本刊记者 蒋 莹
“聚焦可再生能源行业， 致力于推进退役风电机组、光伏组件等新兴产业废物循环利用，探索规范回收、可循环、高值化的再生利用途径，健全区域性再生资源回收利用体系，这是产业绿色低碳发展的未来之路。”中国物资再生协会风光设备循环利用专委会（简称“专委会”）主任程刚齐在2月17—18日国家可再生能源示范区（张家口）风光设备循环利用技术发展论坛期间接受《中国发展观察》杂志记者采访时说。
当前，在政策支持和市场驱动的双重作用下，我国风电与光伏产业积累了一定的技术和产业优势，装机规模、发电量世界第一，产业链供应链体系日趋完备，成本优势初步建立，竞争力不断增强。再加上我国在“双碳”战略背景之下，无数目光聚焦可再生能源行业， 风电与光伏产业全生命周期低碳发展更是成为了焦点。有不少专业人士研究发现，风光发电循环利用尚属发展初期，未来将具备市场空间规模大、产业链丰富度高、执行力强的特点，如何循环利用、促进新能源行业绿色发展，实现“风光无限”、产业链全生命周期绿色闭环发展成为专家学者、业界关注的重要议题。
守住绿色环保底线， 夯实发展基石
“自提出‘双碳’目标之后，我国清洁能源产业发展方兴未艾，风光发电机组装机容量屡创新高，风电机组累计装机容量达到3.56亿千瓦，光伏机组累计装机容量达到3.93亿千瓦。”生态环境部固体废物与化学品管理技术中心总工程师韦洪莲在上述论坛上说，“清洁能源产业的大力发展，一方面推进了减污降碳进程，另一方面也为清洁能源新兴固废管理提出了新的挑战。”
“ 风力发电机组设计寿命通常为20年，特别是随着风电项目‘以大换小’增容改造行动的深入开展，预计将有大量老旧风电机组面临退役。” 据韦洪莲估算，我国3至5年内需要退役的机组数量将达上万台， 拆除后将产生约2000万吨废弃物资，其中废钢铁、废铜、混凝土及复合材料等一般固体废物近1970万吨，废矿物油、废铅酸电池等危险废物约30万吨。从整体层面看，退役风力发电机组呈现出废物产量大、种类复杂、危害性大、收集难度大等特点。
“光伏组件的使用寿命一般在20至25年，预计2025年我国将面临大批量的光伏设备退役浪潮。”韦洪莲表示，据相关预测，我国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。在环境影响方面， 退役光伏组件中的晶硅组件含有铅、锡等金属元素，具有较高浸出毒性，易导致土壤和水源污染，如何将退役光伏组件管理好，是一项生态环境管理重大课题。
为有效应对即将到来的风光发电设备退役大潮，我国先后颁布了《减污降碳协同增效实施方案》《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》等多项政策文件。韦洪莲认为，这在实现“双碳”目标和减污降碳协同治理的视域下，为推动退役风电设备处理处置与循环利用提供了根本遵循和行动指南。
下好“先手棋”，加强顶层制度设计。加大产业发展政策供给， 建立健全退役风光发电设备相关标准政策管理体系，同时也要提升相关产业科技创新能力。打好“ 组合拳”，凝聚行业监管合力。加强部门协调联动，促进生态环境、发展改革、自然资源、能源、商务、工信、住建、林草等相关部门协调联动，压实清洁能源产业上下游各环节环境保护主体责任，实现风光发电设备全生命周期环境管理，构建退役风光发电设备闭环管理体系。同时，与“无废城市” 建设、“双碳”战略目标、“城市矿山”综合利用等热点环保问题紧密结合起来，共同促进清洁能源产业行业发展。
北京大学城市与环境学院教授李双成在上述论坛上指出， 在“双碳”目标下，风电与光伏产业迎来了难得的发展机遇。目前，电力行业碳排放超过40%， 结构转型势在必行。构建以新能源为主体的新型电力系统， 大力发展风光发电， 是实现“3060”目标的重要举措。我国政府承诺，到2030年风电光伏总装机容量要达到12亿千瓦以上。截至2022年底，全国风电光伏发电装机已突破7亿千瓦，风电、光伏发电装机容量均居世界第一位；2022 年风电光伏新增装机占全国新增装机的78%, 新增风电光伏发电量占全国当年新增发电量的55%以上。
“风光资源开发本质上是人类活动对地表系统的扰动， 通过改变和调整水热过程产生正面或负面生态环境效应。风光基础设施通过改变地表和边界层物理性质，扰动水热自然过程， 进而产生生态环境效应，或正或负、或大或小、或长或短，与地理位置、规模大小、技术参数等有关。”李双成说，只有科学认知风光资源开发对生态环境的影响类型、程度、范围和途径，进而才可以实现发展与生态保护“ 双赢”，同样这也是风电与光伏产业可持续发展的前提条件。
一般来说，风电和光伏全生命周期可分为部件制造期、设备运输期、建设安装期、运行维护期和退役弃置期共5个阶段，或大或小，均会对生态环境造成一定影响。李双成一再强调，“风电和光伏运行的生态环境效应是一直存在的。” 据他分析， 作为一种工程项目，风力发电在建设和运行过程中不可避免地对生态系统的组分、结构和功能产生一定影响，对植物群落覆盖度、生长状况、生物多样性起到正面或负面的作用；而光伏建设通过局部遮阴、减少蒸散发和人为清洗增加水分等途径亦会产生同样的影响。
强化科技创新，激发竞争优势
“ 张北的风点亮北京的灯”已成为一句口口相传的金句。在喜迎2022年北京冬奥会的光辉时刻凸显背后的实力“很风光”——我国首个经国务院批准的综合性可再生能源示范区项目正式落户张家口。
“强力推进示范区建设从星星点点到全面覆盖，为我国可再生能源开发利用和高质量发展探索出一系列可复制、可推广的成功经验。”张家口市能源局党组书记、局长，市可再生能源示范区规划建设领导小组办公室主任任晓伟在论坛上这样推介。
据《中国发展观察》杂志记者了解，国务院于2015年7月26 日批复同意设立张家口可再生能源示范区。截至目前，其依然是全国唯一一个国家级可再生能源示范区，拥有丰富独特的资源优势，再加上这块“金字招牌”，令任晓伟底气十足， “张家口是华北地区风能和太阳能资源最丰富的地区之一， 是风光等可再生能源企业必争的投资沃土，风能资源富集， 太阳能资源充足”。
全域风能资源可开发量4000万千瓦以上，尤其是坝上四县风能资源最为丰富，年平均风速最高达到8米/秒以上。坝下区域100米高度年平均风速通常可达5米/秒以上，同样具备较好的风电开发条件。张家口属于太阳能辐射二类区域，太阳能发电可开发量3000万千瓦以上，是河北省太阳能资源最丰富的地区，地域日照时数2756—3062小时，年太阳总辐射5400— 6120兆焦/平方米。
“另外，电力市场空间巨大。”任晓伟认为，京津冀地区是我国主要的电力负荷中心之一，未来对绿电需求巨大， 为示范区可再生能源发展提供了庞大的绿电消纳市场。
“创新就是生产力，企业赖之以强，国家赖之以盛。” 基于充足的可再生能源，如何走创新驱动发展道路，加快实现新旧动能转换，让创新真正成为引领发展的第一动力，使其澎湃不已，表示要为当前新一轮科技革命和产业变革贡献力量。
在这个政策“红利”的加持之下， 在任晓伟看来， 示范区已经尝到了不少的“ 甜头”，成效显著，未来可期。
——体制机制创新再获突破。创新建立了“政府+电网+ 发电企业+用户侧”协作机制， 在全国第一个开展绿电市场化交易，累计交易电量55.67亿千瓦时。
——创新成果试验示范成效显著。张北±500千伏柔性直流电网工程在技术水平上创造了12项世界第一，自投运以来每年向北京输送140亿千瓦时清洁电力。
—— 规模化开发持续推进。张家口稳居全国非水可再生能源第一大市， 累计可再生能源装机规模达到2647 万千瓦，占全域电力总装机的81.7%，2022年可再生能源发电量457亿千瓦时，占全市总发电量的63.5%，能源供给侧结构调整效果凸显。
——可再生能源有效助力乡村振兴。全市累计建成光伏扶贫电站111 2 个、总规模135.9万千瓦，实现对全市脱贫村全覆盖，规模位居全国地级市第一。
——电网接入送出能力显著增强。建成张北—雄安1000 千伏特高压交流通道、张北±500千伏柔性直流通道和500 千伏超高压交流通道，最大接入能力为2471万千瓦。
—— 千万千瓦储能基地建设稳步推进。抢抓国家利好政策机遇，积极申报张家口市千万千瓦储能示范基地，获批后启动实施；“十四五”期间， 新型储能规划容量300万千瓦， 占全省规划容量的75%。
—— 高端装备制造全产业链不断完善。已落户明阳、金风、大金等新型能源高端装备制造企业26家，全面覆盖风电整机、叶片、塔筒、光伏组件、电化学和压缩空气储能等新型能源相关领域。
……
风电与光伏产业作为清洁能源的支柱，全产业链自主可控是我国实现科技自立自强的基础保障。从20世纪70年代末开始，我国风电与光伏产业在政策引导和市场需求驱动的双重作用下快速发展，已经成为具备国际竞争力的优势产业，形成了较为完备的产业链供应链体系， 初步具备了成本优势。如，在原材料及零部件制造环节，除个别高端原材料和零部件依赖进口之外，国内企业已具备较强的技术水平和生产能力，在整机制造环节，国内企业竞争力较强，市场集中度较高，像金风科技、远景能源、运达风电、明阳智能的市场份额排在全球前列。
“要尽快破解来自供应链部分环节对外依赖度较高、行业创新投入不足和投资建设成本高等方面的难题。”国务院发展研究中心产业经济研究部路倩在接受《中国发展观察》杂志记者采访时提出建议。近年来，我国风电与光伏产业技术水平迅速提高，但与未来的发展要求还有一定距离。在他看来，这是“行业创新投入积累不足”。
一方面，缺乏风电专用技术和设备的国家实验室等创新攻关机制。例如，在大功率、高塔筒和长叶片等基础研究、工艺设计、测试验证等环节，以及海上风电深海漂浮式风机、机组的大型化和定制化等关键前沿技术路径方面，大型联合试验平台建设还未成熟，研发力量仍然较为分散。另一方面， 共性技术和零部件攻关、新材料研发应用等起步较晚。国外公司在材料、轴承、芯片、操作系统等领域起步较早，相比之下，我国企业进行技术创新、应用和验证的时间窗口较短。
“产业发展得再好，都离不开可再生能源技术创新体系的进一步完善。”任晓伟说， 可再生能源技术创新体系进一步完善的动力源是技术创新引领示范能力大幅增强。未来， 示范区将持续深入推进能源体制和技术创新、生产和消费改革，打造全国新能源创新创业基地、新能源技术推广基地、新模式应用示范基地、新能源装备制造基地， 把新型能源产业的中国式现代化河北场景在张家口变成美好现实。
坚持绿色低碳，锻造“风光无限”
“ 中国风光产业高速发展20年，截至2022年底中国风电累计装机容量达365吉瓦， 而那些千禧年初期投入使用的风电机组和光伏组件，也即将抵达20到25年设计使用寿命的终点。”中国华能集团有限公司新能源事业部副主任张晓朝说。根据行业预测，中国风电产业将在2025年迎来第一批大规模退役潮，退役规模将超过1.2吉瓦，随后每年退役的机组将逐步增加， 预计到“十五五”末期，年退役风机规模将达到10吉瓦左右；2030 至2035年间，累计退役风机规模将超过100吉瓦；2036—2040 年间，累计退役风机规模将达到150吉瓦。自2030年开始，光伏行业将进入光伏组件报废的密集期，到2030年累计待回收容量达17.8吉瓦；2035年开始待回收总量将呈爆发式增长， 预计2040年累计回收量将达到252吉瓦。
华能集团作为国有重要骨干电力企业，又是如何做的呢？ 数据显示，截至2022年底，华能集团新能源装机容量达到5172万千瓦（ 风电装机3428 万千瓦、太阳能装机1744万千瓦）；预计到2025年新增新能源装机容量8000万千瓦以上， 清洁能源占比将达到50%。截至2022年底， 风电并网运行时间超过10年、15年的风电装机容量分别为917万千瓦、107 万千瓦，当前集团正在积极推进老旧机组改造升级工作。
张晓朝认为，随着我国大规模的风机和光伏退役，以及“上大压小”改造逐步开展， 其中伴随着的老旧设备回收再利用重要性逐渐凸显，其废弃物的回收处理市场迎来高峰期。“目前虽已取得相当进展， 但总体上还处于起步阶段，仍面临政策支持和配套制度不够完善、审批流程和操作细则不够明晰、退役机组以及配套设施的回收标准规范尚未统一等问题。”他说。
政策层面—国家能源局即将发布《风电场改造升级和退役管理办法》，配套落地细则需及时跟上。比如，在现有政策下，地方政府流程简化条件较难达到，各项支持性文件需要重新办理，新增建设规模指标受限较大，存量风光资源价值发挥不足。
开发企业层面—在项目推进过程中，土地手续、电网接入、环境评价、电力业务许可变更等实施流程和操作细则不够清晰， 掣肘项目的实际落地。
技术层面—目前，我国新能源设备再制造、再利用几乎是一个空白领域，退役设备机械和电气等部件的状态检查、功能测试和寿命评估标准与规范尚未制定；拆除设备的循环回收利用率较低，影响生态环境污染问题突出（如风机叶片回收后通常采用露天堆放、填埋、焚烧或粉碎再塑形等方式进行处置），回收技术有待进一步提升。
投资经济性层面——受补贴规模上限锁定及建设期电量损失无法追补等因素影响，项目的规模容量投资收益水平呈递减趋势，对充分发挥存量风光资源价值的引导性不强。此外，较之于新建项目，改造项目的单位容量投资强度并未体现明显优势，结合电力业务许可证办理变更和延长的不确定性影响，以及储能设施的建设要求不明朗，项目预期投资收益水平可控度不高，不利于企业进行科学决策。
原资产处置层面—— 项目改造后，必将产生大量废旧物资，因缺少改造项目涉及的相关固定资产净值和残值评价标准，造成不同改造项目在进行财务评价测算时，相关参数取值统一性较差。部分设备回收技术难度大导致处理成本较高，目前行业缺乏具体的培育措施和激励机制，没有形成配套的产业链支撑，回收处置的经济性和环保性亟待提升。
“当前，全球风电蓬勃发展的势头不减，在能源绿色低碳转型的长期趋势下，我国风电产业的技术和产业优势初步确立。”路倩认为，在此关键时期，更需要把握机遇，助力高质量发展。
—— 加强技术攻关， 提升产业链供应链稳定性。掌握关键核心技术是提升产业链供应链稳定性的重要基础，国外风电产业在基本理论、基础工艺、材料应用等方面具备长期积累，跨行业技术整合和成果转化高度活跃，相比而言，我国这方面的能力亟需加强。
—— 推动集群化发展， 塑造风电能源竞争新优势。积极整合生产要素、优化资源配置、降低生产成本、提升创新效能，是补贴退坡后保持风电产业长期向好的发展态势、塑造我国风电能源竞争新优势的重要路径。
—— 深化国际合作， 积极拓展海外市场。虽然我国风电企业具备一定的竞争力，但业务主要以国内为主，海外市场份额不足10%。要持续深化对外开放，深度参与国际合作（特别是与发展中国家的深度合作，积极推动我国风电产业“走出去”），不断开拓海外市场，提升我国风电设备、技术、服务、品牌和标准的输出能力。
为什么说风电与光伏产业绿色低碳发展是未来之路？程刚齐认为，风电与光伏产业将在2025年迎来第一批大规模退役潮，随后每年退役的机组将逐步增加，预计到“十五五” 末期，大宗固废、危废合规处置和生态环境保护面临的压力日益显著。
“ 创新、协调、绿色、开放、共享，这是党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央提出来的新发展理念， 是我国发展实践的理论结晶； 同样对于风光设备循环利用来说，不仅能够为退役的装备赋予新的价值，在循环利用和环保技术创新的加持下，提升循环利用企业自动化和智慧化水平，还通过前沿的循环利用方法能够大量减少设备寿命尽头的二氧化碳排放及对环境的负面影响，助力新能源行业和整个产业链可持续高速绿色发展。”程刚齐表示，实现风光设备全生命周期绿色发展，要实现资源循环利用，提高资源利用效率、减少环境污染，共同面对风光设备循环利用所遇到的机遇和挑战，共同推动我国新能源行业的良性发展。