鑫鼎晟觀察發現,光伏組件回收是光伏產業鏈上的最後一環,也被視爲整個光伏綠色產業鏈的“最後一公里”。隨着光伏發電的大規模利用、退役,以及產業技術加快升級帶來的設備更新換代,退役光伏組件的回收利用成爲越來越突出問題,與此同時,光伏回收也爲行業帶來了巨大的新商機。如今,這一新興產業已經處於爆發的前夕。我國光伏產業逐漸從依賴政策扶持走向產業自主發展。政策補貼退坡和光伏電站強制配儲的雙重壓力下,技改成爲提升光伏電站發電收益的關鍵舉措,拉開了光伏組件退役潮序幕。光伏電站技改時機已經成熟,越來越多的光伏電站持有方意識到主動技改的重要性。目前對光伏行業來說,發展光伏組件回收的必要性與緊迫性並存。退役潮爲光伏組件回收市場帶來了巨大的商業價值,催生了許多投資機遇,但同時光伏回收行業發展也面臨一定的問題和挑戰。從長遠發展的角度出發,未來行業發展需要兼顧環境友好性和經濟性。1)我國光伏產業發展現狀隨着碳達峯、碳中和的新發展理念不斷強化,以光伏發電爲主要代表的新能源已成爲實現“雙碳”目標與綠色轉型的主要發展方向。中國作爲全球最大的光伏市場和光伏製造國家,光伏裝機規模連續10年位居全球第一,而新增總裝機容量更是連續8年穩居全球榜首。根據國家能源局發佈的最新光伏發電建設運行情況,2023年上半年全國新增光伏裝機容量78.42GW。截至2023年6月底,全國可再生能源發電總裝機達到13.22億千瓦,約佔我國總裝機的48.8%。其中,光伏累計裝機規模已突破4.71億千瓦,僅次於煤電,已成爲我國裝機規模第二大電源。光伏發電產業在我國能源結構和戰略中扮演着越來越重要的角色。2)我國光伏產業發展從依賴政策扶持走向產業自主發展自1958年發展以來,我國光伏產業歷經全球金融危機、“雙反”等挫折。在政府政策的引導和扶持下,我國光伏產業從出口轉內銷、持續技術突破,到產業鏈不斷完善、實現全面平價,行業步入良性發展期。①政府補貼退坡引發如何提升發電效率的新思考政府補貼在光伏產業的發展中,起到了四兩撥千斤的作用。2018年5月31日,國家發改委、財政部、國家能源局聯合發佈了《關於2018年光伏發電有關事項的通知》(簡稱“531新政”),要求加快補貼退坡及降低補貼強度、加大市場化配置。隨着“531新政”的發佈,補貼退坡逐漸深入,國家補貼已於2022年退出歷史舞臺,地方補貼也在逐漸退坡。國家補貼:2021年起,除戶用光伏還有0.03元/kwh補貼以外,新備案集中式、工商業分佈式光伏和陸上風電均不再補貼;2022年起新建戶用光伏項目也不再補貼,標誌着國家補貼正式退出歷史舞臺。地方補貼:目前,我國僅有少數地區延續光伏地方補貼政策,主要集中在北京、上海、浙江、廣東等省份。在政府補貼逐漸退坡的大背景下,如何提升發電效率,增加發電收入成爲當下已建成光伏電站需要關注的核心問題。②新建光伏電站強制配儲影響電站投資收益光伏作爲建設新型電力系統的主力軍,因本身具有天然隨機性、間歇性和波動性特徵,隨着其裝機量的快速增長,帶來的新能源消納問題愈加突出。在此前提下,“新能源+儲能”的模式開始在全國範圍內推廣。2021年至今,共有26個省份發佈了新能源配置儲能的政策,各地要求光伏電站配儲規模在裝機容量的5%—30%之間。在當前國內大多數省市,配置儲能已經成爲新增光伏電站併網的前提條件。但配建儲能的成本主要由發電側承擔,因此對於光伏電站持有方來說,大比例配儲無疑增加了電站的投資成本,影響了投資收益。以10MW的集中式地面電站爲例,前期造價約爲3790萬元,當前一套10KWH的磷酸鐵鋰儲能電池,採購價格約爲1.7萬元,單瓦成本爲1.7元,而光伏電站的成本則平均在3.79元/W。按照政策要求,配置一個佔裝機容量20%、連續儲能時長2小時的儲能系統後,總造價將增加1700萬元,約增加44.85%的投資成本。3)中國光伏組件退役潮已拉開序幕在以上背景下,“技改”成爲提升光伏電站發電收益的關鍵舉措。根據國家規定的標準,光伏電站的設計使用壽命是25年。但並非光伏組件使用年限達到25年後就將不再發電,只是功率衰減帶來的發電量變少了。對於光伏電站的持有方而言,發電效率的損失勢必會影響其發電收入,因此電站持有方會通過對光伏電站進行技改方式,提升發電效率和電站發電量。實際上,只要技改帶來的發電收入超過其進行技改的成本,技改的時機完全可以提前。實際案例中,已經有不少光伏電站的持有方開始了技術改造。例如,湖北某100MW地面光伏電站在現場未利用的空地增加10MW組件,實現衰減補充,且補充的容量不增加逆變器及交流設備;山西某50MW山地光伏電站,通過對場站組件修復、電纜整改、逆變器通訊改造,使項目發電量提升12%;安徽某5MW分佈式電站2015年併網,組件功率235W,2019年檢測發現組件功率衰減至150W~180W,電站平均效率下降了30%,技術改造後電站發電量提升35%。中國光伏產業化發展已有十幾年的歷史,光伏組件退役後的回收和處理也越來越受到重視。太陽能光伏組件的使用壽命一般爲25年,但隨着“技改”成效顯著,老舊光伏組件的發電效率已明顯落後:同等面積的2023年光伏組件產品的發電量大概是2008年產品的2倍。因此,不少光伏電站持有方正在考慮提前更換髮電效率更高的新光伏組件。隨着國內光伏電站技改項目的推進,中國的光伏組件已開始了“退役潮”,預計2025年左右光伏組件大規模退役時期將全面到來。4)“退役潮”將推動光伏回收企業搶灘市場目前國內已有少部分企業通過提前佈局,實現廢舊光伏組件規範化回收處置,但由於光伏組件回收尚處於發展初期,大部分企業的處理方式僅僅是集中運回、簡單破解拆分,把廢料作爲建築材料和填充材料來用,真正掌握拆解技術的企業鳳毛麟角。光伏組件拆解難度大,正是企業駐足觀望的原因。但廢舊光伏組件的回收與處理是光伏行業循環經濟發展的重要一環。根據鑫鼎晟研究院市場調研數據,1GW退役光伏組件的市場回收價值約3億-4億元,截至2022年底,我國光伏累計裝機規模已達到392.6GW,光伏組件產量再創新高,達到288.7GW,同比增長58.6%,連續15年居全球首位。這意味着一旦我國企業解決光伏組件拆解技術難題,疊加光伏組件退役潮到來,一個千億級市場的新賽道就將醞釀開啓。1)光伏電站技改時機已經成熟新建電站大多需要強制配儲,而配儲可能會導致投資成本增加。以100MW光伏電站爲例,初始投資4億左右。配置10%、2小時儲能項目,其初始投資成本將增加7.5%(3000萬元);配建20%、2小時儲能項目,初始成本將增加15%(6000萬元);配建25%、4小時儲能項目,初始投資成本價將增加32.5%(1.3億元)。因此,從光伏電站資產持有方角度出發,技改相比於新建電站,成本更低。同時,我國光伏產業化發展至今已有近20年曆史,光伏資源較好的地方大多已被搶先佈局。不論從地理位置優越性、周邊配套的完備性,還是從土地價格、接入電網的成本考慮,已建成的光伏電站都更具有區位優勢。當下,光伏電站持有方技改的助力主要來自三個方面:①光伏組件成本下跌。近日來,光伏組件價格連續下跌。以華東地區166系列單面單晶PERC型號組件爲例,8月8日報價1.16元/瓦,較前一日下跌7.2%。光伏組件價格的持續走低,意味着技改付出的成本變低。②光伏組件技術迭代帶來發電效率的提升。同等面積的2023年光伏組件產品的發電量大概是2008年產品的2倍,技改可以在原有光伏電站面積的基礎上實現裝機量的大幅提升。③廢棄光伏組件的處理可以實現無害化處理。目前市場上已經出現了能夠進行規範化光伏組件回收處置的企業,也爲光伏電站的技改解除了後顧之憂。隨着光伏組件技術迭代升級和光伏組件發電效率的衰減,越來越多的光伏電站持有方意識到主動技改的重要性。2)資源循環、綠色發展是光伏行業的迫切需求近幾年,光伏組件回收產業逐漸成爲國家關注的重點,除了“雙碳”大目標下對循環經濟的重視和企業本身的社會責任,更重要的是,退役光伏組件本身就是一座待開採的“小型礦山”。我國是光伏組件製造及應用大國,佔據全球70%以上的份額,以往通過掩埋、焚燒等方式處理廢棄組件,自然降解耗時長,會對環境造成危害,嚴重違背綠色發展的理念。其中,光伏組件的主要構成材料如玻璃、鋁框、焊帶、電池片等都屬於可循環利用的資源。退役光伏組件可以通過物理法、化學法、熱解法等多種技術路徑實現拆解處理,提取出銀、鋁、銅、硅和玻璃等有價值資源,實現資源的再生循環利用。退役光伏組件的回收再利用有利於實現光伏發電全壽命週期內的真正綠色,從而促進太陽能行業的可持續發展。因此,光伏組件回收成爲光伏行業綠色發展的迫切需求,是我國實現碳中和的戰略需求。3)政策層面指導正在加速面對現階段光伏回收行業存在的問題和挑戰,政府已經陸續出臺專項政策,引導光伏回收行業規範化發展。2023年8月17日,國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部、生態環境部、商務部、國務院國資委等六部門於日前聯合發佈《關於促進退役風電、光伏設備循環利用的指導意見》,支持光伏設備製造企業建立分佈式光伏回收體系,鼓勵風電、光伏設備製造企業主動提供回收服務。隨着技改帶動光伏組件退役潮提前爆發,再加上此前裝機的光伏組件的壽命不斷到期,海量的廢舊、退役光伏組件去向成爲一個問題。若以處理常規固廢的方式進行處置,不僅會佔用大量土地、帶來環境污染,還會造成半導體硅、貴金屬、玻璃等材料的浪費;相反,如果通過對其各組件部分進行物理或化學方法處理,不僅得到擁有經濟價值的材料,還可減少環境污染,實現對廢棄光伏組件資源的回收再利用。1)退役光伏組件的主要回收來源退役光伏組件的回收來源主要有爲三類:第一類,光伏電站達到使用壽命正常退役更換下來的光伏組件;第二類,光伏電站技術升級改造而提前退役的光伏組件;第三類,由於自然災害等不可抗力事件導致的光伏組件提前退役。關於第三類情況,近幾年已發生過幾起自然災害導致的大規模電站光伏組件損毀。例如,2022年11月,中國石化新疆庫車綠氫示範項目一期300MW工程因遭遇13級沙塵暴天氣襲擊,而出現光伏組件大面積損毀,直接經濟損失達6億元。但由於此類事件具有偶然性,無法可靠預測,因此不作爲退役光伏組件的常規來源考慮。第一類正常退役和第二類技改帶來的光伏組件退役將構成未來光伏組件回收市場的重要來源。2)光伏組件拆解處置流程光伏組件的拆解主要分爲三步:鋁邊框及接線盒拆除、層壓件拆解和材料加工提純。第一步:鋁邊框及接線盒拆除。通過人工或者機械的方式拆除組件周圍鋁邊框,同時通過刀片切削拆去組件背面接線盒。第二步:層壓件拆解。層壓件是光伏組件拆除鋁框和接線盒後剩餘的部分,一般爲“玻璃/膠膜/電池片/膠膜/背板”的“三明治”結構。其中,層壓件中膠膜的作用主要是把玻璃、電池片及背板牢牢地粘結在一起,層壓件經拆解後可以產生光伏玻璃、電池片、光伏背板、焊帶及膠膜或它們的混合物。第三步:材料加工提純。電池片上主要包括硅片、銀柵線及鋁背場等;焊帶的核心材料爲銅,可以回收純度更高的材料組分,比如硅、銀、鋁、銅等。通過以上三個步驟的拆解,一塊完整的光伏組件可以得到鋁框、接線盒、玻璃、背板、銀、鋁、銅、硅等材料,從而實現退役光伏組件“礦產”資源的提取。從拆解難度分析,第一步鋁框和接線盒的拆除相對簡單;第二步層壓件的拆解難度較大,主要體現在膠膜的解粘結,目前主要有物理法、化學法及熱解法;第三步主要通過化學試劑的反應、置換來進行元素的提純,對於化學試劑的配方和設備操作的要求很高,因此也存在一定的技術難度。3)光伏組件拆解的三大主流技術方法光伏組件的拆解難度主要集中在第二步層壓件拆解環節,主要難點體現在有機膠膜(如EVA)的解粘結上。組件在生產過程中,夾在電池片和玻璃、電池片和背板之間的有機膠膜經熱熔、固化後會具備相當高的粘接強度、氣密性及耐老化性等,能很好地保護組件裏的電池片免受空氣中水分等因素的影響,從而提高組件在戶外的穩定性。但同時也給組件退役後的解粘結帶來挑戰。目前,層壓件拆解的主要技術路線有三種,分別是物理法、化學法和熱解法。1)光伏組件回收市場廣闊,利用潛力巨大從整個產業鏈條上看,退役和廢舊光伏組件的回收利用成爲越來越突出的問題,同時也爲光伏回收行業帶來了巨大的新商機。退役光伏組件拆解後會得到銀、鋁、銅和硅、玻璃等有價值資源,而這些材料作爲大宗商品,具有極佳的市場流通性。銀、鋁、銅作爲金屬類大宗商品,在工業、建築、電子、交通運輸等領域有廣泛應用,市場流通性高且價格透明;硅料和玻璃屬於非金屬礦物,在工業生產中廣泛應用,主要用於製造電子元器件、太陽能電池片等產品。退役光伏組件拆解後的所獲得的再生材料定價主要參考期貨市場交易價格,根據產品的品質如純度打一定折扣,價格波動基本與期貨交易價格同頻。銀、鋁、銅和硅作爲自然界礦物質資源,具有稀缺性和不可再生性,通過光伏回收產業可以將這些不可再生的資源循環利用起來,走好光伏產業綠色鏈條的“最後一公里”。退役光伏組件回收市場規模測算結合前述退役光伏組件來源分析,鑫鼎晟研究院選取了青海格爾木某10MW集中式電站作爲案例,對中國光伏回收市場規模進行了建模分析,通過比較原運營模式與電站技改模式的全週期IRR,得出光伏電站合適的技改年限。測算模型假設以下前提:①假定光伏電站不進行技改的全週期使用年限爲25年,第25年按照投資成本的5%殘值率計算回收價值;②電站技改內容包含光伏組件、光伏電纜、光伏支架、橋架、逆變器、匯流箱、配電櫃等;③技改電站不考慮強制配儲;④技改在原有電站土地上進行擴容,不考慮新增土地成本;⑤電站技改後可增加25年的使用年限。模型選取兩個核心變量:①光伏電站使用年限;②電站技改帶來的不同發電量提升倍數。通過調整核心變量參數,得出不同情況下原運營模式與技改模式的全週期IRR水平。通過比較兩種運營模式的全週期IRR水平,得出如下結論:使用年限越久的電站,技改模式的門檻越低,盈利性也越好。例如,以2023年爲基準日,只要技改帶來的裝機量提升達到1.3倍,那麼2010年及以前(使用年限超過13年的電站),都可以通過技改模式提升電站的盈利水平。出於測算的保守性,暫不對2023年及以後的新增光伏裝機量進行預測,僅考慮截至2022年底的存量光伏市場技改。根據國家能源局公開數據,2022年底我國光伏累計裝機量爲392.61GW。結合上述敏感性分析結果,得出2023—2030年在電站不同擴容倍數以及不同的技改時間點的假設下,對應的光伏組件技改存量市場規模。基於前述分析結果,結合我國光伏累計裝機量歷史數據,選取光伏電站1.2倍擴容情況,得出技改推動的光伏組件回收市場規模數據。測算數據結果顯示:2026年中國光伏回收市場規模爲3.36GW,對應光伏組件重量約爲21.83萬噸。結合鑫鼎晟研究院市場調研數據,1GW退役光伏組件回收價值約3億-4億元,1GW退役光伏電站系統部分回收價值約3億-4億元(支架、橋架、線纜、逆變器等),則1GW退役光伏電站總回收價值約6億-8億元,對應2026年光伏電站回收市場價值約爲23.52億元。2)機遇與挑戰並存機遇一:跨領域合作新可能晶硅光伏組件包括多種可回收材料,例如稀有金屬、玻璃、鋁材、銅、銀等物質,90%以上的半導體材料可以通過回收再利用的流程最終用於生產新的光伏電池組件,90%的玻璃可以用於製造其他產品。而且,打通更大、更豐富的應用場景將進一步釋放回收市場的潛能,例如與建築建材、城市建設等行業進行跨領域的合作,進行更多創新應用的探索;或是沿着同類行業拓展,聯合固廢處理、生態修復、環境保護等行業進行拓展;再或是沿着產品的生命週期,追溯其生態足跡、綠色生產等環節。沿着不同的線索或橫向或縱向地不斷拓展,讓產業由單一扁平的模式向着立體化發展,同時帶動相關領域協同發展。機遇二:早期佈局光伏回收企業有望享受更多紅利當前光伏回收行業存在政策標準層面的空缺、行業規範不完善等一系列問題,行業迫切需要進行政策層面的有效約束和規範。在行業發展的早期階段,一方面入局企業會面臨無序競爭、市場秩序混亂等問題,但另一方面,早期企業也更有望享受行業早期發展的紅利。當前光伏回收技術尚處於早期階段,技術工藝需要在實際生產線中不斷優化和迭代。早期佈局企業可以通過不斷地投入研發優化產線、提升自身產能,通過經驗的積累建立企業自身的技術“護城河”。且行業早期能夠做到規範化處置的企業數量少,更有利於資源佈局和合作的開展。光伏回收企業的回收渠道建設對於企業規模擴張和未來發展起到了非常關鍵的作用,能夠較早與“五大六小”等電力集團和大型光伏電站持有方建立合作和聯繫,幫助企業在市場爆發期搶佔更多的回收資源。目前,中國光伏組件回收產業初步發展,光伏回收技術逐漸成熟,有越來越多的人開始關注光伏回收這片“藍海”市場。雖說現階段大規模廢棄光伏組件的浪潮,可以帶來新業態和新商機,但光伏回收行業發展也面臨一定的問題和挑戰:挑戰一:政策有待完善由於光伏組件回收行業處於早期發展階段,政府對於行業的熟悉度較差,行業標準和政策法規尚不完善。尤其是光伏回收行業涉及新能源和環保兩大領域,政府對從事該行業的企業有較爲嚴格的資質審覈,因此,行業具有一定的准入壁壘。挑戰二:技術尚未成熟光伏組件回收行業的技術挑戰來自兩方面:第一,產線落地。光伏組件拆解的主流技術路線有物理法、化學法和熱解法,目前僅有極少數企業具備合格的技術工藝,能夠達到萬噸級規範化處置產線落地的企業,目前僅有常州瑞賽環保一家。如何將技術從實驗室搬到工廠,實現產線落地,這是光伏回收企業面臨的第一大技術挑戰。第二,拆解工藝。當前光伏回收的產業化拆解和處置工藝技術尚未成熟,如何達到真正高效拆解和材料加工,使提純出的金屬及非金屬材料更好地滿足市場需求,是光伏回收行業面臨的第二大技術挑戰。挑戰三:附加成本壓力拆解處置環節涉及三廢的處置問題,要想做到排污和能耗水平達標,需要付出額外的環保處置成本,這對產線的處理量不足,尚未形成規模化的經濟效益的光伏回收企業無疑是巨大挑戰。光伏電站技改推動光伏組件退役潮提前到來。隨着光伏組件技術的不斷迭代升級,光伏組件的發電效率顯著提升,當光伏組件技改成爲行業內的共識時,退役潮必將提前到來。但我國退役光伏組件回收產業尚處於起步階段,面臨政策法規不完善、回收成本高昂、無序競爭等問題,國內尚未形成與規模相匹配的處置產能,行業發展挑戰與機遇並存。從行業長遠發展的角度出發,未來只有做到環境友好性和經濟性兼顧,實現規模化量產的企業,纔可以搭載行業高速發展的東風,成爲真正的行業龍頭。