中國儲能網(wǎng)訊:隨著我國可再生能源裝機的快速增長,新型電力系統(tǒng)正加速建設(shè)。然而,風電、光伏和儲能設(shè)備的大規(guī)模應用也帶來了設(shè)備退役后的處理難題。若退役設(shè)備處理不當,不僅會造成資源浪費,還可能引發(fā)環(huán)境污染,并影響產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定與可持續(xù)性。因此,建議推動廢棄物循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展,強化對固體廢物、新污染物及塑料污染的治理。
新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“最后一公里”
我國新型電力市場建設(shè)持續(xù)加速。數(shù)據(jù)顯示,2024年,全國風電、光伏累計裝機量已達1410吉瓦。其中,光伏發(fā)電裝機容量約890吉瓦,同比增長45.2%;風電裝機容量約520吉瓦,同比增長18.0%。由于風電和光伏發(fā)電存在波動性,需要通過儲能等調(diào)節(jié)資源提升發(fā)電可靠性,因此我國的儲能裝機規(guī)模也在快速增長。根據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)數(shù)據(jù),截至2023年底,我國已投運的電力儲能項目累計裝機規(guī)模達86.5吉瓦,同比增長45%;其中,新型儲能累計裝機規(guī)模達到34.5吉瓦/74.5吉瓦時,主要以電化學儲能(鋰電池)為主。可以說,風電機組、光伏組件和鋰電池已成為新型電力系統(tǒng)的核心設(shè)備。
新能源設(shè)備的制造,高度依賴于關(guān)鍵材料,例如風電機組中的纖維材料、光伏組件中的多晶硅和銀以及鋰電池中的碳酸鋰等,其中部分資源屬于稀缺性強、環(huán)境代價大的礦產(chǎn)。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進,我國對相關(guān)資源的需求持續(xù)攀升,對整個系統(tǒng)的資源保障能力、可持續(xù)性發(fā)展及經(jīng)濟性帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。在這一背景下,退役新能源設(shè)備的回收成為應對資源、環(huán)境與經(jīng)濟三重挑戰(zhàn)的重要突破口。
資源可持續(xù)性
回收環(huán)節(jié)的建立是保障新型電力系統(tǒng)資源可持續(xù)性的關(guān)鍵途徑。以風電為例,風機正向大型化發(fā)展,葉片長度可超過百米,重逾40噸,主梁結(jié)構(gòu)需消耗5噸左右的碳纖維。根據(jù)目前的研究進展,利用新型的回收技術(shù)或材料配方可以使葉片實現(xiàn)降解,回收其中的碳纖維用于葉片等部件的再生產(chǎn)。而傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)的風機葉片,可粉碎后作為填料加入混凝土,使用在其他承重要求較低的部件上。
在光伏方面,《全球光伏白銀需求趨勢展望》報告顯示,2024年全國光伏產(chǎn)業(yè)對電子級銀粉的需求接近7000噸,但國內(nèi)銀礦儲量僅61萬噸。光伏組件含銀0.1%,1兆瓦退役光伏組件可回收接近20千克銀,市場價值超10萬元。此外,光伏板中的硅材料經(jīng)過回收處理后,約有70%~80%可再次用于光伏電池的生產(chǎn)。
在儲能方面,由于新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大,鋰電池中的鎳、鈷和鋰等金屬已成為戰(zhàn)略資源,回收價值不言而喻。
環(huán)境保護
退役的新能源設(shè)備如果未被妥善處理,會對環(huán)境造成嚴重污染。例如,風機的葉片、光伏面板中的多晶硅、電池中的金屬和有機溶劑,若直接填埋或焚燒,不僅會污染土壤、水源,還可能產(chǎn)生有害氣體,并增加碳排放,對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成威脅。
建立規(guī)范的設(shè)備回收體系,有助于對廢棄設(shè)備進行分類拆解、無害化處理或再利用,減少廢棄物對環(huán)境的影響,以及減少資源開發(fā)對環(huán)境的破壞和對土地資源的長期占用,實現(xiàn)從“灰色處理”到“綠色閉環(huán)”的轉(zhuǎn)變。
經(jīng)濟效益
新能源關(guān)鍵設(shè)備的回收具有環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。一方面,設(shè)備回收可減少企業(yè)對高成本原材料的依賴,降低采購成本;另一方面,通過拆解、提純和再制造,可將退役設(shè)備中的材料加工為高附加值的再生產(chǎn)品,為企業(yè)帶來新的利潤增長點。在新能源行業(yè)原材料價格波動較大的行情下,構(gòu)建穩(wěn)定、高效的設(shè)備回收利用體系,將成為企業(yè)控制成本、提升競爭力的重要策略,也將成為推動我國循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的重要抓手。
2023年7月,國家發(fā)展改革委等多部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于促進退役風電、光伏設(shè)備循環(huán)利用的指導意見》,首次對我國風電、光伏領(lǐng)域退役設(shè)備的循環(huán)利用作出系統(tǒng)部署。2024年全國兩會期間,《關(guān)于分類深入推進新能源產(chǎn)業(yè)再生資源回收利用體系建設(shè)的提案》針對退役風機葉片、光伏組件、電池回收提出了分類施策的方案。這些政策和提案的核心目標是推動構(gòu)建“資源-產(chǎn)品-再生資源”的設(shè)備循環(huán)利用閉環(huán)體系,通過技術(shù)手段與制度設(shè)計,實現(xiàn)關(guān)鍵材料的有效回收和再利用,緩解原材料緊張、環(huán)境污染和成本攀升等問題??梢哉f,設(shè)備回收環(huán)節(jié)是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的“最后一公里”,也是實現(xiàn)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵支持力量。
風機、光伏和儲能設(shè)備回收的挑戰(zhàn)與應對
風機設(shè)備回收:推動葉片材料全生命周期的綠色循環(huán)
風機葉片的回收再利用是風電設(shè)備回收的難點之一。現(xiàn)階段,我國大多數(shù)葉片采用纖維增強的熱固型復合材料,這種材料的回收技術(shù)仍處于研究階段,尚未實現(xiàn)大規(guī)模應用。當前退役的風機葉片降解難度大且回收比例低,很多重達數(shù)十噸的退役葉片在拆除之后直接進行填埋處理,不僅造成資源的極大浪費,更給環(huán)境造成巨大負擔。
我國從2000年左右開始大規(guī)模推進風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。風電機組的設(shè)計壽命一般為20~25年,因此,風電產(chǎn)業(yè)即將迎來第一波大規(guī)?!巴艘鄢薄?,其中便包含大量的退役葉片。來自清華環(huán)境研究院的信息顯示,到2035年,我國退役風機葉片規(guī)模將達52.7萬噸。這也意味著,我國風機葉片的回收再利用已迫在眉睫。
為應對這一挑戰(zhàn),建議從政策端和技術(shù)端同步推進。一方面,明確回收責任和處置要求,借鑒部分歐洲國家對纖維增強復合材料填埋的禁令,推動建立風電葉片回收的強制性標準。另一方面,鼓勵企業(yè)加大對相關(guān)技術(shù)研發(fā)的投入力度,對存量和增量的風機葉片制定相應的回收技術(shù)路線,讓風機設(shè)備具備100%可回收的技術(shù)可行性。此外,加強跨行業(yè)合作,共同探索風電設(shè)備回收的有效途徑,拓寬回收材料利用的領(lǐng)域,提高材料再利用率,實現(xiàn)風電設(shè)備的全生命周期管理。
光伏組件回收:通過政策推動全面市場化
光伏組件的回收和再利用,主要難點是拆解和再生過程較為復雜。目前,市場存在大量“小作坊”式回收主體,為了盈利往往忽視環(huán)保處理,造成潛在的環(huán)境風險。同時,正規(guī)回收企業(yè)因收購廢舊光伏組件的貨源不穩(wěn)定,導致回收成本高,盈利較為困難,整個行業(yè)尚未形成有效閉環(huán)。根據(jù)國際能源署預測,到2030年,中國需要回收150萬噸光伏組件。然而,我國目前在回收標準、補貼機制等方面仍不完善,制約了回收體系的市場化進程。
為了推動光伏組件回收行業(yè)的健康發(fā)展,我國亟需建立健全光伏組件全生命周期管理機制,明確光伏組件回收的技術(shù)標準,并通過實施稅收優(yōu)惠、補貼等方式,鼓勵企業(yè)加大對光伏組件自動化回收技術(shù)的研發(fā)和應用力度,提高回收效率和經(jīng)濟效益。
儲能設(shè)備回收:推動行業(yè)降本增效
在新型電力系統(tǒng)中,儲能是提升電力可靠性和穩(wěn)定性的必要手段,目前主要的儲能設(shè)備是鋰離子電池。我國儲能電池的發(fā)展相對較晚,因此沒有動力電池回收形勢那么嚴峻,但考慮到目前儲能電池的增長速度,未來的退役規(guī)模不可小覷。2023年,我國新增投運新型儲能裝機達到21.5吉瓦/46.6吉瓦時,是2022年新增投運規(guī)模的三倍??紤]到磷酸鐵鋰儲能電站使用壽命一般在7~10年,預計從2026年開始,大批儲能電站的電池將面臨退役。此外,與動力電池相比,儲能電池退役更難以開展梯次利用,重點仍放在再生利用,也就是拆解后材料級的回收。
目前,我國儲能電池回收市場還未起步,缺乏完善的體制機制來規(guī)范回收過程。未來需要政府和企業(yè)共同努力,完善相關(guān)政策法規(guī)和標準,加強對回收市場的監(jiān)管,建立健全回收體系,確保儲能電池得到合理回收和再利用。
未來展望與建議
要推動新能源關(guān)鍵設(shè)備回收體系的高質(zhì)量發(fā)展,筆者認為,必須在技術(shù)端和政策端協(xié)同發(fā)力。一方面,研究機構(gòu)和企業(yè)應加強聯(lián)合,加大對高效回收技術(shù)研發(fā)的投入力度。通過產(chǎn)學研合作,針對新能源設(shè)備回收的技術(shù)難點,加快技術(shù)創(chuàng)新步伐,提高回收效率和質(zhì)量,降低回收成本,為回收環(huán)節(jié)的發(fā)展提供堅實的技術(shù)支撐。另一方面,完善回收行業(yè)的政策激勵和監(jiān)管機制。對于光伏組件等回收盈利困難的設(shè)備,應通過實施稅收優(yōu)惠、財政補貼等措施,鼓勵企業(yè)積極參與回收行業(yè)的發(fā)展。加強對回收市場的規(guī)范和管理,確?;厥者^程合法合規(guī),為回收行業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造良好的政策環(huán)境。建立“生產(chǎn)者責任延伸+碳足跡追蹤”制度,通過“誰生產(chǎn)誰負責”的制度設(shè)計,從源頭強化企業(yè)回收責任,全面推動新能源設(shè)備的回收。
設(shè)備回收是新型電力系統(tǒng)從“清潔發(fā)電”邁向“全生命周期綠色化”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。面對我國新能源設(shè)備“退役潮”的迫近,唯有通過技術(shù)創(chuàng)新、政策激勵與完善監(jiān)管機制,才能將回收從“企業(yè)負擔”轉(zhuǎn)化為“價值引擎”,促進新能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。