科技日报记者 荆晓青
风机在旷野上迎风转动，光伏板覆盖屋顶与戈壁，动力电池技术持续迭代……近年来，我国新能源产业已走在全球前列。然而，业界普遍担忧，随着用于“捕捉绿色能源”的装备——风机叶片、光伏组件和动力电池逐步进入退役阶段，大量新能源固体废弃物将集中产生，成为产业高质量发展的新挑战。
“预计至2030年前后，全国风电退役体量超300万吨，光伏组件超500万吨。”4月13日，第802次香山科学会议在京召开，本次会议以“新能源固废高质量循环利用战略”为主题，会上提到的这组数据引起专家讨论。
中国工程院院士、会议执行主席邢锋表示，当前风电叶片、光伏组件和动力电池的回收率均远低于预期。若处理不当，“绿色动能”有可能变成“绿色负担”，不仅会加剧环境风险，还将造成战略资源浪费。高效回收既关乎国家资源安全与生态环境，也是实现“双碳”目标的重要途径。中国工程院院士、会议执行主席杜祥琬进一步强调，新能源固废并非传统意义上的终端废弃物，而是富集多种关键材料和战略资源的“城市矿山”。其中所包含的锂、钴、镍、银等元素，是支撑新能源、高端制造及信息产业发展的核心基础材料。如何系统、安全地应对新能源装备“退役潮”，将其转化为国家未来的战略资产，并深度融入国家“无废城市”治理体系，成为全行业亟待携手破解的长效课题。
处置难？破局风机叶片复合材料“瓶颈”
随着风电机组持续大型化，主流风机叶片长度已突破百米，多采用玻璃纤维、碳纤维与热固性树脂制成的复合材料。这种材料坚韧耐用、适配户外复杂环境，是保障叶片长期服役的优势所在，却也给退役后的处置工作带来了不小的挑战。如何实现退役叶片的绿色、高效处置，成为风电行业实现全周期绿色循环面临的现实问题。
“现在行业正面临两难困境。”中国工程院院士、会议执行主席王玉忠坦言，传统机械粉碎会破坏原有纤维结构，产物多沦为低附加值填料；而大规模跨区域拆卸以及热解分离，会增加物流与能耗成本，让注重环保经济性的合规企业望而却步。他强调，由于材料在设计阶段，只关注了使用性能而忽略了易回收性能，特别是热固性材料“不熔不溶”的交联结构大大增加了回收难度。
不过，破解这一痛点的探索已逐步展开。王玉忠表示，解决风机叶片退役难题，实现风电叶片复合材料的升级回收，应加强过程强化、高效高选择性催化降解及产物重构，重视从源头设计易回收循环的风电叶片用新材料以及全生命周期评价等方面研究。邢锋指出，要加速存量叶片高值回收技术攻关，更要推行“为回收而设计”的理念，实现材料选型、界面设计与再制造能力的协同发展。
暨南大学力学与建筑工程学院教授付兵从退役叶片的“固废共性”出发，提出处置工作需保障“上游‘收得回’、中间‘处置佳’、下游‘消纳畅’”的全链条贯通，同时结合退役叶片的自身特性，明确其高值化再生利用的“边界条件”。近年来，其团队以“零废弃”为目标，通过机械法将退役叶片全组分加工为粗纤维、细纤维及粉体，针对性制定了各组分的高值化利用方案。中国可再生能源协会风能专业委员会秘书长秦海岩则从产业升级角度提出建议，他表示，重构大尺度风况、气动特性与漂浮式风电仿真算法基础，可将风电设施退役问题解决方案前置于设计端与制造端，从源头降低退役处置难度。中国环境科学研究院所长黄启飞还指出，新能源固废处置面临管理机制不完善、标准体系不健全、污染防控薄弱等突出问题。与会专家们呼吁，行业亟需建立统一规范的回收利用标准与污染防控体系；加快构建覆盖分类认定、回收处置、再生产品认证、全过程监管的制度体系，明确各主体责任边界与准入门槛，严格规范退役风机叶片处置行为，避免拆解与回收过程带来二次污染。
中国工程院院士、会议执行主席陈勇补充，下一步可依托互联网、大数据、人工智能与区块链技术，搭建行业公共测试基础设施与数据共享平台，通过智能监测精准预判固废产生量，优化回收路径与物质流管理，实现全链条数据溯源，进而构建退役风机固废的全流程智能化管控体系。此外，还需加强高值化处置技术的攻关与产业转化，对接碳排放交易系统，建立多维度全生命周期评价体系，真正实现绿色低碳、无害化与高值化利用，进而让固废处置过程更高效、透明、经济。
回收贵？理顺光伏面板“流转堵点”
光伏组件中的高纯硅与银，对新型储能及半导体产业具有重要支撑作用，但要实现有效回收利用，并非易事。
如果说风机叶片的处置难点在于复合材料结构难拆解，那么光伏组件的破解关键则在于成本控制与回收体系搭建——尤其是偏远山区、田间地头的分布式光伏电站，退役组件的收集运输成本居高不下，成为光伏固废回收的主要瓶颈。
浙江大学硅材料国家重点实验室副研究员汪雷与一道新能源科技股份有限公司首席技术官宋登元在会上算了一笔经济账：偏远山区退役组件的物流成本可达每瓦两分钱及以上，而残值提炼收益难以覆盖运输费用。“这和农村秸秆分散收集的难题十分相似。”汪雷表示，这种“成本与利润错位”的现状，让拥有合规治污设备的大企业在原料收购中缺乏竞争力，也间接阻碍了回收产业的规范化发展。
市场的非理性预期，也给光伏固废回收带来了额外挑战。暨南大学新能源技术研究院院长麦耀华等专家提到，受光伏提银高收益的驱动，部分主体在银价波动期囤积废旧组件而不处理，既阻碍供应链流通，也易因露天堆放导致重金属渗透、土壤污染等问题。他还对新一代钙钛矿光伏电池提出前瞻性建议：透明导电氧化物在钙钛矿成本中占比近40%，在设计阶段植入可剥离标准，可避免未来大规模退役造成资源浪费与末端治理被动。
为了破解市场壁垒，中国电力建设企业协会储能建设分会会长王仲颖分享了产业方案：将搭建光伏与风电设备废旧资源专项撮合交易平台，定向对接合规处置企业，通过数字化溯源实现固废规范流转，保障正规企业原料供给。
值得关注的是，专家们强调光伏固废处置不能“一刀切”，需因地制宜开展环境评估。例如，沙漠腹地仍具备残余发电能力的退役组件，强行拆除可能破坏沙生植被，可原地保留，利用其微薄电力抽水，助力当地微生态恢复，实现“变废为宝”的另一种可能。在机制层面，不少专家呼吁加快落实“生产者责任延伸制度”——比如，对入市的光伏产品，预先计提环境处理资金，利用前端积累的基金池，定向支持后端合规处置企业，通过市场化手段，遏制不合规产业链的蔓延，推动光伏固废回收走上规范化、可持续之路。
邢锋表示，面对即将到来的光伏设备退役周期，不应仅将其视作单纯的环保压力，通过体系化回收提炼关键金属，有助于降低我国战略资源对外依存度。
回收乱？守住退役动力电池安全与绿色底线
动力电池中的锂、钴、镍等战略资源，直接关系新能源汽车及储能产业链的安全稳定，与风机、光伏组件相比，其回收难度更大——既要破解复杂的微观结构与物化解离难题，又要应对市场供需波动与电池内部状态不可见的安全风险。
产业链上下游的资源“错配”，是当前锂电池回收面临的难点。动力电池所含战略金属元素的价值更高，人们对其回收热度很高，据工商注册数据，业务范围涉及电池回收的有17万家之多，但回收队伍的专业知识程度不一。中国物资再生协会代表通过行业统计指出，目前国内获批“白名单”的电池回收企业，规划处理产能已超过300万吨，但全社会实际退役且流入规范渠道的电池总量，仅约50万吨。这种供需反差导致合规产能长期处于“设备等米下锅”的状态，而不计环保成本的部分小作坊，凭借在收购端报出高价，进一步加剧了正规企业的竞争与生存压力。
此外，产业结构本身也给回收带来经济性挑战。清华大学核能与新能源技术研究院教授徐盛明指出，我国新能源汽车电池装机量中，磷酸铁锂电池占比已达八成，与富含镍钴锰等有价金属的三元锂电池相比，磷酸铁锂电池的残值偏低，若采用传统“湿法冶金”工艺提锂，且在目前磷酸铁难以再生利用的情况下，则受限于碳酸锂价格的影响极大，极易出现利润倒挂。因此，必须开展磷酸铁锂电池全组份资源化利用技术及其产业化研究。与此同时，随着环保要求的日趋严格，应该关注动力电池回收过程中含氟、含卤素等新型污染物的产生、识别、迁移行为与转化机制及其防控技术研发，避免造成二次污染。
针对核心难题，科研团队已实现关键技术突破。中国科学院广州能源研究所副所长袁浩然摒弃传统破坏性提取，转向定向解构与材料直接修复，资源回收率显著提升且药剂用量减少近半；配套单原子吸附催化装置，可将氟化物、卤素废气排放稳定控制在国标以内，守住生态安全底线。清华大学深圳国际研究生院材料研究院教授李宝华表示，动力电池回收需从粗放物理拆解升级为精细化材料再生与全链条溯源管控。暨南大学郭百欧团队则提到了一项前瞻性方案：建议在电池封装阶段植入微米级光纤传感网络，长期无损监测电池形变与温升，搭配全生命周期电子档案，将为退役评估与高效回收提供精准支撑，从源头提升回收效率与安全性。
中国工程院战略咨询中心副研究员刘晓龙表示，退役动力电池等新能源固废是“无废城市”建设的重要内容。我国“无废城市”建设已取得很大成效，但仍面临多重挑战，需统筹区域协同与数智治理，最终建成“无废社会”。
会议尾声，与会专家围绕新能源固废循环利用形成共识：所有固废资源化利用技术，都应接受严谨的“全生命周期安全评估”。要加强贯通“评估—解离—强化—重构”全链条的处置技术攻关，避免片面追求末端拆解效率或高耗能萃取强度，防止由此引发高于原生矿产开采的碳排放与更严重的次生水土污染。此外，伴随我国新能源设备大规模出海，需前瞻布局构建“逆向全球供应链”与标准输出体系，打造涵盖“海外回收+原位处理+跨境转运+国内精深加工”的逆向大循环，将环保责任与循环机制延伸至全球，助力全球新能源产业绿色可持续发展。
（受访者供图）
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