自2020年提出“双碳”目标后,我国风电光伏行业发展获得了稳定的政策支持,可再生能源新增装机规模快速增长,2023年1—6月,全国风电、光伏新增装机在1亿千瓦以上。装机规模的迅速增长也将带来大量的退役设备。据中国风能协会和中科院电工所估计,到2025年年底,全国将有约1250MW、1827台风电机组面临退役;2020—2030年间,将有超过33000台机组迎来退役期,到2034年国内光伏组件累计废弃量将达到近60GW,但早年建成投运的光伏项目组件近几年来已出现更换需求,这或将导致组件报废高潮提前到来。面对新能源的规模化发展和即将到来的风电光伏设备退役潮,亟待对我国风电光伏设备退役再利用和处置过程中的政策体系、终端应用模式进行审视。
一、退役风电光伏设备再利用和处置存在的问题
(一)退役流程缺乏规范。当前我国仅有对风电机组和光伏组件的退役要求,但无具体审批流程和操作细则,缺少设备更新、退役、延寿的原则性管理政策,仅依靠设计寿命决定是否退役,灵活性不足。国家能源局2021年发文鼓励开展老旧风电项目技改升级,但具体实施过程中涉及的各类审批手续、补贴电价、废弃物处理等政策均未明晰。风电场土地续租政策和复原责任不明确,风电场内建筑物通常办理50年不动产证书,土地租赁合同通常为20—25年,当风电机组达到使用寿命时,不动产证书还未到期,后续相关政策尚未完善,且退役后场地修复的责任不清,致使部分风电场服役期满后沦为荒山,造成严重的生态资源浪费。
(二)回收标准尚不明确。目前我国只出台了固体废弃物回收利用的通用性、指南性政策和文件,不具有强制性,且缺少对风电光伏设备的专项回收标准。针对回收难点热固性材料和含氟背板的标准更是少之又少,造成了目前风电叶片中只有30%的纤维增强塑料可实现回收再利用的局面。由于回收标准的缺位,我国风电光伏设备的回收发展远低于欧美发达国家,国际光伏组件回收非盈利组织PV Cycle研究显示,光伏组件回收率最高可达96%,平均回收率为70%,2018年法国的回收率已高达95%,而我国目前依然采用直接填埋、切碎填埋等方式处理废弃光伏组件,在回收再利用领域仍是空白。
(三)企业参与活力不足。从行业角度看,废旧风电光伏设备回收的下游市场受限于现有的行业法律法规,无论是机械回收还是热回收获得的回收产物均难以获得行政管理部门、设计部门、应用部门的认可,大大压缩了回收产物的应用范围及市场价值,限制了回收产物的出路。从成本角度看,当前回收再利用的主体是中小企业,然而单个企业进行回收技术研发的难度大、成本高,江苏某光伏组件回收公司称,目前国内组件回收价格大概为0.5—0.6元/瓦,而PV Cycle的组件回收价格仅约0.2元/瓦,报废组件回收价格过高,影响回收企业的利润,降低了企业的积极性,不利于形成完善的回收产业链。
二、退役风电光伏设备再利用和处置建议
(一)加强政策引导,推动行业发展。要实现对风电光伏设备高效经济的回收再利用和处置,需要政府、行业等多方的共同努力。首先,政府作为行业主管部门,应站在行业的顶层制定回收和处置废旧风电光伏设备的专项政策和条例,切实保障回收再利用和处置行业的发展有依据、有引导。政府还应当深入考察废旧风电光伏设备回收行业,探索回收行业当前发展的痛点和难点,针对性制定合理的产业政策及优惠补贴,有力支持回收行业的快速健康发展。其次,行业协会作为企业与政府沟通的桥梁,一方面要弥补政府响应市场变化存在延迟性的不足,对当前出现的机遇和挑战予以及时反馈;另一方面还需要通过行业协会向应用部门积极宣传推广,鼓励应用部门优先使用回收产物。最后,尽管当前行业周期未至,市场规模尚小,但企业和科研机构应着力储备回收技术,在未来5—10年间不断探索更具成本效益、更加可持续的回收技术,加快先进适用技术的研发和推广,推动废弃风电光伏设备的绿色循环使用。
(二)规范退役流程,加强监管力度。一是明确风电光伏项目改造置换、退役及换新相关各环节的审批核准流程,明确土地手续变更、环评、电力许可延期等审批备案流程,既要简化流程和手续,确保退役过程安全经济,同时也要避免退役过程中产生不利的社会影响和环境影响。二是建立已达或临期风电场后续方案评估机制,形成提前退役、改造置换、正常退役、退役换新、延期退役等多种方案,鼓励风电项目升级改造并准许风电项目延期运营。建议设立已达设计寿命的风电机组“以大代小”试点项目,以现有的容量更大、技术更先进的机组取代老旧风电机组,通过示范推动“退旧上新”,避免风电场优质风能资源的闲置。三是加强能源监管机构的监管力度,建立完善的运行状况审查制度。提前半年由地方政府和项目业主共同向所在地能源监管机构提出申请,所在地派出能源监管机构结合风电机组退役的实际情况,充分考虑退役影响,经统筹安排后予以备案。
(三)明确回收标准,引导技术创新。一是建议国家或行业及时研判退役机组回收利用的市场规模和前景,借鉴PV Cycle推出的各项标准,制定适合我国国情的回收处置技术标准和规范,建立完善的技术评估、交易体系,测算出各种回收技术和方式的可持续性优先顺序。二是鼓励相关企业与机构信息共享,强化“企业+学校+科研机构”的“产学研”深度合作,将废弃风电光伏设备回收技术创新纳入国家重点研发计划课题,鼓励高等学校加强相关学科建设,加快创新成果转化,优先发展一批排头兵企业进行技术研发,以促进风电机组和光伏组件废旧材料再生利用。三是国家提供专项资金支持,重点解决大规模退役风电光伏设备及配套设施处理的技术、经济、环保问题,力争在退役潮到来之前在复合材料(如碳纤维增强聚合物、玻璃纤维增强聚合物、氟碳聚合物等)和硅材料等的提取方面取得突破,用回收再利用的方式取代填埋、焚烧、热处理等方式。
(四)调动企业积极性,促进回收产业化。首先,需要国家或行业设置专项基金,向从事回收技术研发的企业和机构提供资金支持,为回收处理风电光伏设备的单位提供相应的固废处理费用补贴,推广高效技术、降低回收成本,使企业在回收过程中有利可图,从而调动企业参与设备回收的积极性。其次,生产企业应与材料、建筑等多领域进行跨界合作,在设备设计之初就充分考虑回收问题,使得回收的风电机组和光伏组件最终能够实现综合利用。同时在项目开发伊始就将退役设备的运输、拆解、回收纳入规划范围内,加强风电光伏设备全生命周期所需基础设施的建设,统筹考虑绿色供应链等因素进行全产业链布局,推动将退役设备“吃干榨净”的回收过程实现产业化,助力循环经济发展。最后,回收企业应积极承担环保责任,更多地采取回收再利用的方式处理退役风电光伏设备,针对当前已产生的废弃设备,可将难以回收的复合材料并入相似的资源流中进行处理,主要方法有:将退役风电叶片切碎,应用于水泥的生产过程中;通过化学方法提取纤维,提取出的纤维力学性能大打折扣,但仍可用于建筑领域。
【本文系江苏省社会科学基金基地项目“江苏生态保护与高质量发展协同推进研究”(20JD012)和江苏省高校哲学社会科学研究项目(二十大专项)“‘双碳’目标下区域协同碳减排机理及能力提升策略研究”(SJZT202319)阶段性成果】
(张明,中国矿业大学经济管理学院教授、博士生导师;丛楠,中国矿业大学经济管理学院;宋妍,西安电子科技大学教授、博士生导师)