国内首发！CPIA光伏组件回收工作组发布组件退役规模测算模型 中国光伏行业协会CPIA 2023-11-14 18:02 发表于北京 点击蓝字  关注我们 退役光伏组件规模的预测研究是组件回收领域政策研究的重要基础工作。目 前，光伏行业对我国的电站安装规模、区域分布、电站运行状态、退役节点、涉 及组件数量及类型等尚缺乏系统而清晰的认知，行业内机构及企业在进行业务规 划工作时，往往还需要引用一些海外机构在比较久远以前所做的预测数据，与我 国光伏行业的实际发展情况有较大的脱节，对业务规划的指导性相对较弱。行业 非常需要立足于我国光伏产业、更为接近行业真实情况的退役组件规模预测研 究。 中国光伏行业协会长期关注退役组件回收规模预测的研究工作。2022年以 来，在工作组的筹备阶段，协会即依托相关项目，通过对组件回收企业、组件制 造企业、电站运营企业等单位的走访调研，初步建立了一套综合考虑电站退役、 生产报废等环节的报废组件来源的退役组件规模预测模型。工作组成立以来，在 成员单位的大力配合下，秘书处在之前的基础上对相关测算模型进行了更新。现 将更新后的测算模型向行业公开，为行业发展尽绵薄之力。 一、常规退役情况下的组件退役及结束一次利用期规模测算模型（简称退役 模型） 本模型主要考虑的退役组件来源为：光伏电站、组件制造企业及施工企业。 光伏电站产生的退役组件主要是由运营报废组件（磕损、热斑、背板老化等原 因，包含更换后的组件在运行后再退役）、常规退役组件（组件达到运行寿命或 电站达到运行期限）、灾害/事故/其他原因报废组件（洪水、台风、沙尘暴、政 策性拆除等）、主动技改退役组件（提前退役早期低效率组件）这几类构成，本 模型目前主要考虑确定性较强的运营报废及常规退役组件，对于技改退役等组件 类型将在别的模型中专门研究。需要注意的是，对于目前的光伏电站来说，达到 其运行寿命后（当前通常为25年），考虑将电站进行整体退役，其中的组件整体 纳入退役范畴，不论是否达到组件退役年限及要求。通常来说，对于在电站运行 过程中更换的较新的组件，此部分组件的第一选择可能并非进行回收处理，而是 寻找其二次利用的机会。因此，本模型公式实际考虑为组件退役及结束一次利用 期的整体规模，以下简称退役。为简化模型考虑，在各年份中仅考虑一次更换 量，更换后再更换的量统一包含在最终整体更换组件退役规模中。 对其来自于组件制造企业的报废组件主要为生产过程中因工艺缺陷报废的组 件（需要注意的是，在组件层压之前损耗的材料通常不算在其中，组件制造企业 通常会在工序中将原材料回收，该部分通常不会以报废组件的形式流入回收企 业）。来自施工企业的报废组件主要来自于电站施工的破损组件。 综上，以退役组件容量计量，某一年度的退役组件规模可整理为： 其中： RCi ——为i年的退役及结束一次利用期组件规模（GWp）。 Ci ——为i年的我国光伏电站组件规模（GWp）。由于2010年及以前我国光伏 装机规模缺少官方发布的统计数据，且总量整体有限，需要通过各种渠道进行整理， 本模型中暂取2011-2022年的各年装机量，数据来源为国家能源局历年统计的光伏 发电装机规模。由于行业统计口径的改变（电站计量容量由直流侧逐步转变为交流 侧），2020年起的数据会乘以一定量的容配比以估算直流侧容量。2023-2030年各 年装机量取自CPIA《中国光伏产业发展路线图（2022年版）》中的乐观预测值。 r ——电站不同运行年限的组件更换率。该数据为结合对电站运维企业调研结果 的估算数据，主要为运营报废组件（自然退役及故障退役）的更换率，因不可抗力造 成的组件更换需求由于较难进行准确统计与预测，暂不考虑。考虑不同时期建设的光 伏电站r值有所不同，理论上更符合行业实际情况的r值将以矩阵的形式存在。例如， 2012年建设的电站在第6年的平均组件更换率，即r2012,6。 t ——电站运行的第t年。 n ——电站运行年限。近年来通常取25年，未来根据组件技术的发展，有可能 进一步延伸至30年。 b ——电站施工组件报废率。在我国光伏行业发展早期一度相对较高，近年来随 着技术发展及各类施工检测标准规范的完善，已基本趋于稳定。集中式和分布式施工 也有一定区别，在本模型中取行业平均水平。 f ——组件制造企业的组件生产报废率。随着行业技术发展、技术路线迭代、制 造业企业整体制造水平的提升，各年份可能有所不同，近年来整体趋于稳定。本模型 中取行业平均值，为结合组件制造企业调研所得。 P ——我国光伏制造企业每年的组件产量(GWp)。由于我国光伏组件的产量占 全球比重达到80%以上，本数据为结合中国光伏行业协会所掌握的全球装机需求及预 测、我国组件产量全球占比及预测、产量冗余系数等数据，综合计算得出。 对于组件回收行业而言，更有价值、更为通用的计量单位，实际上并不是退 役组件容量（GWp），而是退役组件质量（万吨），回收企业通常以万吨计量 回收处理的产能与产量。因此，如果模型需要对行业有更进一步的指导意义，需 要将预测退役组件容量进一步换算成退役组件质量。在我国光伏产业规模化发展 的十余年间，光伏组件始终保持着高速的技术迭代，自2011年迄今主流组件已 经变更过至少三次技术类型，其单位容量对应的质量水平也有较大的改变，需要 我们结合历年的主流代表性组件及其市占率进行综合计算。 以对组件质量影响较大的单/双玻、电池片尺寸及电池片数量划分，对某年 度的典型组件容量和质量计算公式可分别整理如下： 其中： TC i — — i 年 的 平 均 组 件 容 量 （ W p ） 。 TMi ——i年的平均组件质量（kg）。 qgi —— 单玻/双玻组件在i年的市占率。其中，g1代表单玻，g2代表双玻。市 占率取自CPIA《中国光伏产业发展路线图》的历年版本及行业调研。 qsi —— 166（及以下）/182/210尺寸电池片在i年的市占率。其中，s1代表 166mm尺寸，s2代表182mm尺寸，s3代表210mm尺寸。实际上，早年间的电池 片尺寸还有包括158.75mm等更为细化的尺寸，为简化模型暂以166mm代替。市占 率取自CPIA《中国光伏产业发展路线图》的历年版本及行业调研。 qpi —— 60/72/66片（整片）电池片在i年的市占率。其中，p1代表60片（半 片120片），p2代表72片（半片144片，以及以72片为基础切片的三切片、多切片 等），p3代表66片（半片132片，以及以66片为基础切片的三切片、多切片等）。 实际上，基于光伏技术的历史发展沿革，60片组件基本只对应166（及以下）电池 片，72片组件可对应166（及以下）、182尺寸电池片，66片基本只对应210尺寸电 池片。为简化模型，182组件对应的78片等小众版型暂合并到72片中考虑。市占率 取自CPIA《中国光伏产业发展路线图》的历年版本及行业调研。 TC g s p — — 某 种 玻 璃 类 型 、 电 池 片 尺 寸 、 电 池 片 数 量 的 典 型 组 件 的 典 型 容 量 （Wp），例如双玻72片166组件的典型容量。通常该类组件的容量还需考虑电池技 术的差别，如在2018年常规多晶电池、BSF单晶和PERC单晶电池都占有一定的市占 率 ， PERC 电 池 的 功 率 水 平 往 往 比 常 规 多 晶 电 池 要 高 数 十 瓦 。 在 本 模 型 中 ， 取 多 种 技 术路线综合后，在该类型组件的功率范围中居中的功率，具体计算过程在本模型中不 再详细展开。典型组件容量取自主流厂家的历史产品公开数据。 TMgsp —— 某种玻璃类型、电池片尺寸、电池片数量的典型组件的典型质量 （ kg ） ， 例 如 双 玻 72 片 166 组 件 的 典 型 质 量 。 其 考 虑 内 容 与 典 型 容 量 类 似 。 典 型 组 件质量取自主流厂家的历史产品公开数据。 综上，在获取历年的典型组件容量及典型组件质量后，可以将该年度的退役 组件容量转化为退役组件质量，公式如下： 其中，Mi为i年的退役组件质量（万吨）。 二、常规退役情况下的组件退役及结束一次利用期规模（简称退役模型）初 步测算结果及分析 根据以上的模型公式，可以就我国2011-2030年建设电站在常规情况下组 件退役情况进行初步测算（考虑到2050年），结果如下图。 根据测算，如果仅考虑2030年以前建设的光伏电站所产生的退役组件，并 假设之后每年新增的生产报废光伏组件规模维持在2030年的水平，与我国光伏 建设规模相匹配的组件退役潮的快速增长期将在2011年建设的第一批光伏电站 整体退役前后到来，在2035年，我国每年的退役组件将接近4.8GWp，约合质 量29.7万吨。2023、2025、2030年当年度我国组件退役及结束利用期规模预 计 约 为 0.35GWp 、 0.50GWp 、 1.16GWp ， 折 合 质 量 约 2.04 万 吨 、 2.88 万 吨、6.38万吨。在2023年及2025及2030年的节点，预计全行业累计退役及结 束一次利用期的组件分别为7.13万吨、12.55万吨、35.53万吨。 根据模型测算，在不考虑提前进行大规模组件技改更换的情况下，我国光伏 行业的退役供应量在2023-2030年间的年复合增长率大约为18%，已基本处于 平稳增长时期，在此期间的年均组件退役量约为0.68GW（约合3.92万吨），相 较于当前的组件回收行业体量，仍有一定的产能提升空间。需要注意的是， 2023-2030年期间，生产报废组件的规模占比处于逐年下降的趋势（自39%左 右逐步下降至20%），但仍有一定比例，施工报废组件的比例大约为3-8%。 根据目前行业内组件回收企业的反馈，可回收的组件规模是远不及目前市面 上大部分的预测模型的。笔者认为，这属于正常现象，因为大部分模型——包括 本模型——预测都是理论的上限规模，而非实际流通规模。实际上，行业内目前 可流通的退役组件，有相当部分集中于生产报废、施工报废及民营企业投资的电 站等非国有资产来源退役组件，除去已经被处理的部分，其中还有相当一部分掌 握在中间商环节（其中还有相当一部分为面向二次利用，而非直接处理），对比 全行业不少于10万吨的回收处理产能，自然显得“僧多粥少”，一定程度上也推高 了回收组件的价格。而退役组件规模的主要来源——电站退役组件，由于涉及国 有资产流转的相关政策规定，目前还难以大规模释放到市场中。对于当前阶段的 组件回收企业，除来自电站的货源外，从组件生产厂家稳定性获取生产报废组件 仍具有重要意义。 此外，随着近年来双玻组件占比的提高，预计在未来的年份中，处理的回收 组件中双玻组件的比例将会持续增加。根据模型测算，截止到2023年，累计退 役的