澳大利亚以超过400万套系统、总装机容量超过40.6吉瓦的规模,在人均太阳能光伏部署方面领先全球。然而,该国正在清洁能源转型过程中迎来一个结构性转折点。

澳大利亚光伏废弃物的拐点

管理退役光伏组件所需的基础设施、监管体系和市场机制——这是澳大利亚清洁能源成功背后的副产品——目前尚未大规模建立。自2010年代开始的快速扩张期间安装的组件,如今正逐步进入退役阶段。据估算,澳大利亚每年已产生约4万吨退役光伏废弃物,到2030年代初,这一数字可能激增至每年超过10万吨。预计到2035年,累计光伏废弃物总量将达到约110万吨,到2050年这一数字可能翻倍甚至增至三倍。

澳大利亚光伏废弃物增长轨迹所带来的时间压力亟需关注。2018年至2024年期间的安装高峰,必然导致相应的退役高峰到来,这与政策设定无关。真正的问题是,澳大利亚是否已建立起足够的循环经济基础设施来应对这一浪潮。要给出肯定答案,2025年至2030年这一窗口期至关重要。这是澳大利亚建立国家监管框架、为必要基础设施提供资金并构建市场机制以应对预计光伏废弃物量的唯一可行时期。一旦错过这一窗口,光伏废弃物量将超出2030年后任何临时性应对措施的处理能力。

关键在于,制定并实施应对光伏废弃物问题的全面国家方案的窗口期,将在澳大利亚下一届联邦大选(预计在2027年末或2028年初举行)之前关闭。每一年的拖延都会加剧基础设施缺口,固化线性处置路径,并永久限制澳大利亚产业获取可回收关键材料的机会——这些材料一旦被降级回收或填埋,便无法再被提取。

市场为何无法自我修正

三大结构性障碍阻碍了市场力量单独解决澳大利亚光伏废弃物挑战。每一项都代表了一类需要针对性政策干预的市场失灵。

工业能力与产能

现有的光伏回收设施在全国范围内稀缺,运营规模远低于处理预计光伏废弃物量所需的水平。澳大利亚光伏回收行业的工业实践主要以无化学试剂的机械回收方法为特征,包括人工拆解、机械加工和分离技术。这些低技术就绪水平(TRL)的方法大大限制了银和纯硅等高价值材料的回收。现有的工业能力(以技术就绪水平和处理产能衡量)无法有效处理即将到来的光伏废弃物浪潮。此类方法往往通过降低材料纯度或将其从循环路径中剔除(例如将组件部件粉碎成粉末用作建筑材料添加剂)来实现材料降级回收。在组件进入废弃物或回收流程之前对其进行可重复使用性测试,是一种具有潜在高价值的方法,可用于捕获并保留组件的内嵌材料价值。但由于缺乏可扩展的认证基础设施,这种方法目前尚未得到充分利用。

基础设施与技能缺口

行业测试表明,约45%至65%的退役组件仍适合重复使用、翻新或继续运行。然而,澳大利亚缺乏捕获这一价值所需的收集物流、劳动力技能、测试基础设施、认证框架和国内再制造能力。缺乏一个运转良好的二手组件全国市场,使问题更加复杂。物流成本可占计划总成本的60%,这使得以地理优化为导向的收集基础设施成为必要前提,而非可有可无的改进措施。

经济扭曲

每块组件的回收成本约为28澳元,而填埋处置成本仅为4至5澳元。若无政策纠正,市场将始终倾向于选择填埋处置。这一成本差距因受到补贴的回收运营(实际上是降级回收,包括将组件机械粉碎用作建筑材料添加剂)而进一步恶化。这一过程会永久破坏太阳能组件中内嵌的硅、银和铜,一旦这些宝贵材料分散到诸如水泥基质等应用中,便无法再被回收。补贴这些降级回收做法,会拖慢市场主导的真正高价值循环基础设施的发展进程。

迈向光伏循环经济的五条路径

支撑本简报的研究表明,澳大利亚可以通过在五个活动领域协调行动来构建光伏循环能力。这些路径并非按顺序推进,而应并行开展。政策和市场路径为技术和物流路径的扩展提供了有利条件。表1所示的三层级时间框架来源于完整报告中的详细实施路线图,将各路径映射到与澳大利亚2050净零计划相一致的三个规划层级中。

将再利用作为首要优先事项

将再利用置于回收之上的经济学论证十分明确。自2023年起可用的回收技术表明,一块被再利用的光伏组件所具有的经济价值是回收组件的133倍,这主要是因为再利用捕获的是功能性资产剩余的发电价值,而不仅仅是其原材料含量。鉴于45%至65%的退役组件仍适合继续使用,到2035年若将所有可用的二手组件重新安装,全国光伏总装机容量可提升多达17%。对新组件安装的持续补贴,无意中造就了有利于过早更换而非全生命周期优化的经济条件;本可发挥次要功能生命周期的组件,由于缺乏可行的再利用市场及配套的再利用认证基础设施,而被导向废弃物处理流程。再利用必须成为第一优先级的循环干预措施,回收则处理再利用无法覆盖的部分。

因地制宜的物流体系

一个运转良好的循环经济需要大量物流基础设施,用于拆除、分拣、测试、存储和运输退役组件。物流成本可占计划总成本的60%。因地制宜的基础设施模式至关重要。例如,昆士兰州的废弃物分布范围广阔、距离遥远,更适合采用模块化、分散式和移动式的收集基础设施;而维多利亚州集中的大都市聚居模式,则更适合建立一个由区域性固定收集和再利用测试中心组成的网络。布里斯班、墨尔本、悉尼、阿德莱德和珀斯等都市回收设施,每年各自可处理5000至1万吨光伏废弃物。统一的全国基础设施模式在这两种情境下都不是最优选择,在分散的地理环境中更是在财务上不可行。

澳大利亚的先行创新

澳大利亚已经展现出早期的全球领先地位,而政策尚未与之匹配。昆士兰家用太阳能组件回收试点项目,是全球规模最大的正在运行的二手太阳能组件测试项目。由循环光伏联盟开发的循环光伏证书,同样是世界首创的创新,目前已为两座太阳能电站颁发认证,是澳大利亚产业能够引领全球的一个运营层面的概念验证。在荷兰,Biosphere Solar公司已展示出一种模块化组件设计,使退役拆解成为可能,这种以循环为导向的设计模式与澳大利亚的制造业雄心直接相关。这些创新若要实现规模化,需要国家层面的监管框架支持。若缺乏一个连贯的国家监管框架,澳大利亚的先行优势将在其他地方实现商业化。

材料回收与价值

从退役光伏组件中回收的材料,在能源技术供应链的下游环节具有重大价值。从退役组件中回收的银保持着适合直接用于再制造的导电性,可用于光伏电池、银锌电池以及柔性太阳能电池的导电油墨。以超过90%的效率回收的铜,对于包括输电电缆、逆变器、储能和制氢系统在内的可再生能源基础设施而言不可或缺。铝的回收率最常超过98%(来自光伏组件边框),被广泛用于光伏支撑结构和储能系统。回收至高纯度(即直接重新用于新太阳能电池所需的阈值)的硅,在下一代锂离子电池负极材料方面有新兴应用,因为其容量约为传统石墨的十倍。向光伏系统循环经济的转型,可使太阳能相关温室气体排放减少30%至50%,并带来显著的能源节约:再生铝所需能耗仅为原生材料的二十分之一。

政府投资的技术经济论证

完整报告针对维多利亚州、新南威尔士州、南澳大利亚州、西澳大利亚州和昆士兰州这五个州,呈现了一份全国性光伏回收基础设施可行性的技术经济评估(TEA)。该分析评估了三种基础设施配置模式:

一是将收集、筛选和回收集中于单一大型设施的完全集中式枢纽模式;

二是由独立筛选和收集作业支持的区域性回收站点组成的分散式网络模式;

三是部署在堆放点的移动筛选单元,将分拣出的可回收部分输送至固定回收设施的模式。

这些配置方案在地理、环境、物流和商业可行性方面各有不同的影响,涉及资本需求、运营成本、运输风险敞口以及2025年至2055年期间的长期净现值表现。研究结果提供了一个可复制的规划模型,并为政府基础设施资金决策提供了直接依据,同时证明该投资案例并不依赖于突破性技术。

该分析还强调了再利用与回收之间的相互依存关系:将适合再利用的组件转向再利用渠道,可减少进入回收环节的总量,并支持更高效地利用回收基础设施。当高质量组件被转向再利用市场时,只有真正达到退役标准的材料会进入回收环节,从而提高平均材料回收率并降低每吨处理成本。这种再利用市场发展与回收经济性之间的相互依存关系,进一步强化了同时在两条路径上进行投资的必要性。

该技术经济评估还建立了一个“全量流入”假设模型,即所有预计的退役组件在分配至再利用或回收渠道之前,都先进入正式的筛选流程。但在实际操作中,目前仅约10%的退役组件接受了筛选或可重复使用性测试,大多数组件通过非正式或未被追踪的渠道流转。这种模型假设与实际参与率之间的差距,本身就是缺乏国家级生产者责任延伸制度这一核心结构性政策干预措施所导致的结果。

重要的是,这些回报是可以通过现有技术实现的,并不依赖于先进分离工艺方面的突破性研发成果。它们所需要的,是一个能够强制实施生产者责任、并消除填埋相对于回收每块组件23澳元成本优势的政策信号。澳大利亚气候变化、能源、环境与水资源部(DCCEEW)于2026年1月宣布的2470万澳元试点项目,将为优化州一级的收集、再利用筛选和回收模式基础设施规划提供物流和成本数据。基于该试点项目的研究结果,应随即启动一项获得资金支持的国家基础设施计划,而无需再进行多轮证据收集工作。

三项优先建议

支撑本简报的证据和技术经济分析指出了三项需要澳大利亚现任及未来政府立即关注的行动(见表2)。这三项建议均与2026年至2027年这一关键的大选前立法窗口期紧密相关。其顺序安排至关重要:第一项建议建立了监管框架,使第二项建议所涉及的基础设施投资能够在市场确定性下进行,也使第三项建议所涉及的市场能够在法律地位明确的前提下运作。此处提出的建议均在完整报告中得到了佐证,包括各州技术经济建模、材料科学分析、社会与行为分析、政策环境审查以及完整的三层级实施路线图。

建议一:在2027年年中前建立国家光伏循环框架

澳大利亚政府应将《产品管理法》的适用范围扩展至太阳能组件,制定优先考虑高纯度材料回收而非降级回收的最低回收效率标准,并为组件再利用建立责任豁免机制。这些举措有助于弥补当前存在的国家监管框架缺失以及各州和地区之间不一致的关键缺口。该框架必须在下一届联邦大选(预计于2027年末或2028年初举行)之前完成立法,以提供监管确定性,从而释放第一阶段所需的私营部门基础设施投资。DCCEEW的试点产品管理提案程序是实现这一目标的天然载体,必须以具有约束力的法规告终,而非仅仅停留在自愿性指南层面。

建议二:到2028年前为商业规模的回收与再利用基础设施提供资金

澳大利亚政府应承诺由澳大利亚可再生能源署(ARENA)及各州共同出资,至少针对昆士兰州、维多利亚州和新南威尔士州三个地区性试点设施提供资金支持。每个设施每年应处理至少2500吨光伏废弃物,预计投资回收期为7.2至8.0年。这些设施是具有商业可行性的投资项目,只需要政策信号即可释放私人共同投资的潜力。澳大利亚先进光伏中心2024年的一项研究估计,到2030年,每个设施可支持146至335个就业岗位。昆士兰州的首选模式是由固定区域回收设施组成的分散式网络,并辅以移动筛选设备为偏远或分散地区提供补充覆盖。维多利亚州的首选模式同样是分散式固定站点网络,通过数量较少、联系紧密的区域设施来实施。这两种模式均来源于各州具体的技术经济评估建模。ARENA的“太阳能冲刺”(Solar Sunshot)计划为此提供了一个天然的现有资金机制。

建议三:到2027年前启动国家光伏再利用认证体系与数字化市场平台

基于全球规模最大的正在运行的二手太阳能组件测试项目(昆士兰家用太阳能组件回收试点)以及澳大利亚世界首创的循环光伏证书(目前已为两座太阳能电站颁发认证),澳大利亚政府应建立一套获国家认可的再利用组件认证体系,以及一个连接退役组件供应与二手市场需求的数字化平台。一块再利用组件的价值是一块回收组件的133倍,而45%至65%的退役组件仍具备再利用资格。再利用必须作为首要优先的循环路径。该数字化市场平台还可生成支撑下游回收效率所需的溯源和状态数据。已被认定为具有商业前景的租赁型商业模式,应与认证框架同步发展。

窗口正在关闭:最后的行动呼吁

未来三年所做的选择,将决定澳大利亚的太阳能领先地位能否转化为循环经济的领先地位,还是将积累成一场浪费了经济价值、固化进口依赖、锁定线性基础设施的废弃物危机。真正的拐点并非2035年——而是现在。

DCCEEW的国家太阳能组件回收试点项目表明,联邦政府已经认识到这一问题,但仅靠该试点本身,无法解决结构性市场失灵、无法强制落实生产者责任,也无法在2030年至2035年退役高峰到来之前,为所需的基础设施产能提供资金。该试点项目的研究结果必须直接转化为对这些改革措施以及本届议会任期内国家基础设施投资计划的支持。

澳大利亚拥有一个狭窄的窗口期,可将太阳能部署的领先地位转化为循环经济的领先地位。相关技术能力已在国内具备——例如,皇家墨尔本理工大学(RMIT)在光伏回收、分离技术和再制造应用方面的先进材料科学研究处于领先地位,并牵头开展了多项聚焦光伏循环经济、供应链多元化及回收研发的国际研究-产业合作项目。此外,新南威尔士大学(UNSW)的研究人员已开发出前沿的机械回收方法,而澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)则在材料科学和工艺工程方面具备国家级能力。该经济论证无需依赖突破性研发成果即可成立,技术经济评估表明,在现有技术就绪水平下,规模化回收设施能够实现具有商业可行性的回报。循环光伏证书和再利用试验已经展现出全球领先地位,而政策尚未与之匹配。

这一转型的社会层面同样需要审慎管理。完整报告表明,若未能建立社区的接受度和信任,心理和行为因素可能会削弱技术上可行方案的实际有效性。一个成功的循环经济必须兼顾公正性,确保利益与负担得到公平分配,确保原住民社区能够及早、实质性地参与其中,并确保区域和偏远社区不会在都市中心获取经济利益的同时承受不成比例的环境负担。这些并非边缘性考量因素,而是大规模基础设施部署所需社会许可的前提条件。

未来三年所做的选择,将决定澳大利亚的太阳能领先地位能否转化为循环经济的领先地位,还是将积累成一场浪费了经济价值、固化进口依赖、锁定线性基础设施的废弃物危机。

Rand