一個醞釀10年之久的光伏退役回收產業(yè)有望誕生，這將延伸、補齊光伏產業(yè)鏈上的最后一環(huán)。
中國科學院電工研究所高級工程師、中國綠色供應鏈聯(lián)盟光伏專委會秘書長呂芳稱，此環(huán)節(jié)也是整個光伏綠色產業(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目。“十二五”規(guī)劃期間，她依托863計劃(國家高技術研究發(fā)展計劃)開啟對光伏組件回收的實驗室研究，并于“十三五”規(guī)劃期間作為首席科學家聯(lián)合13家光伏企業(yè)和科研院所，承擔了對國家重點研發(fā)計劃“晶硅光伏組件的回收處理成套技術和裝備”項目(以下簡稱“成套技術和裝備項目”)。
“上述包含了四個課題的成套技術和裝備項目，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表示，經過10年的研究，我們已經走到一個新興產業(yè)爆發(fā)的前夜，光伏組件回收產業(yè)即將誕生。
近一年，有關光伏組件回收的聲音逐漸走高，相關政策密集發(fā)布。比如，近期，國家工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《加快推動工業(yè)資源綜合利用實施方案》明確提出，推動廢舊光伏組件、風電葉片等新型固廢綜合利用技術研發(fā)及產業(yè)化應用。
在上述政策背后，碳中和潮流洶涌，未來光伏發(fā)電裝機規(guī)模將由“GW時代”跨越至“TW時代”。“中國已經是光伏制造和應用大國，這意味著，將來也是光伏組件回收大國。”呂芳意識到自己需要從幕后走向臺前，全力推進光伏組件回收處理從科研向產業(yè)化轉變的進程，這是一個新的開始。
回收“大潮”在即
21世紀以來，我國通過補貼激勵政策等一系列措施推動光伏產業(yè)一躍而上，問鼎全球。
截至2021年底，我國光伏發(fā)電累計裝機規(guī)模3.06億千瓦(即306GW)，已連續(xù)多年位居世界首位。當年，我國光伏制造端產值已突破7500億元，出口額創(chuàng)歷史新高。碳中和目標提出后，光伏又迎來黃金發(fā)展期，并成為促進工業(yè)經濟增長的重要力量。
中國光伏行業(yè)協(xié)會名譽理事長王勃華在“2021年發(fā)展回顧與2022年形勢展望線上研討會”上預測，2022~2025年，我國年均新增光伏裝機將達到83GW~99GW，2030年新增裝機水平將達到105GW～128GW。這意味著，光伏市場將進一步提速、壯大。
同時，國際能源機構一組預測數(shù)據(jù)顯示，2030年，全球光伏組件回收將達800萬噸左右，迎來回收大潮。2050年，全球會有將近8000萬噸的光伏組件進入回收階段。其中，中國將在2030年面臨需要回收達150萬噸的光伏組件，在2050年將達到約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，并且是多年前的預測，隨著近年來中國市場的發(fā)展以及技改項目等因素，實際數(shù)據(jù)應該更大，高峰時間將來得更早，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(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，也是呂芳所在項目組研究的一個亮點和難點。“過去90%的光伏組件背板是含氟背板，不能燒、埋，否則會帶來不可逆的環(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，晶硅光伏產業(yè)鏈從硅料、硅片、電池片環(huán)節(jié)到生產出組件，再到電站應用端已經實現(xiàn)無污染，但是退役光伏組件的不當處理，就會給環(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，實現(xiàn)資源循環(huán)再利用，減輕環(huán)境負擔，還可以培育新興產業(yè)。
光伏組件回收工作與當下全球奔赴碳中和的時代背景緊密相連。
我國目前正在經歷一場廣泛而深刻的綠色低碳轉型，尤其是2020年我國碳中和目標愿景提出后，低碳綠色高質量發(fā)展正逐漸向社會生產與生活各領域滲透。在工業(yè)領域，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以來，工業(yè)制造和產品綠色屬性逐漸強化。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品的綠色評價與認證。因此，實現(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，“綠色制造是一個新的競爭賽道，歐盟、美國等國際方面已經準備很久，今年和明年可能將提高市場準入門檻。我國光伏產業(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’并重的方向轉變。”
產業(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“報廢電子電氣設備指令”，還通過“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”回收組織負責處理廢舊光伏組件。2017年，又進一步頒布了針對光伏組件回收的歐盟標準，并建設了化學法示范線和物理法/化學法綜合示范線。
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開啟。彼時，呂芳作為項目負責人，依托863計劃對“光伏設備回收與無害化處理技術研究”專項課題，進行實驗室研究。
這一時期的項目主要探索了熱解化學法和深冷物理法兩種光伏組件回收的技術路線，并建立模型預測了我國晶硅光伏組件和材料組分回收量的數(shù)據(jù)。
在此基礎上，2019年4月，呂芳又牽頭13家光伏企業(yè)和科研院所，實施國家科技部的國家重點研發(fā)計劃可再生能源和氫能技術重點專項“成套技術和裝備項目”。
這是國內首個國家級針對光伏組件回收技術和關鍵裝備研制的項目，實現(xiàn)了對我國組件回收處理示范線及回收標準體系、監(jiān)管機制的進一步探索。
呂芳向記者介紹，這次項目主要包括四個課題，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及關鍵裝備研究;二是由晶科能源牽頭的基于化學法對光伏組件環(huán)保處理成套工藝技術研究;三是由中國科學院電工研究所牽頭研究涉及新結構、新材料的年代較新組件的新方法;四是對兩條技術路線進行梳理與比較，探索技術經濟性。同時，在配套服務建設方面，參與標準體系的制定，梳理明細表等。
上述課題中，產業(yè)化技術開發(fā)是科研項目的重點。呂芳用“一半是海水，一半是火焰”來形容當前國內兩種不同的光伏組件回收技術路線。
“項目組希望通過對兩條技術路線的產能、耗能、質量回收率等參數(shù)指標比較，探究不同技術路線的優(yōu)劣勢，為實現(xiàn)產業(yè)化做準備。”她表示。
據(jù)悉，目前國內基于物理法和化學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，從科研走向產業(yè)化和商業(yè)化，究竟哪一種技術路線更適合，或者未來是否將形成“水火相容”的混合技術體系，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和關鍵裝備研制項目外，國家電投集團黃河上游水電開發(fā)有限責任公司(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、回收的關鍵技術和裝備的研究。
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業(yè)化及設備國產化研究”科技項目已順利通過驗收。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)劃設計及建設、運行維護、檢測評價及組件回收的垂直一體化光伏全產業(yè)鏈閉環(huán)，為降低光伏產業(yè)對生態(tài)環(huán)境的影響做好了技術儲備。
“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，黃河公司的技術路線與國家重點項目的路線不同，當前國內需要技術“百花齊放”。
在呂芳看來，過去10年，我國已經在光伏組件回收方面做了充足準備，并不比國外落后。算不上領跑，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下，國內光伏領域的技術研發(fā)多集中于提高電池組件轉化效率等層面，試圖推進發(fā)電成本進一步降低，因此參與報廢光伏組件回收的企業(yè)仍較少。
與此同時，伴隨著政策暖風，光伏組件回收產業(yè)化又備受關注。
除前文提及的《加快推動工業(yè)資源綜合利用實施方案》外，在過去一年里，國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》、工信部等部門發(fā)布的《智能光伏產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2021-2025)》、國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”循環(huán)經濟發(fā)展規(guī)劃》等政策，都為推進光伏產業(yè)全鏈條綠色發(fā)展，推動廢舊光伏組件回收利用技術研發(fā)及產業(yè)化應用指明了方向。
呂芳表示，未來，光伏組件回收將成為光伏產業(yè)鏈的新產業(yè)增長點，必然會有人進入，不管是資本方還是工業(yè)界等都會進入。但什么樣的人能做，什么樣的人不能做，這就需要標準體系的建設來進行規(guī)范。
她強調：“這不是收破爛兒，誰都能做的事情。”
賽迪智庫集成電路產業(yè)研究所新能源研究室主任江華向記者表示，進入“十四五”規(guī)劃時期，我國在廢棄光伏組件回收問題上越來越重視，也在相關政策中頻頻提及，但是專項政策仍相對空白，有關部門正加緊制定。他提出三點建議：第一，目前我國有完善的針對廢棄電器電子產品回收處理的政策體系，類似歐盟可推動廢棄光伏組件納入，采用《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》統(tǒng)一管理。當然，也可以出臺專項政策。第二，明確針對廢棄光伏組件回收處理的細則，包括回收主體責任、處理企業(yè)的資質認定等。第三，完善相關標準體系。
呂芳說，圍繞組件回收需要建立一個標準體系。這個標準體系就好比一棵大樹，從無到有，不斷生出樹干，每個樹干再生出枝丫。目前，已梳理的標準就達到了20～30項，其中最重要的兩項先行標準：一是通用技術要求標準，二是判廢標準。
近兩年，我國先后發(fā)布了兩項國家標準——《建筑用薄膜太陽能電池組件回收再利用通用技術要求》(GB/T 38785-2020)和《光伏組件回收再利用通用技術要求(GB/T 39753-2021)。
呂芳透露，目前涉及光伏組件的判廢標準已經通過最后一輪評審，很快就會出臺。
值得關注的是，除了政策與標準之外，高成本也是光伏組件回收市場難以回避的一個“門檻”。
無錫尚德總裁何雙權曾發(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，增加了運輸成本，同時需要購置專門的回收設備與相關材料，加上技術尚不成熟，投資消耗較大，回收物質的純度卻不高，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，中國綠色供應鏈聯(lián)盟光伏專委會聯(lián)合相關企業(yè)和院所，已成立了非營利性組織“光伏回收產業(yè)發(fā)展合作中心”，以開展光伏回收產業(yè)市場培育工作。
“10年的研究即將結束，而一個新的產業(yè)，正在形成。”她感慨道。
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