到了2030年,中國廢棄的光伏組件可以產(chǎn)生145萬噸碳鋼、110萬噸玻璃、54萬噸塑料、26萬噸鋁、17萬噸銅、5萬噸硅和550噸銀。
歐洲有最成熟的光伏回收監(jiān)管體系,世界其他地方尚缺乏規(guī)定來強(qiáng)制光伏組件的回收。
在自家屋頂裝上光伏組件,享用太陽能發(fā)電已越來越流行。這些低碳先鋒可曾想過,幾十年后,這些大塊頭的光伏組件要怎么處置?
近十年來,中國已成為全球光伏裝機(jī)量第一的國家,關(guān)于光伏組件回收的政策和法規(guī)卻是空白。研究光伏組件回收的企業(yè)和機(jī)構(gòu)寥寥無幾,甚至對于環(huán)保組織而言,這也是一個還未開始關(guān)注的話題。
據(jù)國際可再生能源機(jī)構(gòu)、國際能源署光伏系統(tǒng)項(xiàng)目的報告,2014年,廢棄的光伏組件還不到電子垃圾的千分之一;而到2050年,則會達(dá)到0.78億噸,全球商品市場價值將達(dá)到150億美元。
“光伏組件的垃圾量在未來不久將大幅增加,因此,我們建議各國現(xiàn)在就開始準(zhǔn)備?!眻蟾娴淖髡咧?、美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室加文˙希斯博士對南方周末記者說。
退役尚早,無人關(guān)注
光伏組件回收在國內(nèi)沒有引起足夠關(guān)注,因?yàn)樗鼈兙嚯x退役還有段時間。
2015年,在中國可再生能源學(xué)會光伏專委會的支持下,一場名為“尋找中國最美光伏老組件”活動在西北、西南等地展開?;顒臃秸业搅税l(fā)電運(yùn)行近三十年的老組件,雖然當(dāng)時的工藝粗糙,支撐桿也已生銹腐蝕,但這批光伏至今仍在發(fā)電運(yùn)行。
因?yàn)榘l(fā)電效率的下降,光伏板的設(shè)計(jì)壽命一般被定為25年,實(shí)際運(yùn)行可能超過25年。
“2020年后,光伏組件的廢棄量開始顯著增加?!边@一預(yù)測來自中科院電工研究所可再生能源發(fā)電系統(tǒng)研究部,國家“十二五”期間,他們承擔(dān)了國家863課題子任務(wù)“光伏設(shè)備回收與無害化處理技術(shù)研究”。這是我國目前為數(shù)不多的國家級相關(guān)研究。
光伏制造商天合光能有限公司(以下簡稱天合光能)研發(fā)部門高級經(jīng)理熊震也同樣預(yù)測,2020年為廢棄組件問題出現(xiàn)的起點(diǎn):“規(guī)模很小,可能只有5MW,不到 500噸,和建筑垃圾比是九牛一毛?!盬(瓦)是光伏組件的發(fā)電單位,一瓦組件一年可發(fā)一度電,5MW光伏組件發(fā)的電只相當(dāng)于一個三千戶居民小區(qū)一年用電。
中國光伏企業(yè)早期供貨給國外,國內(nèi)大規(guī)模安裝光伏組件是從2009年開始,為了消化光伏產(chǎn)能過剩,國家支持實(shí)施了“金太陽示范工程”,以財政補(bǔ)助、科技支持和市場拉動等方式,加快國內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;l(fā)展。
863課題研究預(yù)測了未來光伏組件的回收規(guī)模,在電站運(yùn)行維護(hù)良好的情況下,到2034年累計(jì)廢棄量將達(dá)到近60GW,在電站運(yùn)行維護(hù)狀況一般的情況下,估計(jì)2034年累計(jì)廢棄量將超過70GW。相當(dāng)于四千萬家庭的用電量。
英利綠色能源控股有限公司(以下簡稱英利)進(jìn)一步測算的結(jié)果是:到了2030年,中國廢棄的光伏組件可以產(chǎn)生145萬噸碳鋼、110萬噸玻璃、54萬噸塑料、26萬噸鋁、17萬噸銅、5萬噸硅和550噸銀。
歐盟強(qiáng)制回收
雖然國內(nèi)開展研發(fā)的光伏企業(yè)還不多,但它們已和國際接軌。
光伏回收領(lǐng)域的知名機(jī)構(gòu)是位于比利時的非營利組織PVCYCLE。PV是光伏的簡稱,CYCLE則是回收。1990年代早期,歐洲的光伏安裝開始興起,到了2007年,為了真正區(qū)別于傳統(tǒng)能源,成為從綠色發(fā)電到廢物管理的“雙綠色”產(chǎn)品,PVCYCLE應(yīng)運(yùn)而生。
成立之后,作為廢棄物管理平臺,PVCYCLE為歐盟地區(qū)的光伏組件制造商、銷售和安裝商以及進(jìn)口商提供收集與回收服務(wù)。2010年-2015年間,該組織回收的組件已經(jīng)相當(dāng)于一億多只聽裝可樂瓶和兩千多萬只玻璃瓶。
最初成立時,PVCYCLE的會員屬于自愿加入。2014年初,歐盟報廢電子電氣設(shè)備(WEEE)指令將光伏組件納入其中,規(guī)定報廢的光伏組件和家用電器作為一類產(chǎn)品,當(dāng)前和歷史安裝的都要強(qiáng)制回收處理。
其實(shí),在WEEE的強(qiáng)制規(guī)定之前,已有一半的會員是中國公司?!昂推渌麜T一樣,中國企業(yè)對于可持續(xù)的廢物管理表現(xiàn)出同樣高的承諾?!盤VCYCLE公關(guān)總監(jiān)皮婭˙艾莉娜˙蘭格說。天合光能同時也是PVCYCLE的理事會主席——協(xié)會最高的監(jiān)管和指導(dǎo)機(jī)構(gòu)。
根據(jù)不盡相同的各國政策,會員需繳納一定的會費(fèi)并支付處理的費(fèi)用?!百M(fèi)用取決于各國的要求和市場大小,市場份額大的公司也支付得更多??傮w而言,收集和回收現(xiàn)有的廢棄物在當(dāng)前總費(fèi)用中只占據(jù)很小的一部分,管理歷史的和未來的廢棄組件才是大頭?!逼I說。
加文˙希斯博士告訴南方周末記者,歐洲有最成熟的光伏回收監(jiān)管體系,世界其他地方尚缺乏規(guī)定來強(qiáng)制光伏組件的回收。
PVCYCLE也影響到了其他國家和地區(qū)。晶澳太陽能有限公司的一個埃及項(xiàng)目就提到了組件回收,因?yàn)殚_發(fā)商是個歐洲人。
中國企業(yè)的國內(nèi)戰(zhàn)略也受到了感染。2009年,最早加入PVCYCLE的英利也是國內(nèi)最早開展回收研究的公司。“2010年,我們整理了針對光伏傳言的問題,認(rèn)為回收和無害化的問題是將來的大項(xiàng)目。”英利首席技術(shù)官宋登元說。公司最早的一批產(chǎn)品是1998年四川阿壩扶貧光明工程的鄉(xiāng)村電站,彼時也才使用了十多年。
全國開展光伏組件研究的公司并不多,據(jù)南方周末記者了解,可能只有英利和天合光能等為數(shù)不多的企業(yè)。“和電子垃圾的處理方式有差異,現(xiàn)在研發(fā)剛剛好,可以有四五年的技術(shù)儲備。”天合光能負(fù)責(zé)研發(fā)的熊震說,他們的項(xiàng)目剛剛啟動了一年多。
其他公司的國內(nèi)業(yè)務(wù)則還在觀望。晶澳太陽能市場總監(jiān)符森貴介紹,晶澳目前的重點(diǎn)還放在電站的運(yùn)營維護(hù)上。
除了公司之外,中國環(huán)境科學(xué)研究院的光伏行業(yè)環(huán)境影響和環(huán)境管理研究中,也涉及回收的內(nèi)容。
“現(xiàn)在報廢的組件很少,實(shí)驗(yàn)找廢棄組件都有難度。在回收領(lǐng)域,歐盟也有項(xiàng)目,技術(shù)路線和研發(fā)階段與中國差不多?!杯h(huán)科院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉景洋研究員說,“但國外科研項(xiàng)目支撐上沒有中國強(qiáng),我們正在參與申報可再生能源重大專項(xiàng),包括回收利用”。
哪種回收模式最具商業(yè)前景
光伏組件包括晶體硅組件和薄膜電池,市面上運(yùn)行的九成以上屬于前者,回收的研究也集中于此。
為了讓光伏組件承受得起風(fēng)沙雨露的侵蝕,組件生產(chǎn)時都經(jīng)過嚴(yán)苛的測試,要在80攝氏度高溫和零下40攝氏度低溫循環(huán)上千次。然而,前期的牢固打造是后期回收的難題,“制作時候越牢固越好,等到要拆開就很麻煩?!毙苷鹫f。
目前我國物理法、熱解法等多種技術(shù)路線并行,都還處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。前期生產(chǎn)組件時能否考慮后期回收呢?宋登元記得法國就曾有過這樣的嘗試,用真空取代粘合的組件封裝技術(shù),以實(shí)現(xiàn)“100%回收”,但這一賣點(diǎn)目前技術(shù)還不成熟。
比起研發(fā)的難度,更難的是商業(yè)價值的體現(xiàn)。
一個光伏組件重達(dá)十幾公斤,拆開之后,玻璃和鋁邊框就占據(jù)了80%以上的重量,最值錢的導(dǎo)電銀漿只有6克左右。英利對晶體硅組件回收的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了測算,組件回收有5%左右的毛利潤,但這不包括運(yùn)輸成本。
我國光伏電站地處偏遠(yuǎn),運(yùn)輸是個大問題。同樣在PVCYCLE,回收中的潛在收益也通常被運(yùn)輸成本和前期基礎(chǔ)設(shè)施的投資抵消掉了?!耙?yàn)楝F(xiàn)在的回收量還太少?!逼I解釋,“所以我們在全歐洲的范圍尋找合作伙伴,通過規(guī)模經(jīng)濟(jì)和競爭機(jī)制,在追求最高回收標(biāo)準(zhǔn)的同時保持低價?!?br/>
目前歐盟的回收公司并沒有得到政府的補(bǔ)貼。對于如何提高效益,皮婭顯得很樂觀:“關(guān)鍵是在未來幾年里提高廢棄物的量。”在協(xié)會的努力下,回收率已經(jīng)達(dá)到了90%以上。
宋登元也非??春眠@個市場。他認(rèn)為經(jīng)過一段時間,處理組件的費(fèi)用可以覆蓋成本,晶體硅組件能夠循環(huán)發(fā)展。英利預(yù)計(jì)在國家“十三五”期間建成一條生產(chǎn)線,逐漸形成自己的產(chǎn)業(yè)并盈利。“國家將來會重點(diǎn)支持回收和無害化處理技術(shù),不管有沒有項(xiàng)目支持,我們都會上一條生產(chǎn)線?!?br/>
同時,他還認(rèn)為可以參照歐盟PVCYCLE的模式,通過會員制,讓有能力的會員企業(yè)為有需求但沒有能力的企業(yè)提供相關(guān)服務(wù)并由此獲得經(jīng)濟(jì)效益。
在商業(yè)模式上,北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院副教授童昕的課題組以山東省為例,提出了三種情景:1.規(guī)模經(jīng)濟(jì)情景:按照運(yùn)輸成本最小化假設(shè),全省建立一家集中循環(huán)處理設(shè)施;2.市場導(dǎo)向情景:在人口最密集的兩個大都市區(qū)(濟(jì)南和青島)附近建立集中循環(huán)處理設(shè)施;3.生產(chǎn)者責(zé)任延伸情景:由6家生產(chǎn)企業(yè)利用生產(chǎn)區(qū)位提供循環(huán)處理設(shè)施。研究結(jié)果表明,生產(chǎn)者責(zé)任延伸情景具有最佳的成本收益。
不過,童昕反復(fù)對南方周末記者強(qiáng)調(diào),此類研究還需要更多的數(shù)據(jù)支持。
在補(bǔ)貼方面,廢舊家電基金補(bǔ)貼就是生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度的一種,家電生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品時就要將補(bǔ)貼金額投入基金會,再由國家相關(guān)部委審核并發(fā)給家電回收企業(yè)。如果收得少、發(fā)得多,基金收支不平衡,就會導(dǎo)致廢舊家電回收受阻。