【中国能源杂志社】新能源设备固体废弃物循环利用现状及对策建议

摘要：随着全球能源转型进程加快，新能源设备退役潮逐步到来，其固体废弃物的循环利用成为新能源产业可持续发展的重要一环。本文基于新能源设备固体废弃物循环利用的现实需求，系统分析了当前该行业发展的现状，深入剖析了此行业面临的瓶颈制约，分品类提出差异化循环利用的路径，并从顶层设计、技术创新、体制机制等方面提出相关建议，为推动新能源设备固体废弃物高效循环利用，提供基础支撑。

关键词：新能源；固体废弃物；循环利用；路径；建议

面对气候变化的严峻挑战，全球正在加速推进能源结构向低碳化转型，风能、太阳能等可再生能源装机容量持续高速增长。根据国际可再生能源署（IRENA）的统计，2024年全球可再生能源装机容量达到4448 GW，其中风电装机容量为1132.84 GW，光伏装机容量为1865.49 GW。我国作为全球最大的可再生能源应用市场，2024年风电、光伏累计装机容量分别为521.75 GW、887.93 GW，均稳居世界首位。随着这些设备“寿终正寝”或提前更替，大规模设备退役潮也正在悄然逼近。根据IRENA预测，2030年全球光伏组件回收约为800万吨，2050年则将达到8000万吨；与此同时，风电设备的退役量也将呈指数级增长。如何妥善处理这些规模巨大的退役设备，已成为一项重大而紧迫的挑战。

当前研究主要集中于风电设备、光伏设备及动力电池三类新型废弃物的回收利用，涵盖退役规模评估、市场潜力预测以及回收技术研发等多个方面。基于我国新能源设备历史装机容量的分析表明，随着设备大规模退役潮的到来，将不可避免地产生大量固体废弃物。梁扬扬等研究发现，在基准情景下2060年风电退役量达2.54×10⁶吨，光伏组件退役量达1.048×10⁷吨；在碳中和情景下风电退役量较基准水平提高41%，光伏组件提高12%。同时，也有研究机构指出退役设备蕴含的资源量非常可观，具有广阔的市场前景。据光伏回收产业发展合作中心编写的《2024年中国光伏回收和循环利用白皮书》显示，在提早退役情景下，2030年光伏回收累计市场规模预计达260亿元，到2050年有望增长至4200亿元。此外，绿色高效回收技术的研发也在持续推进。基于可回收树脂制造的风机叶片已成功下线并开展示范应用，退役后可通过化学回收和热处理技术实现纤维和树脂的高效分离。光伏组件的回收处理技术目前多基于晶硅组件的结构与材料特性，物理法、化学法和热处理法均取得一定进展，研究重点集中于背板封装胶膜的高效分离、晶硅电池片热解残碳的脱除等关键技术问题。

新能源设备固体废弃物循环利用是补齐风电、光伏产业链绿色低碳循环发展的最后一环，也将是未来新能源市场竞争的新赛道。尽管该领域已取得一定研究进展，但目前对行业发展现状及面临的挑战仍缺乏系统性的梳理和深入剖析，亦未形成明确的循环利用路径。因此，本研究通过系统梳理新能源设备固体废弃物循环利用的发展现状，全面分析其产业发展中存在的主要问题，探索科学合理的循环利用路径，进而提出相关政策建议，为有效应对大规模设备退役提供研究依据和决策支撑。

一、新能源设备固体废弃物循环利用发展现状

随着新能源设备装机量快速攀升，退役设备的处理处置已成为社会各界关注的焦点。目前，相关机构已对设备退役规模进行了初步预测，回收利用技术也在持续研发推进，政策法规与标准体系日趋完善，产业正处在由试点示范迈向规模化发展的关键阶段。

（一）2030年后新能源设备退役规模将快速攀升

新能源设备受外部环境和使用年限等因素影响，将出现提前报废或到期退役的情况。一般而言，风电设备平均使用寿命为20年～25年，光伏组件为25年～30年，动力电池则为5年～8年。根据中国可再生能源学会分析，2025年我国风电机组退役规模超过1.2 GW，2030年将增至10 GW/年，2035年累计退役量将高达100 GW，退役风电设备产生的固废量极为庞大。中国绿色供应链联盟光伏回收产业发展合作中心研究显示，光伏组件将于2030年进入批量退役期，常规情景下2030年和2040年累计退役量分别达到100万吨和1200万吨，提早退役情景下则分别增至400万吨和2300万吨（见图1）。此外，随着电动汽车的快速发展，动力电池的退役量呈现迅猛增长的态势，预计2030年退役量将突破300 GWh，2040年累计退役量将攀升至1094 GWh。随着风电、光伏及动力电池大规模退役，由此产生的固废量预计在2030年后呈爆发式增长。

（二）回收利用技术发展水平不一，研发总体持续推进

风电、光伏设备及动力电池的退役周期存在一定差异，回收利用技术发展水平不一，但相关技术研发总体在持续推进，为产业规模化发展奠定了必要的技术基础。

1.动力电池回收利用技术相对成熟。当前我国动力电池回收利用主要采用湿法回收，其中邦普和格林美等头部企业已实现锂、钴、镍的回收率超过90%、纯度达到95%以上的技术水平。除回收利用外，梯次利用作为退役动力电池的重要应用方向，在低速车、通信基站备电、新型储能等领域均展现出应用潜力。

2.风机叶片回收利用亟待突破技术瓶颈。市场上主流叶片多采用玻璃纤维增强复合材料或碳纤维增强复合材料，难以实现高效、低成本的组分分离与高值化回收。当前技术路径主要有机械粉碎、热解和化学溶剂分解等（见表1），其中，机械粉碎法工艺相对简单，但资源循环层级不高；热解与化学溶剂分解仍面临一定技术瓶颈，先进适用技术需要进一步探索。

3.光伏组件回收利用技术呈现多元发展。光伏组件回收利用技术主要包括物理法、热处理法和化学法（见表1），其中，物理法通过机械破碎、筛分、重力分选等工艺分离玻璃、金属和硅粉等材料，工艺简单但回收材料纯度不足。热处理法通过热分解去除高分子封装材料以实现电池片和玻璃分离，化学法则利用酸、碱或有机溶剂选择性溶解封装材料或金属焊带，这两种方法回收材料纯度相对较高，但工艺较为复杂。目前，上述三条技术路线均有所发展，行业也正在探索多技术融合与智能化的回收工艺，以实现清洁高效的资源再生利用。

（三）政策标准体系逐步完善

在风电、光伏设备循环利用顶层设计方面，我国已制定专项文件《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》，建立了循环利用的指导性政策框架。同时，退役风电、光伏设备已被明确纳入废弃物循环利用体系的重点管理范畴，为产业规范化发展提供了基础性的制度保障。动力电池回收利用方面，工业和信息化部等部门已出台《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》及配套政策文件，初步形成了“顶层制度—溯源管理—行业规范—试点示范”的管理体系和常态化工作机制。同时，动力电池回收利用标准体系持续完善。截至2024年底，我国已发布十余项国家标准和十余项行业标准，三十余项国家标准正在规划制定中，涵盖运输、材料回收、拆解、放电以及梯次利用产品标识等关键环节。

二、存在的问题

新能源设备循环利用产业发展过程中面临诸多挑战，亟须克服法规标准不完善、技术经济性不高、商业模式不成熟等关键瓶颈制约。

（一）法规标准亟待完善

现行政策标准未能及时匹配技术迭代与市场变化，致使政策实施细则缺位，循环利用标准覆盖范围不全。

1.配套实施细则不健全。我国发布的风电、光伏循环利用专项文件多为指导性文件，缺少回收流程、技术路径、质量认证等具体操作细则。

2.关键标准缺失。风电场、光伏电站国有资产占比较高，退役资产报废处置、残值评估涉及国有资产保全问题，而目前退役资产鉴定困难，缺少残值评估依据。

3.强制约束力不足。废旧动力电池回收利用虽出台多项政策文件，但以规范性、引导性文件为主，上位法依据仅有《固体废物污染环境防治法》，缺乏专项法规支撑。

（二）技术经济性有待提升

新能源退役设备循环利用面临的经济性挑战突出，退役设备回收成本高昂而再生收益不确定性高，严重制约了产业发展。

1.回收成本高昂。退役风电通常体积庞大且多位于偏远地区，拆卸、运输及破碎预处理等环节需投入大量人力物力，风电整机拆除费用约为250元/千瓦，相当于新机价格的六分之一；而退役光伏组件则需要专业车间和设备进行规范化拆解，前期投入较高，退役设备的剩余价值可能低于回收成本。

2.再生收益不确定性较高。再生材料价格受政策及市场影响较大，再生收益容易波动。以湿法回收1吨磷酸铁锂正极粉料为例，当碳酸锂价格为7万元/吨～8万元/吨时，毛利率为2.5%；当碳酸锂价格降至5万元/吨，毛利率降至-13.8%；当碳酸锂价格升至30万元/吨时，毛利率可达16.2%。

（三）商业模式可持续性不足

当前退役风电、光伏回收利用的商业模式尚不成熟，主要表现在市场机制不健全、下游市场消纳不足等方面。

1.小作坊抢夺市场份额。市场上废旧光伏组件、动力电池大多被小作坊以“高价”收购，扰乱了正常市场秩序，导致正规回收企业无法获得足够的废旧设备来实现批量化处理，进而影响企业生存。

2.下游消纳市场亟待开拓。退役设备资源化利用上下游企业尚未有效整合，无法形成多元化利用的模式，难以拓展再生材料市场份额以形成规模效应。

（四）环境影响研究不充分

退役风电、光伏设备填埋和焚烧处置现象依然存在，物理法、化学法等循环利用技术尚未广泛普及应用。风机叶片自然降解难度较大，填埋不仅会占用大量土地，还存在潜在的土壤与地下水污染风险。光伏组件含有铅、镉等重金属，若处置不当，这些有毒有害物质可能通过环境迁移进入生态系统，对生态环境和人体健康造成长期威胁。然而，关于退役设备的降解机制和污染物释放规律尚不明确，导致项目在审批过程中无法建立相应的污染防治机制，也难以为此类项目落地实施提供科学可靠的环境影响评估依据。

三、新能源设备固体废弃物循环利用路径

为推进相关产业可持续发展，需分类明确新能源退役设备的循环利用路径，提升其资源化利用效率。

（一）退役风电设备：构建再使用、再制造、资源化回收的梯级利用路径

退役风电设备经整机拆除后，发电机等部件多进入二手市场流通或实施再制造，塔筒与不可再使用的废旧发电机等进入资源再生企业处理，叶片主要进行无害化处置，少量实现再使用。退役风电设备循环利用应遵循“再使用—部件再制造—资源化回收”原则，构建三级循环利用路径。

1.优先再使用。通过先进的技术对叶片、塔筒、电机等部件进行修复，实现部件价值再生。

2.实施再制造。对风机齿轮箱、叶片及塔筒等关键部件进行再制造，使其性能恢复甚至超越原有性能，重新投入市场应用。

3.开展资源化回收。通过开发高效环保的物理分选或湿法冶金工艺，从永磁体中回收钕、镝等稀土元素，并分离出钢铁、铜等基础金属，提升再生材料纯度与性能，并将其回收用于新能源设备生产，实现材料闭环利用。

（二）退役光伏设备：构建再使用、高值化再生的分级利用路径

当前，报废光伏组件大多流入了二手市场，也有部分进入资源再生企业。为推进退役光伏设备循环利用，应遵循“再使用—高值化再生”原则，构建两级循环利用路径。

1.降级再使用。优先筛选性能良好的组件进行翻新再使用，通过无损检测评估电池片、背板及边框的完整性，对轻微老化或局部损伤的组件实施修复，将其降级应用于分布式光伏系统或离网能源项目。

2.开展高值化再生。当组件严重老化无法修复时，通过化学法或热解法高效分离出高纯度硅料、银浆及超白玻璃等材料，最大限度保留材料性能，回用于光伏组件生产制造行业。

（三）退役动力电池：构建梯次利用和再生利用协同的循环利用路径

退役动力电池循环利用主要有梯次利用和再生利用两种路径。梯次利用指对废旧动力电池进行检测、分类、拆分、重组等处理，制造符合标准的梯次利用产品并应用于其他领域。再生利用指对废旧动力电池进行拆解、破碎、分选、冶炼等处理，再进行资源化利用的过程。对于容量衰减但未报废的电池，理论上先通过梯次利用在部分场景发挥电能剩余价值。然而，从现实看，鉴于梯次利用电池产品质量良莠不齐、安全隐患突出，梯次利用政策和使用场景呈现收紧态势。亟需完善退役动力电池规范化管理体系，对梯次利用和再生利用企业提出差异性的技术、环保、安全等指标要求，引导行业逐步形成“梯次利用优先，梯次利用和再生利用协同”的循环利用格局。

四、对策建议

为破解新能源设备循环利用过程中的关键瓶颈制约，亟须深化顶层设计，推进技术创新与体制机制优化，促进产业健康有序发展。

（一）强化规范回收与再生利用顶层设计，实现产业链全覆盖

为推动退役设备循环利用，亟须强化产业全链条的顶层设计。

1.完善法规标准体系。推动退役风电、光伏回收利用纳入《循环经济促进法》《固体废物污染环境防治法》，完善覆盖收集、运输、贮存、处理、再生利用全过程的技术规范、安全环保标准及再生材料质量标准等，明确关键材料回收率与再生材料使用率等目标。加快补齐动力电池梯次利用、再生材料使用等关键环节的标准空缺，推动制定动力电池再生材料碳足迹核算规范。

2.构建高效的回收体系。鼓励生产商、销售商、第三方回收企业、互联网平台等多方协同创新回收模式，厘清主体责任，建立覆盖广泛、运转高效的回收网络，支持建设区域性的集中处理中心或基地，实现规模效应。

3.强化财税支持。对关键技术研发、产业化示范项目及回收处理设施建设提供补贴或税收优惠，支持再生产品市场应用。

（二）加强循环利用低碳技术创新，推动创新成果转化应用

为提升关键材料回收效率及纯度，亟须突破“卡脖子”技术，推动产业化应用进程。

1.设立国家级科技专项。重点攻破智能拆解、高效分离、高值化再生等关键技术瓶颈，支持退役风电、光伏设备环境影响研究及相关技术装备研发，推动物联网、区块链等数字化工具研发应用。

2.完善技术示范推广机制。在重点区域布局循环利用创新中心，通过试点项目验证技术可行性，引导企业规模化应用先进再生技术。

3.支持建设公共技术服务平台。推动基于云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能及区块链技术的全生命周期溯源监控平台建设，加速技术示范与规模化推广。

（三）深化推进生产者责任延伸机制，明确产业链各方主体责任

为破解退役设备回收利用的责任瓶颈，亟须深化生产者责任延伸制度的实施，明确各主体的回收处理责任。

1.细化生产者责任要求。鼓励企业参与回收体系建设，支持生产者自主建立回收体系、委托第三方专业机构或采取专项基金缴纳方式履行责任，确保回收责任落到实处。

2.强化产品生态设计。强化生态设计责任，将产品易回收性、易拆解性、再生材料使用比例等指标纳入产品标准与认证体系。

3.建立激励机制。对切实履行生产者责任延伸义务、再生材料使用比例较高的企业，实施增值税即征即退、所得税减免等优惠，形成资金激励保障机制。

参考文献：

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