(guān)企業(yè)和院所，已成立了非營利性組織“光伏回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展合作中心”，以開展光伏回收產(chǎn)業(yè)市場培育工作。
“10年的研究即將結(jié)束，而一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)，正在形成。”她感慨道。
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