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光伏产业最新梳理:光伏全球供应链特别报告

光伏产业最新梳理:光伏全球供应链特别报告欧洲框架遵循生产者责任延伸法,要求将光伏组件投放到石欧盟市场的生产者或销售者通过自己的撤回和回收计划或生产者合规计划来承担收集、处理和加工其产品的费用。该欧洲联盟是第一个采用光伏废物法规的司法管辖区,该法规要求强制回收所有光伏组件,并为收集和回收设定最低要求和目标。该指令在2012年修订的《废弃电气和电子设备(WEEE)指令》(2012/19/欧盟)下实施,自那时起,该指令已被欧盟成员国转化为国家法律。因此,监管框架是通过界定利益相关者的责任和停产管理的融资模式,并建立收集、回收的目标和最低要求来提升光伏回收性能的关键。监管方法可以根据他们对寿命末期组件处置和处理的责任归属进行分类:社会(纳税人);最终所有者(消费者责任);或制造商或销售商(生产者责任延伸原则)(国际可再生能源机构与国际能源署光伏电力系统实施协议,2016)。融资模式通常依赖于收取回收费,要么在组件首次投放市场时提前收取,

光伏产业最新梳理:光伏全球供应链特别报告(1)

本文翻译至:IEA: Special Report on Solar PV Global Supply Chains

发展光伏回收的政策

根据政策环境的不同,报废(寿命末期)光伏组件的回收比例因地区和国家而异。目前,美国回收的寿命末期(EoL)组件不到10%,而在欧盟,这一比例接近95%。欧盟的具体国家政策要求回收光伏组件(NREL,2021)。

支持性政策框架可以显著促进光伏回收

已经制定了各种自愿性的光伏回收计划。有些由个人自愿回收或由制造商建立的产品管理计划组成,他们自己管理收集和回收过程或与第三方服务提供商签订合同。另一些则包括由行业成员资助的集体倡议,可能与监管机构合作制定,例如2007年在欧洲建立的光伏循环计划,后来经过重组,以符合新的欧洲法规。

尽管这样的自愿方法为制造商和产业提供了间接利益(包括声誉利益),但当前回收流程的无利可图性是其推广的障碍。

因此,监管框架是通过界定利益相关者的责任和停产管理的融资模式,并建立收集、回收的目标和最低要求来提升光伏回收性能的关键。监管方法可以根据他们对寿命末期组件处置和处理的责任归属进行分类:社会(纳税人);最终所有者(消费者责任);或制造商或销售商(生产者责任延伸原则)(国际可再生能源机构与国际能源署光伏电力系统实施协议,2016)。
融资模式通常依赖于收取回收费,要么在组件首次投放市场时提前收取,要么在处置时向下游收取(现收现付)。

预付费用可以根据组件寿命结束时的回收成本估算来确定,也可以反映购买时回收当前量的寿命末期面板的成本。根据财政计划,可能需要作出具体安排,以支付在条例生效前投放市场的组件(即历史组件)或那些由不再存在而不能追究责任的公司制造的组件(即无主组件)的回收费用。

光伏产业最新梳理:光伏全球供应链特别报告(2)

尽管国内市场正在迅速扩大,但许多国家(包括中国、日本、印度、澳大利亚和美国)仍然缺乏管理寿命末期光伏组件的具体法规,这些废物通常在危险或非危险固体废物的一般监管框架下进行处理(Sharma、Pandy和Kolhe、2019;Lunardi等人,2018)。[ 就美国而言,虽然迄今为止国家层面还没有具体的光伏产品法规,但地方层面正在出现一些举措,如尼亚加拉县(纽约州)在2021年实施的地方光伏板回收法(尼亚加拉县,2022年)。]

该欧洲联盟是第一个采用光伏废物法规的司法管辖区,该法规要求强制回收所有光伏组件,并为收集和回收设定最低要求和目标。该指令在2012年修订的《废弃电气和电子设备(WEEE)指令》(2012/19/欧盟)下实施,自那时起,该指令已被欧盟成员国转化为国家法律。

欧洲框架遵循生产者责任延伸法,要求将光伏组件投放到石欧盟市场的生产者或销售者通过自己的撤回和回收计划或生产者合规计划来承担收集、处理和加工其产品的费用。

报告总结:更安全的光伏供应商链的政策重点

在国际能源署(IEA)的“到2050年实现净零”情景建模中,光伏发电的发展速度超过任何其他清洁能源技术,到2050年底将提供全球三分之一的发电量。然而,只有建立稳定的政策框架并消除部署障碍,才能将光伏容量迅速扩大到所需水平。

此外,还需要一个具有弹性和可持续性的供应链,确保在全球范围内及时、经济高效地交付光伏组件。在全球范围内,迄今为止的政策主要侧重于增加需求和降低成本,而对光伏供应的关注有限。

光伏技术的快速部署意味着原材料使用量和制造能力投资以及其他清洁能源技术的显著增加。然而,光伏产品供应链上的一些薄弱环节使其容易受到风险的影响。例如,它是所有清洁能源技术供应链中地理上最集中的一个。目前的投资计划表明,到2025年其集中度将进一步增加。

光伏供应链也容易受到大宗商品和原材料价格上涨、贸易限制和供应链瓶颈的影响,这些因素在过去都曾导致价格上涨以及组件交付的延迟。此外,光伏供应链缺乏透明度也引发了对环境、社会和金融可持续性风险的担忧。

目标应该是加强光伏供应链的安全性和弹性,同时保持对开放和透明市场原则的承诺,避免贸易壁垒。确保充分的供应需要采取一系列行动,包括促进对供应安全风险的了解和跟踪;使供应链多样化;改善该行业的环境、社会和财务可持续性;投资于创新;以及将光伏面板的高价值回收纳入主流。

将政策注意力转向光伏供应安全,将供应商作为清洁能源转型的一部分

本报告首次尝试识别全球光伏供应链的主要薄弱环节和风险。但各国都有其独特的政治、经济和能源环境,因此其薄弱环节和缓解风险能力也各不相同。首先,各国政府应考虑评估其国内光伏供应链的薄弱环节和风险。

根据评估结果,政府可以考虑制定战略和行动,以解决其国家的特别薄弱环节。例如,光伏供应链的过于集中可以通过投资于光伏供应链某些部分的国内制造业或通过供应来源多样化来缓解。在定期薄弱环节评估方面进行国际协调与合作以及各国之间交流做法和经验也有助于提高政策关注度,帮助各国政府减少风险。

增加多元化,提高光伏供应链弹性

原材料加工和制造在地理/司法管辖区和设施层面的过度集中使得光伏供应链容易受到供应链中断的影响。因此,供货来源多样化——通过国际协调和贸易避免限制性进出口政策——对于减少这种脆弱性至关重要。

在多样化努力中,应首先考虑多晶硅和晶锭/晶片制造,因为它们的市场集中度最高,需要最大的初始资本投资,并且需要低电价来保持成本竞争力。

然而,要实现光伏产品供应链的多样化,除了政府鼓励措施之外,还需要工业政策工具来支持需求,公共和私营部门之间还需要共同努力,以确保光伏产品技术供应链的安全。例如,中国在光伏产品制造业起到的重要作用不仅依靠于其工业重点和目标,还有赖于政府十多年来持续提供的激励措施。

尽管这些激励措施促进了全球光伏制造能力的迅速发展和组件成本的下降,但部分政策引起了倾销调查,并导致了多重贸易限制。因此,在补贴设计和财政支持方面进行国际协调,以鼓励国内生产,同时避免贸易限制,对于光伏供应商的多样化和提高其弹性至关重要。

扩大国内光伏制造能力是在国家层面提高国内光伏供应弹性的一种选择。考虑到生产环节涉及的多个步骤和原材料的地理位置,完全自给自足不太现实(也不经济,除少数国家外)。因此,区域协调对于确保供应链多元化所需的原材料、生产投资和贸易至关重要。许多国家完全依靠进口来满足国内需求,在这种情况下,进口来源多样化对降低供应风险至关重要。

风险投资

一个具有竞争力和财务健康的行业需要一系列条件,包括符合国际能源署2050年前净零的明确、长期和可预测的需求政策,在补贴和贸易措施方面开展国际合作,以及组成元件和原材料的透明、可追溯的定价机制。

过去二十年来,政府政策和企业决策不断变化,导致供应过剩和需求波动,导致许多光伏供应链环节的光伏产品制造企业财务状况捉襟见肘。政府可以考虑量体裁衣的需求支持政策(如拍卖),以考虑到光伏产品供应链各环节的长期财政可持续性。

考虑到多晶硅、晶锭和晶片的战略重要性,通过财政和税收政策采取直接的供应商政策,以及其他措施来降低光伏制造投资风险,可以支持多元化。政府可以鼓励包括研究机构和实验室在内的公私合作,并增加公共清洁能源资金以促进私人投资。

确保环境和社会可持续性

环境和社会的可持续性是光伏供应链安全的基础。幸运的是,通过多样化可提高供应链的弹性,同时也为政府实现其可持续目标提供了新的机会。然而,许多国家的标准各异,并缺乏透明度,从而继续阻碍着可持续性目标的实现。

光伏技术是温室气体排放量最低的电力技术之一。光伏组件的全生命周期温室气体排放平均比燃煤电力厂低20倍。此外,一台光伏组件在其整个生命周期内产生的可再生能源将是其生产过程中所消耗的以矿物燃料为基础的能源的20至30倍。尽管如此,作为一个能源密集型制造部门,仍有相当大的潜力来减少排放量。

脱碳电网是减少光伏生产排放的一种方式,特别是在已经生产电池板的国家。还可以在清洁能源普及率相对较高的国家建立新的生产设施,有助于减少排放并使供应链多样化。利用最新的创新技术还可以提高电池和制造工艺的能源和材料效率。

光伏供应链的发展为技术工人和低技术工人提供了长期的就业机会。政策可以帮助确保这些是高质量、高薪的工作,保护工人和社区并使其受益。以人为本的全球转型委员会建议重点关注技能发展、工人保护、社会包容和与公民的直接接触(国际能源署,2021年)。

这些行动不仅有利于工人,而且有助于建立安全的供应链。注重技能发展、工人保护和参与,这可以确保拥有充足、受过教育和给予支持的劳动力。就业标准和透明度以及公司和政府政策有助于改善就业条件和减少贸易问题。

在制定政策时要考虑光伏产品部门的财务状况

过去二十年来,政府政策和企业决策不断变化,导致供应过剩和需求波动,而需求波动又导致许多光伏供应链环节的光伏产品制造企业财务状况不佳、盈利能力低、破产风险高。如果企业因利润率低而不愿投资,或无法承受市场条件的突然变化,这可能会减缓转型的步伐。

长期和可预测的供应政策的结合有助于根据各国目前的经验确保投资。但是,各国政府也应该考虑如何最有效地避免供应过剩和限制性贸易政策带来的后果。一种方法是在需求和供应政策设计上进行协调,以推动多样化的投资,同时保持贸易和竞争(经合组织,2022年)。此外,透明和可追溯的组成元件和原材料定价机制,也可以通过提高成本知识来降低风险。

继续促进创新

创新可以减少对关键原料的依赖性,并普遍支持降低成本,从而降低供应链的风险。

创新是实现清洁能源供应链上及其沿线技术进步的关键。整个光伏产品供应链的技术创新提高了光伏电池的转换效率,减少了材料用量,提高了每个组件的能源效率。自2010年以来,光伏产品电池的效率提高了近60%,发电成本下降了近80%。如果没有公共和私人对整个供应链的研发投资,光伏将不会成为全球许多地区最实惠的发电技术。

如今,单晶硅技术以其高效率和成本竞争力在光伏市场占据着主导地位。制造过程中的技术创新以降低材料集中度,特别是对于银和铜等关键矿物,仍然是减少供应链脆弱性的关键。然而,为了进一步提高效率,同时大幅降低材料强度和制造成本,新型光伏电池设计不可或缺。

多家公司正在开发钙钛矿串联技术,但要使它们完全商业化,还需要在创新方面进一步投资。无论技术如何,努力改善面板的回收性、复用性以及更强的耐用性,这也有利于减少材料方面的需求。

发展和加强回收能力

随着全球产能的增加,未来几年寿命末期(EoL)光伏设备的数量也会增加。虽然管理光伏组件的寿命末期流是一项环境挑战,但回收利用为光伏行业和其他部门提供了可靠的二次材料来源;避免与原料开采相关的负面环境、社会和健康影响;减少光伏产品的能源和环境排放量;创造就业机会,从而支持地方经济活动。为了获得这些多重效益,政府、行业和其他利益相关者现在必须做好准备,从循环经济的角度来管理未来光伏产品浪费激增。

由于光伏回收目前不是一项有利可图的业务,因此,尤其重要的是,制定实施全面的监管框架,以界定利益相关者的责任、融资模式以及收集和回收的最低要求。这些架构必须降低光伏废弃物处置不当的风险,涵盖寿命末期组件的多样性(如历史、孤立和再利用的组件等),并优先考虑高价值回收而不是降级循环。

此外,光伏回收在技术上仍然具有挑战性,需要进一步研究以提高回收率和提高材料保值率。政策的努力不仅应针对下游回收流程,还应针对前期组件设计,以帮助降低回收未来寿命末期设备的复杂性和成本。最后,回收政策应该辅之以通过再利用、修理和再制造延长组件整体使用寿命的战略。

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