李希雯 王軼鐸
今年初，《中共中央 國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》的頒布拉開了環保回收的大幕：推動各類資源節約集約利用；加快構建廢棄物循環利用體系，促進廢舊風機葉片、光伏組件、動力電池、快遞包裝等廢棄物循環利用；推進原材料節約和資源循環利用，大力發展再制造產業；等等。據一篇名為《廢舊光伏組件流向何處》的新聞報道，廢舊光伏組件目前主要流向一些小微企業和個體戶等小作坊，他們拆解售賣鋁合金等有價值的部分，剩余部分采取堆砌、填埋或者焚燒的方式處理，幾乎不承擔環保成本。這些小作坊多藏身于村落或偏僻的地方，盡管設備簡陋，但每天的處理量并不少。有學者認為，這一系列信息的背后是一大批風電光伏設備即將退役的事實。就在今年1月份，挪威能源巨頭——挪威國家石油公司（Equinor）宣布，其將在今年內拆除全球首個浮式海上風電項目中的全部浮式風機。
實際上，近年來，全球范圍內風電和光伏設備正經歷一波大規模“退役潮”。這些退役設備中蘊藏著大量的鋼鐵資源，如何高效地回收和再利用這些資源，已成為鋼鐵行業和新能源產業面臨的重要課題。為解答好這一課題，國家發展改革委等部門發布了《關于促進退役風電、光伏設備循環利用的指導意見》，為我國在該領域開展工作提供了政策支持和方向指導。此外，全球主要國家和地區的企業、科研院所等在風電和光伏設備退役及鋼鐵資源高效回收利用方面擁有不少先進的技術經驗，可為我國開展相關工作提供參考。
國外“風光”設備回收利用技術成果
德國弗勞恩霍夫陶瓷技術和系統研究所（Fraunhofer IKTS）致力于開發用于處理復雜廢棄物（如風電和光伏設備）的高效金屬回收技術。2023年，該研究所創造性地研發出了雙面接觸硅太陽能電池的高效回收技術，采用先進的分離技術和化學處理方法，提高了鋼鐵資源回收效率。其最新研究成果表明，通過濕法冶金技術可以有效地從廢棄的光伏組件中提取高純度金屬，從而實現資源的高效回收和再利用。該研究所與德國最大的光伏組件回收公司（Reiling GmbH&Co.KG）合作，工業規模回收廢棄光伏模塊中的硅，并將其用于制造新的PERC（發射極和背面鈍化）太陽能電池。在首次試驗中，光伏電池的轉換效率為19.7%。“這一轉換效率雖低于目前最優質PERC太陽能電池的效率，但肯定高于舊的廢棄組件中的光伏電池的轉換效率。”相關研究人員表示。在這個過程中，每年有大約10噸的硅從廢棄的光伏模塊中被回收，預計到2029年上升至每年幾十萬噸。
作為世界領先的太陽能光伏模塊制造商之一，美國第一太陽能公司（First Solar）和美國環保署（EPA）在光伏設備退役和回收方面進行了大量研究和實踐。該公司在2022年進一步升級自身采用的材料分離技術，大大提高了回收效率。該公司的設備能夠將光伏組件分解成可回收的材料，減小了廢棄物的體積并提高了資源利用率。在行業標準建立方面，美國環保署發布了一系列關于退役設備處理的指南，推動了行業標準的建立，這些指南有助于確保退役設備得到有效環保處理和回收。美國第一太陽能公司在其回收設施中采用了高度自動化的拆解設備，這些設備能夠快速高效地拆解光伏組件，分離出玻璃、半導體材料和金屬等可回收材料，再對90%以上的回收組件材料進行再利用。他們不僅回收玻璃和框架，還回收閉環半導體材料用于新模塊制造。相關統計數據顯示，2023年，該公司在全球的回收能力（光伏組件裝機容量）預計可達500兆瓦，顯示了其技術的規模化和高效性。第一太陽能公司目前在美國、馬來西亞、越南、德國和印度運營回收設施，截至2024年4月12日已回收光伏發電組件設備超過30萬噸。經過驗證，第一太陽能公司的回收技術是可以擴展升級的，以適應未來的高產量。此外，第一太陽能公司還開發了閉環回收系統，通過這種系統，回收的材料可以重新用于生產新的光伏組件，實現資源循環利用。
在比利時，歐洲光伏組件回收與循環利用協會（PV Cycle Belgium）在光伏面板回收方面取得顯著進展。2023年第1季度，該協會回收了404噸太陽能面板，相比過去5年回收量顯著增長。這種增長反映了其太陽能面板產業廢棄物處理能力的提升和回收工藝的進步。面對預計持續增長的太陽能面板廢棄量，該協會正在積極準備，包括擴大合作網絡、提高處理能力，以確保其能夠有效處理更多即將到達使用壽命期限的太陽能面板。這種積極的回收行動不僅有助于減少環境污染，還能創造專業回收工作崗位，促進當地就業和經濟發展。
在奧地利，萊奧本礦業大學（Montanuniversitaet Leoben）研究團隊在光伏電池模塊回收方面進行了詳細研究，提出了許多先進的回收技術理念與研究成果，如濕法冶金技術和生物濕法冶金技術。這些技術能夠高效地回收光伏組件中的金屬，減少環境污染，提升資源利用率。該大學的研究團隊在2023年提出，通過生物濕法冶金技術，可以利用特定的細菌將金屬從廢棄的光伏組件中提取出來，過程環保且成本低。該大學的研究團隊還開發了一種基于細菌的濕法冶金技術，這種技術利用細菌分泌的酸性物質將金屬從光伏組件中溶解出來。與傳統的化學方法相比，這種技術不僅更加環保，還能在較低的溫度和壓力下進行，降低了能耗和成本。此外，該研究團隊還在不斷優化這一技術，提升其回收效率和金屬純度，以滿足工業應用需求。
在丹麥，維斯塔斯公司（Vestas）于2021年啟動了CETEC（熱固性環氧樹脂復合材料循環經濟）項目，研究發現了一種全新的化學工藝，通過重新調整風機葉片材料的成分，可以使風電葉片中的環氧樹脂重新分解為原材料，使其100%可回收。維斯塔斯公司于2023年2月份宣布與歐林公司（Olin）、斯特納回收公司（Stena Recycling）簽約合作，實現這一化學回收工藝的商業化應用。
我國回收利用退役“風光”設備的4點思考
國外在退役風電、光伏設備鋼鐵資源回收利用方面的先進技術和經驗，可以為我國鋼鐵企業提供重要的參考。實現高效的鋼鐵資源回收，不僅有助于解決退役設備帶來的環境問題，還可以為鋼鐵產業帶來新的經濟增長點，推動我國新能源產業的可持續發展。在此背景下，圍繞進一步發展相關產業，筆者提出如下幾點思考：
一是建議相關部門加大對退役設備循環利用的政策支持力度，提供資金和技術支持，鼓勵企業在資源回收方面的技術創新。相關部門的引導和支持有助于企業克服技術和資金上的挑戰，加速技術推廣和應用。具體的支持措施可以包括以下幾點：一是財政激勵，通過提供稅收優惠、補貼和低息貸款等方式，鼓勵企業投資退役設備回收和再利用技術；二是法規保障，制定和完善相關法律法規，明確企業在退役設備處理和回收過程中的責任和義務，確保資源回收過程的規范化和標準化；三是市場準入，鼓勵更多企業參與退役設備的回收和再利用，通過市場化手段提高資源利用率，降低處理成本。
二是建議國內企業加大在資源回收技術方面的研發投入，引進、消化、吸收國外先進技術，并結合國內實際情況進行再創新，通過持續不斷的技術研發和創新，提高資源回收利用率，減少環境污染，推動產業綠色發展。技術研發和創新的重點領域可以包括：一是先進分離技術，開發高效的分離技術，能夠從復雜的退役設備中提取高純度的金屬資源，例如通過濕法冶金、生物濕法冶金等技術，實現對光伏組件、風電機組等設備中金屬資源的高效回收；二是自動化拆解設備，研發和引進自動化拆解設備，提高退役設備的處理效率和資源回收率，例如第一太陽能公司采用的自動化拆解設備，可以將光伏組件分解成可回收的材料，大大提高了回收效率；三是環保處理技術，加強對環保處理技術的研發，減少資源回收過程中的環境污染。
三是建立和完善退役設備循環利用的標準規范，確保回收過程高效、環保。標準化的流程和規范不僅提高了回收效率，還確保了回收過程的安全性和環保性。標準規范的制定可以包括以下方面：一是制定針對不同類型退役設備的回收技術標準，確保資源回收過程中的技術規范和質量要求；二是制定退役設備回收的操作規程，指導企業在回收過程中的具體操作步驟和注意事項，確保回收過程高效安全；三是建立退役設備回收過程中的檢測和認證體系，確保回收設備和材料符合相關標準和規范，提高資源回收的可靠性和質量。
四是推動形成退役設備循環利用產業集聚區，促進企業間協同合作，提高整體回收利用水平，通過產業集聚形成規模效應，進而降低回收成本，提高資源利用率。產業集聚的具體措施可以包括：一是在具備條件的地區建設退役設備回收利用產業園區，集聚相關企業和研究機構，形成產業集群，通過集中處理和協同合作來提高資源回收效率和經濟效益；二是搭建退役設備回收利用的公共服務平臺，為企業提供信息交流、技術支持、市場推廣等服務，促進企業間的合作創新；三是支持和推動退役設備回收利用示范項目建設，通過示范項目的實施，總結經驗、推廣應用，帶動整個產業的發展。
《中國冶金報》（2024年09月20日 02版二版）
