光伏组件回收“御风”待起

2002年前后，随着无锡尚德、英利能源等光伏企业的组件产线先后投产，我国第一批现代意义的组件厂商正式诞生。这年末，国内光伏组件年产量约16MW，达到国际公认经济生产规模10MW的企业只有一家。时间转逝二十年，2022年，在全球组件出货量前十的排行榜上，以隆基绿能、晶科能源、天合光能为首的中国组件厂商几乎“霸榜”。而这年末，我国光伏组件年产量增至288.7GW，是2002年的万倍之多。规模的剧增，是过去几十年间我国光伏产业快速发展的一大特征。作为推动实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要产业，光伏行业承担着助推我国能源结构转型的重要任务。且从整个产业链条上看，一个关键时间点的提前正在酝酿一个千亿级市场——光伏组件大规模应用必然会催生产品升级、寿命到期的问题，25年的设计寿命窗口期正在迫近。2009年，当英利能源作为首家中国光伏企业加入国际环保组织PV CYCLE(光伏产品回收协会)时，中国光伏行业对于组件回收环节的关注就从未间断。早在2010年前后，我国就已经出现有关光伏组件回收技术的研究。今年2月底，中国光伏行业协会在其官方网站上发布《关于筹备成立中国光伏行业协会光伏组件回收工作组及征集工作组成员的通知》(下称《通知》)。这也意味着，光伏组件回收这一环节将加速进入产业发展的主线。政策的密集发布、技术研究的持续推进，使得光伏组件回收这一环节已经成为光伏产业全链路绿色化的最后一块拼图。十年如一日，又一个千亿级的市场待“御风”而起。硬币的正反面光伏组件回收环节为何受到重视？一个显性的结论是：光伏产业有多大，对应的回收产业就有多大。这犹如硬币的正反面：我国光伏产业无论是从制造端到应用端，还是从内销到出口，当产能、产量、产值规模与日俱增时，其未来所面临的组件回收压力就已经同步隐形增长。按照新能源发展光伏装机容量规划，“十四五”后，即2025年，我国废旧光伏组件回收将进入密集期。据国际可再生能源署(IRENA)预测，中国2030年退役光伏组件将达到150万吨，2040年达到约700万吨，到2050年将突破2000万吨，产值规模达1500亿元。然而，这组预测数据并非符合当下全球光伏产业的发展势头。“十三五”科技部国家光伏回收重大专项首席、中国绿色供应链联盟光伏专委会光伏回收产业发展合作中心秘书长吕芳此前在接受媒体采访时表示，随着近年来中国市场的发展以及技改项目等因素，实际数据应该更大，高峰时间将来得更早。她在近期出席的一场行业论坛上指出，我国退役组件已经被定义为新兴固废，光伏回收作为一个新兴产业正在出现。未来三年，光伏回收产业将形成真正的蓝海。同时，光伏回收将成为全生命周期绿色属性和国际市场准入的重要指标。实际上，即便不从产业规模上考虑，就产品本身的构成材料而言，光伏组件回收亦势在必行。以晶硅光伏组件为例，该类产品中玻璃占比65%至75%、铝制框架占比10%至15%、塑料占比10%、硅原料占比3%~5%，且部分制造工艺中，背板中还含有少量氟元素，同时晶体硅电池的制备需要消耗银、镓、铟、铅、锡等金属。而另一类占比较小的薄膜组件，特别是碲化镉薄膜电池中镉、铜等重金属元素含量很高，可能对土壤和植被造成破坏。与光伏产业打了三十三年交道的宋登元，目前以CTO(首席技术官)的身份带领一道新能源以黑马之姿，借助N型TOPCon技术弯道超车。十四年前，他是老牌光伏厂商英利能源的CTO、首席科学家。2018年，他与现任河北省凤凰谷零碳发展研究院副院长的吴翠姑联名发表了《晶体硅光伏组件回收再利用技术研究》论文。在文章中，两人提出，“晶体硅光伏组件在生产和使用过程中被广泛认同为清洁能源，但寿命期后回收处理不当，会给环境造成负担和污染。”虽然年过花甲，宋登元除了一道新能源CTO外还身兼数职，其中便有中国绿色供应链联盟光伏专委会光伏回收产业发展合作中心主任。今年2月份，该中心牵头业内企业和专家，联合发布了首本《中国光伏回收和循环利用白皮书》，全面介绍了光伏产品回收和循环利用行业特点、技术趋势、产业状况等信息。纵观国内光伏组件回收技术研究的历程，可追溯至2010年前后。2010年11月，一项名为《失效光伏组件分解回收关键技术与设备研发》课题立项，由前英利能源员工王士元牵头研究，形成了光伏组件物理回收研究法的代表。近些年来，晶科能源、天合光能着手基于化学法对光伏组件环保处理成套工艺技术研究化学回收研究。但从目前的产业应用上看，孰优孰劣尚不可知，仍待更多的数据印证。规模化后的“救赎”如果以十年为一时段，纵览中国光伏产业规模化发展的节奏，其速度无疑是惊人的。2022年，中国光伏年新增装机量为87.41GW.十年前，这一数据仅为4.5GW。同样以十年为一时段，观察国内光伏组件回收的发展历程，其速度也并不缓慢。尽管国外技术研究始于20世纪90年代，甚至已经将光伏组件回收与无害化处理纳入法规政策，但我国凭借在光伏组件成套回收工艺路线上的“狂飙”，已经迎头并驾。不可否认的是，规模化的高速发展、新技术的快速更迭让我国已经成为光伏大国、光伏强国。然而，规模化亦是一把双刃剑——随着产量、应用的快速提升，我国光伏组件报废量正在以每年快于30%的增速而扩大，光伏组件回收高峰时间将提前到来。与此同时，光伏组件回收带来可见的经济效益和生态效益，使得这一环节可形成新兴产业的论断得以成立。根据中国再生资源产业技术创新战略联盟测算，晶体硅光伏组件中玻璃、钢、铝和半导体材料比重可达90%以上，另外还含有约1%的银等贵金属。若退役光伏组件能得到全量回收，到2030年可从中得到145万吨碳钢、110万吨玻璃、54万吨塑料、26万吨铝、17万吨铜、5万吨硅和550吨银。此外，PowerLab项目组在其发布的《可再生能源零废未来：风电、光伏回收产业发展研究》报告中指出，1kW光伏板(约79.2kg)在生产过程中会产生428.8kg的碳排放，若不考虑废弃物处置与回收再利用过程中的碳排放，每全量回收再利用1吨退役光伏组件，大约可减少5.41吨二氧化碳排放。从全球范围内看，国外光伏组件回收已经进入实操阶段。2007年，欧盟设立了晶体硅光伏组件回收与循环利用组织——PV CYCLE.该组织致力于为企业提供完善的退役晶体硅光伏组件回收和循环利用服务，并联合物流运输公司等合作伙伴共同组建了回收网络。自2010年正式投入运营以来，该组织已累计回收处理总量超过6万吨的退役晶体硅光伏组件。2023年1月，韩国贸易、工业和能源部批准了新的太阳能组件回收计划。该计划旨在鼓励太阳能设备制造商对组件进行重复使用，同时，该计划还在生态保证系统框架下引入了认证程序，以减少有害物质使用。该国政府预计，到2025年韩国将产生1222吨太阳能组件废料，到2032年则将达到9632吨。而为了应对未来报废组件的急剧上涨，荷兰政府则于近日宣布，计划今年7月1日起提高光伏组件回收费用，在荷兰销售的光伏组件回收费用将从目前每吨6.5欧元提高到40欧元。在我国，由于目前国内光伏产业的技术研发主要集中在光电转换效率等层面，致力于降本，因而参与光伏组件回收的企业数量并不多。此外，我国废弃光伏组件回收面临政策法规不完善、回收成本高昂、废弃组件处理企业鱼龙混杂等问题，没有形成与光伏组件退役相匹配的回收、处置产业规模。因此，当我国光伏产业已经实现规模化发展之后，完善组件回收这一产业链的“最后一公里”环节，恰恰成为保护生态环境“救赎”之举。值得一提的是，近两年来，政策的密集出台已经开始为拼接这块拼图做好铺垫。2023年1月份，工信部等六部门发布了《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，进一步要求加快构建光伏供应链溯源体系，强调推动光伏组件回收利用技术研发及产业化应用；2022年2月，工信部等八部门联合印发《加快推动工业资源综合利用实施方案》明确，推动废旧光伏组件、风电叶片等新兴固废综合利用技术研发及产业化应用；更早前的2021年10月，由国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》提出，推进退役动力电池、光伏组件、风电机组叶片等新兴产业废物循环利用。清华大学国家战略研究院特约研究员刘旭在接受21世纪经济报道记者采访时表示，光伏组件回收会为新品推广和原料回收利用带来机遇，但是需要业内共同制定回收利用的标准，这不仅对当下这波回收需求有帮助，还可以为将来同类工作的迭代做好铺垫。“一方面，涉及到回收技术上，可能需要业界构建相关专利池，这样可以促进回收技术和工艺的统一，让组件回收产业链的上下游可以提高相关技术的使用效率，避免各自为政，重复开发；另一方面，为了提高回收再利用的效率，同一产业链上的竞争对手最好可以达成分工合作协议，避免小而全大而全，成本高居不下。”刘旭进一步提醒，“上述两类协议都可能构成反垄断法意义上的横向垄断协议，但应该可以通过向国家市场监督管理总局反垄断执法一司进行咨询，争取适用豁免禁止条款，在可以限定的三年或五年里开展技术合作和产业链上的分工合作。等合作期限结束后，再由反垄断执法一司重新评估是否可以再继续延期。”