大数跨境
0
0

光伏组件“退役潮”来临,谁能抢滩千亿级新蓝海?

光伏组件“退役潮”来临,谁能抢滩千亿级新蓝海? 光伏纵横
2023-09-25
0
导读:随着政策补贴的逐步减少,技术改造已逐渐成为提升光伏电站发电收益的重要手段,这也标志着光伏组件退役期的开始。


光伏组件回收作为光伏产业链的最后一环,被视为整个光伏绿色产业链的"最后一公里"。随着光伏发电的大规模推广和设备退役,以及产业技术迅速升级导致的设备更新换代,退役光伏组件的回收利用已逐渐成为一个突出的问题。同时,光伏回收也为行业创造了巨大的新商机。如今,这个新兴产业正处于爆发的前沿。

1)光伏产业在我国的发展概况

随着碳达峰、碳中和的新发展理念的持续强化,以光伏发电为代表的新能源已经成为实现“双碳”目标和绿色转型的主要发展方向。我国作为全球最大的光伏市场和光伏制造国,光伏装机规模已连续 10 年位居全球首位,新增总装机容量也连续 8 年稳定在全球首位。根据我国国家能源局发布的最新光伏发电建设运行情况,2023 年上半年全国新增光伏装机容量达到了 78.42GW。

截至2023年6月底,全国可再生能源发电总装机容量达到13.22亿千瓦,约占全国总装机容量的48.8%。其中,光伏发电累计装机规模已超过4.71亿千瓦,仅次于煤电,成为我国第二大电源。光伏发电产业在我国能源结构和战略中的地位越来越重要。


2)我国光伏产业逐渐减少对政策扶持的依赖,实现产业自主发展

自1958年起,我国光伏产业经历了全球金融危机、"双反"等挑战。然而,在政府政策的引导和扶持下,我国光伏产业成功地从出口转向内销,实现了持续的技术突破,产业链也得到了不断的完善,并实现了全面平价,从而使得整个行业步入了良性发展的阶段。

①退坡补贴政策推动下,提高发电效率的创新策略探讨

政府补贴在光伏产业的发展过程中,发挥了举足轻重的作用。2018年5月31 日,国家发改委、财政部、国家能源局联合发布了《关于2018年光伏发电有关事项的通知》(简称“531新政”),提出要加快补贴退坡及降低补贴强度、加大市场化配置。随着“531新政”的实施,补贴退坡逐步深化。到2022年,国家补贴已正式退出历史舞台,地方补贴也在逐步减少。

国家补贴:自2021年起,除了户用光伏仍享有0.03元/kwh 的补贴外,新备案的集中式、工商业分布式光伏和陆上风电均不再享受补贴。从2022年起,新建户用光伏项目也将不再享受补贴,这标志着国家补贴正式退出历史舞台。

地方补贴:目前,我国只有少数地区继续实施光伏地方补贴政策,主要集中在北京上海、浙江、广东等省份。

在政府补贴逐步减少的大背景下,如何提高发电效率,增加发电收入已经成为已建成光伏电站需要关注的核心问题。

②新建光伏电站强制配储影响电站投资收益

光伏作为新型电力系统的重要组成部分,由于其本身的随机性、间歇性和波动性特征,随着装机量的快速增长,新能源消纳问题日益突出。在这种背景下,“新能源 + 储能”的模式开始在全国范围内得到推广。自2021年以来,全国共有26个省份发布了新能源配置储能的政策,各地要求光伏电站的配储规模在装机容量的5%—30%之间。

在我国大多数省市,配置储能已经成为新建光伏电站并网的必要条件。然而,储能配建的成本主要由发电侧承担,这对于光伏电站的持有者来说,大规模配置储能无疑提高了电站的投资成本,影响了投资收益。

以一个10MW的集中式地面电站为例,其前期造价大约为3790万元。目前,一套10KWH的磷酸铁锂储能电池的采购价格约为1.7万元,单瓦成本为1.7元。而光伏电站的成本则平均在3.79元/W。按照政策要求,配置一个占装机容量20%、连续储能时长2小时的储能系统后,总造价将增加1700万元,大约增加了44.85%的投资成本。

3)我国光伏组件退役潮来临,产业面临新挑战

在这样的背景下,“技改”已经成为提高光伏电站发电收益的关键措施。

根据国家规定的标准,光伏电站的设计使用寿命为25年。但并非光伏组件使用年限达到25年后就不再发电,而是因为功率衰减导致发电量减少。对于光伏电站的持有者来说,发电效率的降低肯定会影响其发电收入。因此,电站持有者会通过技术改造的方式提高发电效率和电站发电量。实际上,只要技改带来的发电收入超过技改成本,技改的时机完全可以提前。

在实际案例中,已经有许多光伏电站的持有者开始了技术改造。例如,湖北某 100MW地面光伏电站在现场未利用的空地增加10MW组件,实现衰减补充,且补充的容量不增加逆变器及交流设备;山西某50MW山地光伏电站,通过对场站组件修复、电缆整改、逆变器通讯改造,使项目发电量提升12%;安徽某5MW分布式电站于2015年并网,组件功率为235W,2019年检测发现组件功率衰减至150W~180W,电站平均效率下降了30%,技术改造后电站发电量提升35%。

我国光伏产业化发展已经历了十几年,光伏组件退役后的回收与处理问题越来越受到人们的重视。太阳能光伏组件的通常使用寿命为 25 年。但是,随着技术改进的显著效果,老旧光伏组件的发电效率已经明显落后:预计同等面积的 2023 年光伏组件产品的发电量将是 2008 年产品的两倍。因此,许多光伏电站的持有者正在考虑提前更换发电效率更高的新型光伏组件。

随着我国光伏电站技改项目的推进,我国的光伏组件已经开始进入“退役潮”,预计在 2025 年左右,光伏组件的大规模退役期将全面到来。

4)“退役潮”将推动光伏回收企业抢滩市场

目前,我国已有少数企业通过提前布局,实现了废旧光伏组件的规范化回收和处理。然而,由于光伏组件回收仍处于发展初期,大多数企业的处理方式仅仅是集中运回、简单拆解,将废料用作建筑材料和填充材料。真正掌握拆解技术的企业非常稀少。光伏组件的拆解难度较大,这也是许多企业观望不前的原因。废旧光伏组件的回收与处理是光伏行业循环经济发展的重要环节。

根据万创研究院的市场调研数据,1GW退役光伏组件的市场回收价值约为3 亿-4亿元。截至2022年底,我国光伏累计装机规模已达到392.6GW,光伏组件产量再次刷新纪录,达到288.7GW,同比增长58.6%,连续15 年位居全球首位。这意味着,一旦我国企业解决光伏组件拆解技术难题,叠加光伏组件退役潮的到来,一个千亿级市场的新赛道就将酝酿开启

1)光伏电站技改时机已经成熟

新建电站大多需要强制配储,而配储可能会导致投资成本增加。以100MW光伏电站为例,初始投资4亿左右。配置10%、2小时储能项目,其初始投资成本将增加7.5%(3000万元);配建20%、2小时储能项目,初始成本将增加15%(6000万元);配建25%、4小时储能项目,初始投资成本价将增加32.5%(1.3亿元)。 
因此,从光伏电站资产持有方角度出发,技改相比于新建电站,成本更低。同时,我国光伏产业化发展至今已有近20年历史,光伏资源较好的地方大多已被抢先布局。不论从地理位置优越性、周边配套的完备性,还是从土地价格、接入电网的成本考虑,已建成的光伏电站都更具有区位优势。 

目前,推动光伏电站持有方进行技改的主要有三大因素:

①光伏组件价格的持续下降。近期,光伏组件的价格呈现连续下滑的趋势。以我国华东地区的166系列单面单晶PERC型号组件为例,8月8日的报价为1.16元/瓦,较前一日降低了7.2%。组件价格的不断降低,意味着技改的成本也在减少。

②光伏组件技术的迭代升级,带来了发电效率的大幅提升。预计到2023年,同等面积的光伏组件产品的发电量将是2008年产品的两倍,因此在原有光伏电站面积的基础上,技改可以大幅提升装机量。

③废弃光伏组件的处理已经实现了无害化。目前,市场上已经出现了一些能够规范化处理光伏组件回收的企业,为光伏电站的技改解决了后顾之忧。

随着光伏组件技术的不断升级和发电效率的逐渐降低,越来越多的光伏电站持有方开始认识到主动进行技改的重要性。

2)资源循环、绿色发展是光伏行业的迫切需求 

近几年,光伏组件回收产业逐渐成为国家关注的重点,除了“双碳”大目标下对循环经济的重视和企业本身的社会责任,更重要的是,退役光伏组件本身就是一座待开采的“小型矿山”。 
我国是光伏组件制造及应用大国,占据全球70%以上的份额,以往通过掩埋、焚烧等方式处理废弃组件,自然降解耗时长,会对环境造成危害,严重违背绿色发展的理念。 

其中,光伏组件的主要构成材料如玻璃、铝框、焊带、电池片等都属于可循环利用的资源。退役光伏组件可以通过物理法、化学法、热解法等多种技术路径实现拆解处理,提取出银、铝、铜、硅和玻璃等有价值资源,实现资源的再生循环利用。退役光伏组件的回收再利用有利于实现光伏发电全寿命周期内的真正绿色,从而促进太阳能行业的可持续发展。 
因此,光伏组件回收成为光伏行业绿色发展的迫切需求,是我国实现碳中和的战略需求。

3)政策层面指导正在加速 

面对现阶段光伏回收行业存在的问题和挑战,政府已经陆续出台专项政策,引导光伏回收行业规范化发展。 

2023年8月17日,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、生态环境部、商务部、国务院国资委等六部门于日前联合发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》,支持光伏设备制造企业建立分布式光伏回收体系,鼓励风电、光伏设备制造企业主动提供回收服务

随着技改带动的光伏组件退役潮提前到来,以及之前安装的光伏组件寿命到期,大量的废旧和退役光伏组件的处理问题日益凸显。如果采用处理常规固体废物的方式,将会占用大量的土地,造成环境污染,并且还会浪费半导体硅、贵金属、玻璃等材料资源。相反,如果我们能够通过物理或化学方法处理这些组件,我们不仅可以获得具有经济价值的材料,还可以减少环境污染,实现废弃光伏组件资源的回收和再利用。

1)退役光伏组件的主要回收来源

退役光伏组件的来源主要可分为三类:第一类是光伏电站达到使用寿命后正常退役更换的光伏组件;第二类是因光伏电站技术升级改造而提前退役的光伏组件;第三类是由于自然灾害等不可抗力事件导致的光伏组件提前退役。

对于第三类情况,近年来已有多次因自然灾害引发的大规模电站光伏组件损毁事件。如 2022 年 11 月,我国中国石化在新疆库车的绿氢示范项目一期 300MW 工程,因遭遇 13 级沙尘暴天气袭击,导致光伏组件大面积损毁,直接经济损失达到 6 亿元。然而,这类事件的偶然性较大,无法预测,因此不作为退役光伏组件的常规来源考虑。

未来,第一类正常退役和第二类技改带来的光伏组件退役将成为光伏组件回收市场的重要来源。

2)光伏组件拆解处置流程

光伏组件的拆解主要分为三步:铝边框及接线盒拆除、层压件拆解和材料加工提纯。
第一步:铝边框及接线盒拆除。可以通过人工或机械方法去除组件周围的铝边框,同时利用刀片切削去除组件背面的接线盒。
第二步:层压件拆解。层压件是在光伏组件拆除铝框和接线盒后剩余的部分,通常呈现出“玻璃/胶膜/电池片/胶膜/背板”的“三明治”结构。在这个结构中,胶膜的主要作用是将玻璃、电池片和背板紧密地粘结在一起。经过拆解,层压件可以产生光伏玻璃、电池片、光伏背板、焊带以及胶膜或它们的混合物。
第三步:材料加工提纯。电池片主要由硅片、银栅线以及铝背场等组成;焊带的关键材料是铜,可以回收纯度更高的材料成分,如硅、银、铝、铜等。
通过以上三个步骤的拆解,一块完整的光伏组件可以得到铝框、接线盒、玻璃、背板、银、铝、铜、硅等材料,从而实现退役光伏组件“矿产”资源的提取。
在拆解过程中,第一步铝框和接线盒的移除相对容易;第二步层压件的拆解难度较大,主要问题在于有机胶膜(如 EVA)的解粘结,目前主要有物理法、化学法和热解法;第三步主要是通过化学试剂的反应和置换来进行元素的提纯,对化学试剂的配方和设备操作的要求很高,因此也具有一定的技术挑战。

3)光伏组件拆解的三大主流技术方法

光伏组件的拆解难点主要在于第二步的层压件拆解过程,其中最大的问题在于有机胶膜(如 EVA)的解粘结。在组件生产过程中,有机胶膜被夹在电池片和玻璃、电池片和背板之间,经过热熔和固化后,胶膜具有很高的粘接强度、气密性和耐老化性等,能有效保护组件内的电池片免受空气中水分等因素的影响,从而提高组件在户外的稳定性。但这同时也为组件退役后的解粘结带来了挑战。

目前,层压件拆解的主要技术路线有三种,分别是物理法、化学法和热解法。

1)光伏组件回收市场广阔,利用潜力巨大

从整个产业链条上看,退役和废旧光伏组件的回收利用成为越来越突出的问题,同时也为光伏回收行业带来了巨大的新商机。 
退役光伏组件拆解后会得到银、铝、铜和硅、玻璃等有价值资源,而这些材料作为大宗商品,具有极佳的市场流通性。银、铝、铜作为金属类大宗商品,在工业、建筑、电子、交通运输等领域有广泛应用,市场流通性高且价格透明;硅料和玻璃属于非金属矿物,在工业生产中广泛应用,主要用于制造电子元器件、太阳能电池片等产品。 

退役光伏组件拆解后的所获得的再生材料定价主要参考期货市场交易价格,根据产品的品质如纯度打一定折扣,价格波动基本与期货交易价格同频。银、铝、铜和硅作为自然界矿物质资源,具有稀缺性和不可再生性,通过光伏回收产业可以将这些不可再生的资源循环利用起来,走好光伏产业绿色链条的“最后一公里”。 

退役光伏组件回收市场规模测算 

结合前述退役光伏组件来源分析,万创研究院选取了青海格尔木某10MW集中式电站作为案例,对中国光伏回收市场规模进行了建模分析,通过比较原运营模式与电站技改模式的全周期IRR,得出光伏电站合适的技改年限。 
测算模型假设以下前提:

模型主要关注两个核心变量:①假设光伏电站在不进行技改的情况下,全周期使用年限为 25 年,第 25 年按照投资成本的 5% 残值率计算回收价值;②电站技改的内容包括光伏组件、光伏电缆、光伏支架、桥架、逆变器、汇流箱、配电柜等;③技改电站不考虑强制配储;④技改在原有电站土地上进行扩容,不考虑新增土地成本;⑤电站技改后可以增加 25 年的使用年限。

模型主要关注两个核心变量:①光伏电站的使用年限;②技改所能带来的发电量提升倍数。通过调整这些核心变量的参数,我们可以得出在不同情况下,原运营模式与技改模式全周期的 IRR 水平。通过比较这两种运营模式的全周期 IRR 水平,我们得出以下结论:对于使用年限更长的电站,技改模式的门槛更低,且盈利性更好。

例如,以 2023 年为基准日,只要技改能带来装机量提升达到 1.3 倍,那么 2010 年及以前(使用年限超过 13 年的光伏电站),都可以通过技改模式来提高电站的盈利水平。

为了保持测算的谨慎性,我们暂不预测 2023 年及以后的新增光伏装机量,仅考虑截止到 2022 年底的存量光伏市场技改。根据我国国家能源局公布的数据,截至 2022 年底,我国光伏累计装机量已达到 392.61GW。
结合上述敏感性分析结果,得出2023—2030年在电站不同扩容倍数以及不同的技改时间点的假设下,对应的光伏组件技改存量市场规模。 

依据上述分析结果,并结合我国光伏历史累计装机量数据,假设光伏电站扩容至1.2倍,我们可以推算出技改驱动的光伏组件回收市场规模。算结果表明,到 2026年,我国光伏回收市场规模将达到3.36GW,对应的光伏组件重量约为 21.83 万吨

根据万创研究院的市场调研数据,1GW 退役光伏组件的回收价值大约在3亿 -4亿元,1GW退役光伏电站系统部分(包括支架、桥架、线缆、逆变器等)的回收价值也在3亿 -4亿元,因此,1GW退役光伏电站的总回收价值大约在6亿-8亿元。据此推算,到2026年,光伏电站回收市场的总价值将约为23.52亿元。

2)机遇与挑战并存 

机遇一:跨领域合作新可能 

晶硅光伏组件包含多种可回收材料,如稀有金属、玻璃、铝材、铜、银等,超过 90% 的半导体材料可以通过回收流程再利用,生产新的光伏电池组件,90% 的玻璃也可以用于制造其他产品。

此外,拓展更广泛、更多元的应用场景将进一步挖掘回收市场的潜力。例如,与建筑材料、城市建设等行业进行跨领域合作,探索更多创新应用;或者在同行业内拓展,与固废处理、生态修复、环境保护等行业联合;也可以在产品生命周期中,追踪其生态足迹、绿色生产等环节。通过多线索、横向或纵向的不断拓展,使产业从单一扁平模式向立体化发展,同时推动相关领域的协同发展。

机遇二:早期布局光伏回收企业有望享受更多红利

目前,光伏回收行业在政策标准层面存在空缺,行业规范尚不完善,因此,行业急需在政策层面进行有效的约束和规范。在行业发展初期,一方面,进入行业的企业可能会面临无序竞争、市场秩序混乱等问题;另一方面,早期企业也有望享受到行业发展初期的红利。

当前,光伏回收技术仍处于初期阶段,需要在实际生产线中不断优化和迭代。早期布局的企业可以通过持续投入研发,优化产线,提升自身产能,通过积累经验,建立自身的技术优势。

在行业早期,能够做到规范化处置的企业数量有限,这更有利于资源布局和合作。光伏回收企业的回收渠道建设对企业规模扩张和未来发展起着关键作用。能较早与“五大六小”等电力集团和光伏电站持有方建立合作关系,有助于企业在市场爆发期抢占更多的回收资源。

目前,我国光伏组件回收产业发展初步,光伏回收技术逐渐成熟,越来越多的目光开始聚焦这个“蓝海”市场。虽然现阶段大规模废弃光伏组件的浪潮带来了新的业态和商机,但光伏回收行业的发展也面临一些问题和挑战。

挑战一:政策有待完善

光伏组件回收行业正处于早期发展阶段,政府对行业的了解相对较少,导致行业标准和政策法规尚不健全。由于光伏回收行业涉及新能源和环保两大领域,政府对从事该行业的企业实行较为严格的资质审查,从而形成了一定的行业准入门槛。

挑战二:技术尚未成熟

光伏组件回收行业面临的技术挑战主要有两个方面:

首先,是产线落地的问题。光伏组件拆解的主流技术路径包括物理法、化学法和热解法,但目前只有极少数企业拥有能达到万吨级规范化处置水平的技术工艺,常州瑞赛环保是其中的一家。如何将技术从实验室应用到实际生产中,实现产线的落地,是光伏回收企业首要面临的技术挑战。

其次,是拆解工艺的问题。当前,光伏回收的产业化拆解和处置技术尚未完全成熟,如何实现真正高效的拆解和材料加工,使得提纯后的金属和非金属材料能更好地满足市场需求,这是光伏回收行业面临的第二个技术挑战。

挑战三:附加成本压力

在拆解处理环节中,涉及到三废处理问题。要达到排放和能耗标准的要求,需要投入额外的环保处理成本。这对处理能力不足、尚未形成规模经济效益的光伏回收企业来说,无疑是一项巨大的挑战。

光伏电站的技术改造推动了光伏组件的提前退役。随着光伏组件技术的持续升级,发电效率得到了显著提升。当技改成为行业共识时,退役潮的到来无可避免。然而,我国光伏组件回收产业仍处于初级阶段,面临着政策法规不健全、回收成本过高、竞争无序等问题,国内处置产能尚未形成规模,行业发展面临挑战与机遇并存。

从长远发展角度看,未来只有实现环境友好性和经济性平衡,达到规模化量产的企业,才能借助行业发展的势头,成为真正的行业领导者。

来源:亚锐科技

注:图片非商业用途,存在侵权告知删除!

2023(第七届)全国石英大会暨展览会


在“双碳”战略的带动下,石英材料从中低端到高端,均出现了供需两旺的局面。应行业专家及广大新老客户要求,“2023(第七届)全国石英大会暨展览会”定于2023年11月15-17日在安徽蚌埠举办,大会组委会力争在规模和交流效果上实现进一步的提升,更好地通过这个平台助推石英行业发展。


本次大会从行业实际需求出发,希望与行业同仁从原矿分析,市场定位,尾矿处理等多个方面,探讨石英矿石资源如何实现价值最大化,从前沿技术出发,探讨光伏砂、高纯石英砂、板材砂、低铁石英砂、电子级硅微粉、球形硅微粉等产品在光伏、半导体、石英石板材、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、涂料、铸造、建筑、耐火材料、电子电器、光纤等多个应用方向的发展前景。大会热诚欢迎国内石英业界专家学者、企业代表、技术人员积极参会。


会务组

联系人:宋春新

电   话:13661095071(微信)

【声明】内容源于网络
0
0
光伏纵横
光伏产业链专业、快捷的资讯平台
内容 397
粉丝 0
光伏纵横 光伏产业链专业、快捷的资讯平台
总阅读149
粉丝0
内容397