每日經濟新聞 2024-03-06 16:57:17
每經特約評論員 施懿宸 姜雨彤 劉睿萱
每經編輯 徐肖逍
2024年全國能源工作會議提到,全國能源系統(tǒng)堅持穩(wěn)中求進的工作總基調,強調持續(xù)優(yōu)化調整能源結構,推動新能源安全可靠發(fā)展。
在政策支持下,我國風電、光伏累計裝機量和新增裝機量多年來穩(wěn)居全球第一,2023年風電、光伏總裝機量突破10億千瓦。與此同時,我國風電、光伏設備退役高峰期也即將到來,固廢資源化回收利用成為兩會聚焦的熱點問題。
(一)風電、光伏設備迎來退役潮
1.首批設備壽命期限將至
自我國2020年“雙碳”目標提出后,風電、光伏作為新能源行業(yè)受到穩(wěn)定的政策支持,設備量持續(xù)增加。截至2023年12月,我國太陽能發(fā)電裝機容量達到6.09億千瓦,風電裝機容量達到4.41億千瓦。然而,在大規(guī)模推廣新能源發(fā)電市場蓬勃發(fā)展后,隨之而來是退役設備的處置和管理問題。風電機組葉片和光伏組件壽命一般為20-25年,早期風電光伏設備使用壽命臨近、設備持續(xù)迭代將導致大量設備退役。根據中國物資再生協(xié)會風光設備循環(huán)利用專業(yè)委員會發(fā)布的《2022中國風電光伏設備循環(huán)利用產業(yè)發(fā)展報告》,預計到“十四五”末,我國將迎來第一批大規(guī)模退役風電機組,2030—2040年間,累計退役風機規(guī)模將達到2.5億千瓦;2030年起,光伏組件將進入報廢密集期,2030年的累計待回收量將達1780萬千瓦,2035年起,回收總量將爆發(fā)式增長。
2.技術進步與更新催化設備退役
由于早期風電技術發(fā)展尚不充分,單臺機組裝機容量較小,長時間運行后發(fā)電效率下降較快。如今,平價上網與裝機規(guī)模提升需求大,降本增效勢在必行。為提升風能資源利用效率,2023年6月,國家能源局印發(fā)《風電場改造升級和退役管理辦法》,鼓勵并網運行超過15年或單臺機組容量小于1.5兆瓦的風電場開展改造升級。在此背景下,風電機組大型化趨勢顯露,已有項目的技改需求旺盛,大容量、高效率的風電機組、光伏組件逐一落地,將可能導致早期風電、光伏設備的提前退役。
(二)風電、光伏設備具有高可回收價值
風電、光伏設備退役將產生可大量固體廢棄物,其中有多種材料具有高回收價值,對其進行高效回收利用將降低廢棄物處置手段帶來的環(huán)境污染,間接降低原材料生產產生的碳排放,是實現(xiàn)風電、光伏產業(yè)鏈綠色低碳循環(huán)發(fā)展的重要舉措。
風機方面,截至2040年,風電行業(yè)將累計產生回收價值超過900億元的3000萬噸廢鋼、近500億元的80萬噸廢銅。光伏設備方面,光伏組件90%的材料可進行循環(huán)再利用,包括稀有金屬、玻璃、鋁材等物質。截至2040年,報廢光伏組件中累計可回收利用的原材料累計價值將高達1.1千億元,玻璃高達近1400萬噸,廢棄銅、廢棄銀也將達到30萬噸、6萬噸。晶體硅電池的電極制備需要消耗銀、銅、硅等材料,這些材料在其他尖端技術領域也有著廣泛的應用前景,資源回收價值高。
2023年6月,國家能源局印發(fā)《風電場改造升級和退役管理辦法》,填補了風電場改造升級和退役管理政策的“空白”。從國家層面針對行業(yè)普遍關注的問題進行解答,明確改造升級與退役項目的具體內涵、改造升級方式、項目如何管理與審批、電網接入手續(xù)如何辦理、要素保障有哪些、廢舊設備設施如何回收利用和處置等問題,倡導設備循環(huán)利用,明確主體責任,為有序實施風電場改造升級和退役提供了政策保障。
2023年8月,國家發(fā)展改革委等多部門聯(lián)合發(fā)布《關于促進退役風電、光伏設備循環(huán)利用的指導意見》,提出了重點工作目標和工作任務,目標分為2025和2030兩個階段。到2025年,集中式風電場、光伏發(fā)電站退役設備處理責任機制基本建立,退役風電、光伏設備循環(huán)利用相關標準規(guī)范進一步完善,資源循環(huán)利用關鍵技術取得突破。到2030年,風電、光伏設備全流程循環(huán)利用技術體系基本成熟,資源循環(huán)利用模式更加健全,資源循環(huán)利用能力與退役規(guī)模有效匹配,標準規(guī)范更加完善,風電、光伏產業(yè)資源循環(huán)利用水平顯著提升,形成一批退役風電、光伏設備循環(huán)利用產業(yè)集聚區(qū)。從6個方面部署了重點任務,即大力推進綠色設計、建立健全退役設備處理責任機制、完善設備回收體系、強化資源再生利用能力、穩(wěn)妥推進設備再制造、規(guī)范固體廢棄物無害化處置。
(一)設備處置不當易造成環(huán)境問題
1.填埋處理的環(huán)境問題
對于風機而言,當前通常采用露天堆放、填埋、焚燒或粉碎再塑形等方式進行處置。若露天堆放,地表土地資源將被占用,風機葉片中的玻璃纖維、樹脂和膠可能造成土地利用性質的改變。若破碎填埋,玻璃纖維微小顆粒和樹脂微小顆粒將進入土壤和地下水,改變土壤的理化性質,造成污染。
光伏設備方面,目前廢棄晶體硅光伏組件的常規(guī)處置方式包括直接掩埋與焚燒。若進行掩埋,光伏組件中的重金屬元素會逐漸滲入土壤,對土壤、地下水等環(huán)境介質和植被、動物等生態(tài)要素造成危害和污染。此外,不經處理的廢棄光伏組件也極易造成光污染。
2.焚燒處理的環(huán)境問題
風機方面,若焚燒處理,有機樹脂會在燃燒過程中產生有毒有害氣體,且工序存在爆炸隱患。由于葉片復合材料的基體樹脂的主要構成元素包含碳,大規(guī)模焚燒將排放大量二氧化碳。若一臺1.5MW的風機可以被100%回收,將減少約600噸二氧化碳排放。隨著回收規(guī)模的增長,在2040年累計回收規(guī)模達280GW,將可減少約1.13億噸的碳排放。
光伏設備方面,若焚燒處理,光伏板在燃燒中會釋放二氧化硫、氟化氫、氰化氫和少量的揮發(fā)性有機物。1噸廢棄光伏組件在回收利用后可以減少約5.41噸二氧化碳的排放。隨著累計回收量的增長,截止至2040年,累計回收量到達約250GW,可以減少約1.08億噸二氧化碳排放。
(二)設備處置難以商業(yè)化
1. 責任主體不明確
風電、光伏產業(yè)供應鏈主要由設備制造商、發(fā)電企業(yè)組成,目前設備退役管理問題在產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的主體責任不明確,政策層面尚未劃分政府、發(fā)電企業(yè)、設備制造企業(yè)、回收利用企業(yè)各自的責任,各環(huán)節(jié)企業(yè)對于設備退役報廢與處置、回收與再利用的參與意識不強,不能構成系統(tǒng)構建清晰的協(xié)同發(fā)展格局。
2.經濟效益不顯著
經濟效益不顯著是退役設備回收利用難以商業(yè)化的重要原因?;厥绽眉夹g前期研發(fā)和回收產業(yè)構建都需要大量資金投入,但目前缺乏相關政策引導產業(yè)基金及市場資本支持,回收處置成本分攤的價費模式不合理導致市場參與熱情不高。
(三)設備回收利用難度大
目前我國退役風電、光伏設備循環(huán)利用尚處于起步階段,回收利用難度較高。一是退役設備規(guī)模儲量大,多處于沙漠、戈壁、高山、海上自然條件惡劣的偏遠地區(qū),回收和運輸難度高。二是回收利用技術尚不成熟,目前設備處置方式仍以火法和化學法為主,存在二次污染和成本的問題。
對于風機葉片而言,無論是拆解重復利用于市政建設等領域,還是打碎回收后添加進建筑材料增強材料性能,均存在環(huán)保不夠友好、技術不夠成熟、經濟性不夠好等問題。對于光伏設備而言,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(guī)?;厥绽玫膱鼍啊?/p>
(一)加強綠色設計與循環(huán)利用技術的投入與研發(fā)
風電、光伏設備供應商作為產業(yè)上游,應該在設計階段和原材料使用階段將未來設備退役處置納入考量,將設備回收成本傳導至產業(yè)鏈各環(huán)節(jié),提高可回收材料使用比率,提高設備回收便利度。同時,上游供應商應加強回收利用技術的研發(fā)投入,既為自身生產運營降本增效也提高資源回收利用效率。
(二)以金融工具促進風電、光伏設備回收產業(yè)發(fā)展
綠色金融工具作為促進行業(yè)轉型發(fā)展的重要手段,在傳統(tǒng)高能耗企業(yè)轉型過程中起到重要推動作用。各級能源主管部門可以聯(lián)合金融監(jiān)管部門,將退役風電、光伏設備循環(huán)利用類項目作為重點扶持行業(yè),開發(fā)多種綠色金融產品和服務,為符合條件的回收企業(yè)、回收項目及回收技術研發(fā)創(chuàng)新提供融資便利。
(三)采用政策支持與獎勵健全完善設備回收產業(yè)鏈
監(jiān)管機構可以出臺相關政策支持設備回收產業(yè)鏈發(fā)展。一是制定政策明確設備回收管理責任主體;二是利用稅收優(yōu)惠政策等方式推動風電、光伏發(fā)電企業(yè)對設備進行妥善處理;三是利用資金支持推動第三方專業(yè)機構對設備進行統(tǒng)一回收;四是利用國家及地方獎項、創(chuàng)新平臺建設等推動發(fā)電企業(yè)、設備制造企業(yè)、科研機構等有關單位開展風電場廢舊物資循環(huán)利用研究。
作者施懿宸系中財大綠金院高級學術顧問、中財綠指首席經濟學家;姜雨彤系中財大綠金院研究員;劉睿萱系中財大綠金院科研助理
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