隨著碳達(dá)峰、碳中和（“雙碳”）戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，包括風(fēng)電、光伏發(fā)電在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)成為關(guān)鍵發(fā)展領(lǐng)域，在支撐能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方面發(fā)揮了重要作用。我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模連續(xù)多年居世界首位，2023年風(fēng)電新增裝機(jī)容量為75.9 GW、光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量為216.3 GW，2050年的非化石能源消費(fèi)占比將達(dá)85% 。風(fēng)電機(jī)組、光伏組件的設(shè)計(jì)壽命通常分別為20年、25年，國(guó)內(nèi)在役的風(fēng)電機(jī)組、光伏電站普遍沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命，批量退役的情況尚未發(fā)生。風(fēng)電機(jī)組、光伏電站的退役條件也受到政策影響，如多地發(fā)布地方性政策，推進(jìn)“以大代小”項(xiàng)目，鼓勵(lì)并網(wǎng)運(yùn)行超過(guò)15年、單臺(tái)機(jī)組容量<1.5 MW的風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展改造升級(jí)。

新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與金屬資源密切相關(guān)，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用的銅、釹等金屬，光伏電池板使用的銦、鎵等金屬。面對(duì)綠色低碳轉(zhuǎn)型的緊迫要求，通過(guò)多種途徑保障清潔能源供應(yīng)鏈、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的安全已成為國(guó)際共識(shí)，如美國(guó)確定了關(guān)鍵礦物及其他戰(zhàn)略材料（包括稀土元素）供應(yīng)鏈中的風(fēng)險(xiǎn)源，歐盟《關(guān)鍵原材料法案》（2024年）提出了確保安全和可持續(xù)的關(guān)鍵原材料供應(yīng)目標(biāo)。

針對(duì)新能源領(lǐng)域材料需求和廢棄量的研究主要涉及大宗材料、稀土材料。風(fēng)電機(jī)組的塔架和地基大量使用鋼鐵和混凝土，僅到2018年我國(guó)風(fēng)電行業(yè)累計(jì)材料用量即達(dá)到1.722×108 t（混凝土占75.9%、鋼鐵占17.9%）。對(duì)于稀土金屬，2010年的國(guó)外評(píng)估表明，清潔能源設(shè)施約占世界關(guān)鍵材料消費(fèi)量的20%，風(fēng)電機(jī)組、光伏電站等使用的材料在短期內(nèi)有供應(yīng)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。到2030年，世界退役光伏組件的累計(jì)質(zhì)量將為8×106 t；到2050年，世界退役光伏組件的累計(jì)質(zhì)量將為8×107 t，超過(guò)電子廢物總質(zhì)量的10%。在我國(guó)，2050年光伏發(fā)電行業(yè)累計(jì)需求金屬的預(yù)計(jì)值為：鋼，1.414×108~1.867×108 t；鋁，7.23×107~9.54×107 t；銅，1.32×107~1.74×107 t；相應(yīng)需求量是2018年的17.3~22.8倍。

資源的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)源自不同的約束，如資源的地質(zhì)可用性、資源的地緣政策可用性等。在資源的地質(zhì)可用性方面，通常將金屬需求量同已查明的金屬儲(chǔ)量或儲(chǔ)量基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)比，分為靜態(tài)儲(chǔ)量（靜態(tài)方法）、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量（動(dòng)態(tài)方法）：前者按照公平分配原則定義地區(qū)材料消耗限制，如根據(jù)人口占比或國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值占比進(jìn)行分配；后者進(jìn)一步考慮目前處于閑置狀態(tài)的次經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)備（鑒于采礦技術(shù)的改進(jìn)和市場(chǎng)壓力的驅(qū)動(dòng)，相應(yīng)儲(chǔ)量在未來(lái)可能具有經(jīng)濟(jì)吸引力和可運(yùn)營(yíng)性）。在資源的地緣政策可用性方面，主要關(guān)注與地理相關(guān)的政策障礙對(duì)有關(guān)資源供應(yīng)和可得性的影響。

循環(huán)利用是提高金屬安全供應(yīng)水平、減少采礦影響的重要方式。評(píng)估我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵金屬需求、廢棄和供應(yīng)情況，識(shí)別安全保供面臨的壓力，對(duì)2060年前實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。在此背景下，盡管單一類型可再生能源技術(shù)相關(guān)的研究眾多，而面向我國(guó)新能源行業(yè)整體的直接研究依然匱乏。

本文聚焦我國(guó)新能源行業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展的金屬供應(yīng)安全問(wèn)題，對(duì)風(fēng)電、光伏發(fā)電行業(yè)退役設(shè)備產(chǎn)生和關(guān)鍵金屬供應(yīng)情況進(jìn)行研究?；谛袠I(yè)歷史數(shù)據(jù)、不同情景下行業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合發(fā)電設(shè)備壽命分布模型，測(cè)算風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備退役量；采用物質(zhì)流模型和供應(yīng)壓力評(píng)估方法，分析新能源行業(yè)新興固廢關(guān)鍵金屬供應(yīng)情況，重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)電行業(yè)的鋼鐵、銅、釹，光伏發(fā)電行業(yè)的銀、銅、鎵等關(guān)鍵金屬；立足評(píng)估結(jié)果和管理現(xiàn)狀，進(jìn)一步提出我國(guó)新興固廢管理發(fā)展建議。

（一）研究方法

1. 風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備退役量計(jì)算

以我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電的歷史裝機(jī)容量（見(jiàn)圖1）為基礎(chǔ)，結(jié)合我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，科學(xué)設(shè)置未來(lái)裝機(jī)情景；再考慮風(fēng)電機(jī)組、光伏電站的退役情況，對(duì)2022—2060年的風(fēng)電、光伏發(fā)電退役設(shè)備量進(jìn)行計(jì)算。

圖1 我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電的歷史裝機(jī)容量

目前研究中將光伏組件的退役情況分為3類：故障原因報(bào)廢、經(jīng)濟(jì)動(dòng)因報(bào)廢、正常老化報(bào)廢。風(fēng)電機(jī)組的可靠性和發(fā)電效率隨著服役年限的增長(zhǎng)而衰減，服役15~20年后面臨壽命到期問(wèn)題，其退役也受到政策、市場(chǎng)、技術(shù)水平等因素的影響；本研究暫不考慮因政策因素導(dǎo)致的設(shè)備更換情況。針對(duì)一般的故障或老化情況，Weibull分布模型被視為評(píng)估風(fēng)電機(jī)組、光伏組件等設(shè)備退役的最佳模型；通過(guò)連續(xù)型隨機(jī)變量的分布描述，定義產(chǎn)品的使用時(shí)間，據(jù)此預(yù)測(cè)產(chǎn)品在未來(lái)的使用壽命；風(fēng)電機(jī)組、光伏組件的相關(guān)計(jì)算參數(shù)引用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)。

2. 關(guān)鍵金屬供應(yīng)分析

基于“自上而下”的物質(zhì)流模型，估算了我國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量、使用存量、廢棄量以及其中的關(guān)鍵金屬物質(zhì)流。物質(zhì)流平衡主要采用存量流量模型，針對(duì)特定物質(zhì)（如金屬、塑料等），在代謝過(guò)程中建立從產(chǎn)品到廢棄物轉(zhuǎn)化過(guò)程中的關(guān)聯(lián)變化，分析相應(yīng)物質(zhì)量平衡情況。

評(píng)估風(fēng)電機(jī)組、光伏組件中關(guān)鍵金屬的供應(yīng)壓力，有助于把握我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電等細(xì)分行業(yè)面臨的金屬供應(yīng)態(tài)勢(shì)。供應(yīng)壓力可基于儲(chǔ)量或產(chǎn)量，本研究采用國(guó)內(nèi)產(chǎn)量，相關(guān)公式引自文獻(xiàn)，相應(yīng)等級(jí)劃分如表1所示。

表1 關(guān)鍵金屬供應(yīng)壓力和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

風(fēng)電機(jī)組的主要零部件有葉輪、輪轂、低速軸、高速軸、齒輪箱以及二次安裝的機(jī)械剎車、發(fā)電機(jī)、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)等，還包括整機(jī)裝配環(huán)節(jié)的風(fēng)力機(jī)塔筒、電纜、鋼筋、混凝土等。典型風(fēng)電機(jī)組的零部件及材料構(gòu)成如表2所示，混凝土材料的占比最高，鋼鐵等金屬的占比次之，樹(shù)脂材料也占有一定的比重。風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要有直接驅(qū)動(dòng)（使用同步發(fā)電機(jī)的電勵(lì)磁或高含量永磁體）、齒輪箱驅(qū)動(dòng)（使用電磁鐵或低份額永磁發(fā)電機(jī)）兩種技術(shù)路線；基于高溫超導(dǎo)體的直接驅(qū)動(dòng)處于早期研究階段，故本研究暫不考慮。關(guān)鍵金屬主要指鋼鐵、銅、發(fā)電機(jī)中的稀土金屬釹（見(jiàn)表3）。

表2 典型風(fēng)電機(jī)組的零部件及材料構(gòu)成

表3 風(fēng)電機(jī)組、光伏組件中的金屬含量數(shù)據(jù)

光伏組件是光伏電站的基本單元，主要由電池和電池組件（含框架、逆變器、輸電線路）組成。主流的光伏技術(shù)路線有：晶體硅（c-Si，細(xì)分為多晶硅（mc-Si）、單晶硅（sc-Si））、薄膜（細(xì)分為非晶硅（a-Si）、銅銦鎵硒化物（CIGS）、碲化鎘（CdTe））。c-Si電池稱為第一代太陽(yáng)能電池，占世界累計(jì)裝機(jī)容量的85%以上，占2020年世界新增裝機(jī)容量的95%；其余市場(chǎng)主要是稱為第二代太陽(yáng)能電池的薄膜電池。不同技術(shù)類型使用的金屬差異較大，本研究重點(diǎn)關(guān)注晶體硅和薄膜電池，不考慮正在發(fā)展中的第三代太陽(yáng)能電池；聚焦銅、銀、鎵、銦4種金屬的光伏發(fā)電行業(yè)需求及廢棄情況（見(jiàn)表3）。

（二）情景設(shè)置

1. 未來(lái)風(fēng)電和光伏發(fā)電裝機(jī)情景

我國(guó)風(fēng)電新增、累計(jì)裝機(jī)容量分別在2009年、2010年升至世界首位，隨后保持至今。我國(guó)風(fēng)電行業(yè)先后經(jīng)歷3輪高速發(fā)展期，國(guó)家能源局發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，截至2022年年底的風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量約為370 GW。在光伏發(fā)電方面，2013—2022年我國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量由15.9 GW增長(zhǎng)至392.6 GW，年均增長(zhǎng)率約為45%（見(jiàn)圖1）；尤其是2022年，受政策利好驅(qū)動(dòng)，新增裝機(jī)容量為87.4 GW，達(dá)到歷史高位。大力發(fā)展新能源、加快建設(shè)風(fēng)電和光伏發(fā)電基地是我國(guó)碳達(dá)峰行動(dòng)的規(guī)劃任務(wù)，這表明從中長(zhǎng)期看，“雙碳”目標(biāo)下風(fēng)電、光伏發(fā)電行業(yè)仍有較大的發(fā)展空間。

本研究參考國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)的相關(guān)數(shù)據(jù)、中國(guó)能源轉(zhuǎn)型展望相關(guān)報(bào)告，設(shè)置了風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)未來(lái)裝機(jī)的基準(zhǔn)情景、碳中和情景。在基準(zhǔn)情景下，“十三五”規(guī)劃綱要、《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》等政策全面實(shí)施，我國(guó)為世界2℃溫度控制目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)，在2070年左右實(shí)現(xiàn)碳中和；在碳中和情景下，對(duì)照2030年前碳排放達(dá)峰、2060年前排放碳中的目標(biāo)，確定新能源裝機(jī)容量。為此，在基準(zhǔn)情景下，2030年將安裝707 GW的風(fēng)電機(jī)組、880 GW的光伏電站，2060年將安裝2500 GW的風(fēng)電機(jī)組、3070 GW的光伏電站；在碳中和情景下，2030年的風(fēng)電、光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量分別為760 GW、890 GW，2060年的風(fēng)電、光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量分別增加到3300 GW、3845 GW。Logistic增長(zhǎng)模型可以較好擬合風(fēng)電、光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，由最初的逐漸增長(zhǎng)到快速增長(zhǎng)再到達(dá)到碳中和目標(biāo)后的平衡狀態(tài)；兩種情景下的風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量模擬結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同情景下我國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量模擬

注：BLS表示基準(zhǔn)情景；CNS表示碳中和情景。

2. 技術(shù)情景

風(fēng)電、光伏發(fā)電相關(guān)技術(shù)路線的市場(chǎng)份額，是決定新能源行業(yè)未來(lái)金屬需求、最終實(shí)現(xiàn)新能源裝機(jī)情景的主要因素之一。在研究過(guò)程中，材料含量采用恒定情景，即假設(shè)所有風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備中的材料含量恒定，金屬需求量變化主要根據(jù)政策情景、技術(shù)情景的變化進(jìn)行分析。

隨著技術(shù)進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪尺寸不斷增大，具有更高的塔架和更長(zhǎng)的葉片，以捕獲和轉(zhuǎn)換更多的風(fēng)能。2007年以來(lái)，1.5 MW風(fēng)電機(jī)組成為陸上裝機(jī)的主流機(jī)型，2015年后2 MW機(jī)組開(kāi)始主導(dǎo)陸上市場(chǎng)，2022年新增陸上主流機(jī)型普遍為4~5 MW。2021年，陸上機(jī)組以2~4 MW為主，對(duì)應(yīng)占比為陸上裝機(jī)量的80%以上；海上機(jī)組以5~7 MW為主，對(duì)應(yīng)占比為海上裝機(jī)量的68%以上。依據(jù)未來(lái)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)定相應(yīng)市場(chǎng)份額（見(jiàn)表4），反映未來(lái)陸上和海上不同規(guī)格風(fēng)電機(jī)組的占比以及金屬材料用量的差異。

表4 不同類型風(fēng)電機(jī)組的市場(chǎng)份額

當(dāng)前，c-Si、a-Si、CIGS、CdTe是4種代表性的光伏技術(shù)，但未來(lái)光伏技術(shù)發(fā)展走向依然具有不確定性。針對(duì)我國(guó)光伏市場(chǎng)設(shè)定了3種技術(shù)情景：基準(zhǔn)情景、高晶硅情景（c-Si、a-Si占比較高）、低晶硅情景（CIGS、CdTe占比較高）。在不同的情景下，各類技術(shù)路線的市場(chǎng)份額不同（見(jiàn)表5）；所有情景均假設(shè)市場(chǎng)份額呈線性變化。

表5 不同類型光伏組件的市場(chǎng)份額

（一）風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備退役情況

基于我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)量的歷史數(shù)據(jù)、未來(lái)情景設(shè)置、Weibull分布模型結(jié)果，測(cè)算了風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備的退役情況（見(jiàn)圖3）。在風(fēng)電行業(yè)，2025年的退役量為10.9 GW；2035年的基準(zhǔn)情景、碳中和情景退役量分別為28.3 GW、30.7 GW；2060年的基準(zhǔn)情景、碳中和情景退役量分別為63.7 GW、89.6 GW，年退役量趨于平穩(wěn)。在光伏發(fā)電行業(yè)，2025年開(kāi)始退役（0.16 GW），2030年為1.1 GW，基準(zhǔn)情景、碳中和情景的退役量差異較小；2035年（4.6 GW）后開(kāi)始大規(guī)模退役并持續(xù)快速增長(zhǎng)，2060年的基準(zhǔn)情景、碳中和情景退役量分別為89.5 GW、100.6 GW。2035年、2060年的風(fēng)電和光伏發(fā)電合計(jì)退役量將分別為2.54×106 t、1.048×107 t（不含風(fēng)力機(jī)塔筒和地基）。

圖3 我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備的退役量

（二）關(guān)鍵金屬需求

結(jié)合我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備的裝機(jī)容量、使用壽命以及不同技術(shù)路線的金屬使用情況，完成未來(lái)我國(guó)新能源行業(yè)金屬需求和退役情況分析（見(jiàn)圖4、圖5）。

圖4 各類方案與主要子技術(shù)的風(fēng)電設(shè)備和光伏組件所需金屬

圖5 各類方案與主要子技術(shù)的退役風(fēng)電設(shè)備和光伏組件中的金屬

在風(fēng)電行業(yè)，不同技術(shù)路線發(fā)展情景對(duì)金屬的需求差異較小，HO、LO情景下海上風(fēng)電機(jī)組的釹需求量?jī)H相差4%左右。2060年，退役風(fēng)電機(jī)組中的金屬高于在使用庫(kù)存中的金屬，這表明報(bào)廢組件將在2060年達(dá)到高峰；風(fēng)電機(jī)組的釹累計(jì)需求量將超過(guò)2.2×105 t。2035年的退役風(fēng)電機(jī)組已有一定的規(guī)模，退役設(shè)備中的金屬存量為整體需求量的23%~27%；碳中和情景相較于基準(zhǔn)情景需要更多的金屬，如釹在兩種發(fā)展情景下的需求量分別為1.01×105 t、8.9×104 t。

在光伏行業(yè)，從2035年所需金屬和報(bào)廢組件中的金屬積累情況可見(jiàn)，不同裝機(jī)情景下的金屬需求量差異較小，如基準(zhǔn)情景、碳中和情景的銀需求量分別為1.7×104 t、1.8×104 t，銅需求量分別為1.249×106 t、1.323×106 t。不同技術(shù)情景對(duì)特定金屬的需求量差異較大，以基準(zhǔn)情景為例，LSi的鎵（437 t）、銦（2850 t）需求量均高于His值（200 t、1630 t）。2060年，光伏發(fā)電退役設(shè)備中的金屬存量為整體需求量的17%~26%，累計(jì)的鎵、銦需求量分別為1200 t、8500 t。2035年，光伏組件退役量并不大，廢棄量的相應(yīng)占比僅為0.3%左右；退役設(shè)備中的金屬低于在使用庫(kù)存中的金屬，也表明2035年并非退役的高峰期，隨后退役量才呈上升趨勢(shì)。

（三）關(guān)鍵金屬供應(yīng)壓力分析

在測(cè)算關(guān)鍵金屬的報(bào)廢和庫(kù)存情況外，還需要分析我國(guó)關(guān)鍵金屬生產(chǎn)對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障情況。

在風(fēng)電行業(yè)，金屬的供應(yīng)壓力在2032—2045年達(dá)到較高水平，2040年達(dá)到峰值（見(jiàn)圖6）。在碳中和情景下，鋼鐵供應(yīng)壓力不大（3%左右）。鋼鐵被列為低風(fēng)險(xiǎn)，這是因?yàn)槟旯?yīng)量小于國(guó)內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量的5%?；鶞?zhǔn)情景、碳中和情景下的銅供應(yīng)壓力在2030年后均保持在較高水平，如2035年的對(duì)應(yīng)值分別為45%、58%，2060年的供應(yīng)壓力峰值為67%。風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)能增長(zhǎng)在銅供應(yīng)上面臨大的供應(yīng)壓力，主要是因?yàn)槲覈?guó)銅資源儲(chǔ)量不足（2022年為2.6×107 t，僅占全球總儲(chǔ)量的3%），銅礦原料依賴進(jìn)口。屬于稀土金屬的釹，2021—2060年的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)為14%~50%，處于中高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

圖6 風(fēng)電行業(yè)關(guān)鍵金屬供應(yīng)壓力

在光伏發(fā)電行業(yè)，光伏組件產(chǎn)能增長(zhǎng)可能面臨較大的關(guān)鍵金屬供應(yīng)壓力，相應(yīng)壓力在2030—2060年處于較高水平，2040年左右達(dá)到峰值（見(jiàn)圖7）。2021年，銅的供應(yīng)壓力為2%，銀的供應(yīng)壓力為16%，鎵的供應(yīng)壓力超過(guò)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能，銦的供應(yīng)壓力為4%~5%。2035年，銅的供應(yīng)壓力為7%~11%，銀的供應(yīng)壓力為45%~67%，鎵的需求量遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)產(chǎn)能，銦的供應(yīng)壓力為41%~88%。2035—2060年，銅被列為中低風(fēng)險(xiǎn)（5%~25%），銀被列為高風(fēng)險(xiǎn)（50%~100%），需求量超過(guò)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的鎵、銦被列為極度危險(xiǎn)（3722%、135%）。薄膜電池中的CIGS、CdTe生產(chǎn)需要金屬，LSi下金屬供應(yīng)壓力明顯增大。

圖7 光伏發(fā)電行業(yè)關(guān)鍵金屬供應(yīng)壓力

表6給出了我國(guó)新能源行業(yè)的關(guān)鍵金屬累計(jì)需求和相應(yīng)金屬儲(chǔ)量的對(duì)比。2035年，基準(zhǔn)情景下我國(guó)新能源行業(yè)的銀、銅、銦需求量分別為1.7×104 t、1.104×107 t、2000 t，分別達(dá)到探明儲(chǔ)量的41%、42%、25%左右；釹需求量為9×104 t，已超過(guò)我國(guó)探明金屬儲(chǔ)量。鎵需求量雖然占我國(guó)鎵儲(chǔ)量比例較低，但由于鎵主要作為鋁土礦加工的副產(chǎn)品和鋅加工的殘?jiān)a(chǎn)，而鋁土礦、鋅資源中只有不到10%的鎵是可回收的，故鎵的市場(chǎng)供應(yīng)同樣面臨極高的風(fēng)險(xiǎn)。這些金屬都需要從城市礦產(chǎn)中進(jìn)行回收以保障穩(wěn)定供應(yīng)。

表6 我國(guó)新能源行業(yè)金屬需求與金屬儲(chǔ)量

（四）回收體系金屬循環(huán)供應(yīng)

在風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中，產(chǎn)業(yè)加快升級(jí)、技術(shù)更新?lián)Q代，設(shè)備退役高峰將提前到來(lái)，風(fēng)力機(jī)葉片、光伏組件等廢棄物的回收和循環(huán)利用獲得更多的關(guān)注。我國(guó)部分戰(zhàn)略性金屬資源的對(duì)外依存度居高不下，為了確保長(zhǎng)期穩(wěn)定供應(yīng)，除了構(gòu)建自主可控的全球礦產(chǎn)資源供應(yīng)體系，還需加強(qiáng)戰(zhàn)略性金屬資源的回收再利用。目前是我國(guó)新能源行業(yè)新興固廢回收處理體系的建設(shè)初期，回收再利用體系不健全，尚處于回收示范產(chǎn)線建設(shè)階段。已有企業(yè)開(kāi)始探索風(fēng)電和光伏發(fā)電退役設(shè)備的回收處理技術(shù)，但回收利用專業(yè)化水平不高、商業(yè)模式也不成熟，亟需建立全過(guò)程監(jiān)管的回收體系。參考相關(guān)研究中的金屬回收率，以風(fēng)電設(shè)備中的釹為例，完成不同回收情景下的供應(yīng)壓力分析。

設(shè)定釹的低、中、高回收水平3種情景，對(duì)應(yīng)的回收率設(shè)定為40%、60%、80%?；厥诊L(fēng)電退役設(shè)備中的釹，作為新能源設(shè)備中相應(yīng)需求的補(bǔ)充，計(jì)算得到不同情景下釹的供應(yīng)壓力（見(jiàn)圖8）。2025—2050年，在回收風(fēng)電退役設(shè)備中的釹后，低回收水平情景下釹的供應(yīng)壓力為12%~29%，顯著低于未進(jìn)行回收情景；在不同回收水平情景下，2050年后回收的釹均可滿足需求量；在高回收水平情景下，2050年的原生釹供應(yīng)僅占需求量的0.3%。

圖8 不同回收水平情景下風(fēng)電行業(yè)釹的供應(yīng)壓力

（一）研究結(jié)論

我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電設(shè)備將迎來(lái)退役高峰期，2035年、2060年的合計(jì)退役量將分別為2.54×106 t、1.048×107 t（不含風(fēng)力機(jī)塔筒和地基）。對(duì)于風(fēng)電行業(yè)，基準(zhǔn)情景下的2025年、2035年退役量分別為10.9 GW、28.3 GW，2030—2050年退役量較大但之后基本平穩(wěn)，2060年退役量為63.7 GW；2060年，碳中和情景的退役量較基準(zhǔn)情景提高41%。對(duì)于光伏發(fā)電行業(yè)，2025年開(kāi)始逐步退役，基準(zhǔn)情景下的2035年退役量為4.6 GW，隨后退役量持續(xù)快速增長(zhǎng)，2060年的退役量為89.5 GW；2060年，碳中和情景的退役量較基準(zhǔn)情景提高12%。

我國(guó)關(guān)鍵金屬供應(yīng)將制約新能源行業(yè)發(fā)展。基準(zhǔn)情景下風(fēng)電和光伏發(fā)電行業(yè)2035年的銀、銅、鎵、銦、釹、鋼鐵累計(jì)需求量分別為1.7×104 t、1.104×107 t、300 t、2000 t、9×104 t、1.322×108 t，2060年的累計(jì)金屬需求量將為2035年的2.3~4.8倍；碳中和情景下的金屬需求量比基準(zhǔn)情景增長(zhǎng)6%~12%。在風(fēng)電、光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展過(guò)程中（2030—2060年），從關(guān)鍵金屬供應(yīng)的角度看，鋼鐵為低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，釹為中高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，銅、銀為高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，鎵、銦為極度危險(xiǎn)等級(jí)。

我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要大量的關(guān)鍵金屬，部分金屬礦產(chǎn)資源依賴進(jìn)口，增加了供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。改善新能源產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的安全性和多樣性，既需要確保金屬礦產(chǎn)資源的可持續(xù)供應(yīng)，也需要開(kāi)展回收循環(huán)和高效利用。以釹為例，不同回收水平情景下的供應(yīng)壓力從最高的50%下降到29%；2050年后，不同回收水平情景下退役設(shè)備中的金屬回收量可逐步覆蓋新能源設(shè)備的金屬需求量。構(gòu)建新能源固廢回收體系至關(guān)重要，將是保障我國(guó)關(guān)鍵金屬供應(yīng)的重要路徑。

（二）應(yīng)對(duì)建議

將風(fēng)電、光伏發(fā)電退役設(shè)備按照廢棄電器電子產(chǎn)品進(jìn)行管理。明確風(fēng)電、光伏發(fā)電退役設(shè)備的固廢屬性并納入《廢棄電器電子產(chǎn)品處理目錄》，參照《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例》（2019年）相關(guān)規(guī)定對(duì)回收處理企業(yè)進(jìn)行管理。探索生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度在新能源行業(yè)固廢回收領(lǐng)域的適用性，依據(jù)風(fēng)電、光伏發(fā)電退役設(shè)備與其他電子產(chǎn)品的差異性，開(kāi)展專門研究，制定單獨(dú)的技術(shù)指南和實(shí)施細(xì)則?；谡咭龑?dǎo)，在具備條件的地區(qū)試點(diǎn)跨區(qū)域或行業(yè)聯(lián)合體模式，探索新能源行業(yè)固廢與一般工業(yè)固廢、電子廢物處理基礎(chǔ)設(shè)施的共建 / 共享。

將風(fēng)電、光伏發(fā)電企業(yè)納入《固定污染源排污許可分類管理名錄》。對(duì)運(yùn)維、天氣災(zāi)害、項(xiàng)目技術(shù)改進(jìn)過(guò)程中產(chǎn)生的風(fēng)電、光伏發(fā)電廢棄設(shè)備，按照《排污許可管理?xiàng)l例》等規(guī)章進(jìn)行管理。采用登記管理方式，由發(fā)電企業(yè)在“全國(guó)排污許可證管理信息平臺(tái)”上填報(bào)維修、技術(shù)改進(jìn)、退役等產(chǎn)生的廢舊設(shè)備去向信息。

加快完善分布式新能源固廢回收體系。結(jié)合現(xiàn)有的生活垃圾分類和再生資源回收體系，布局分布式光伏發(fā)電退役設(shè)備回收體系；支持重點(diǎn)地區(qū)建立新能源退役設(shè)備循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，其位置選取需考慮新能源設(shè)備的報(bào)廢規(guī)模和集中度。基于新能源設(shè)備分布和報(bào)廢預(yù)測(cè)模型，預(yù)估新能源設(shè)備報(bào)廢的時(shí)間和空間分布，據(jù)此優(yōu)化回收中心布局、降低回收成本。建立全國(guó)及區(qū)域新能源行業(yè)固廢回收利用信息管理平臺(tái)，匯集包括設(shè)備更新、改造、延壽、退役在內(nèi)的動(dòng)態(tài)信息；開(kāi)展退役設(shè)備和材料產(chǎn)生量的監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，溯源并監(jiān)管回收產(chǎn)品流向，確保規(guī)范化回收利用處理，防止二次污染。切實(shí)提高新興固廢回收技術(shù)水平。設(shè)置風(fēng)電、光伏發(fā)電退役設(shè)備的循環(huán)利用技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，加強(qiáng)科技支撐。在新能源產(chǎn)業(yè)鏈上游，聯(lián)合原材料生產(chǎn)加工企業(yè)、設(shè)計(jì)和研究機(jī)構(gòu)等，推進(jìn)易拆解、可替換設(shè)備，可回收、可降解材料等的研發(fā)、設(shè)計(jì)和推廣。關(guān)注新能源設(shè)備的金屬材料使用強(qiáng)度，探索減少使用金屬的技術(shù)方法，在不降低性能的條件下由一種元素或材料代替另一種元素或材料以降低供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。在風(fēng)電、光伏發(fā)電退役設(shè)備回收設(shè)施方面，兼顧開(kāi)發(fā)集中式、移動(dòng)式設(shè)備，重點(diǎn)解決玻璃纖維與大體量碳基材的同步高值化利用、偏遠(yuǎn)地區(qū)退役設(shè)備回收運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題。加快風(fēng)電機(jī)組再制造、葉片再生纖維 / 粉末的高值化應(yīng)用研究，突破退役光伏組件的光伏玻璃高值化利用、硅材料循環(huán)利用等技術(shù)。