在全球急于尽快部署太阳能光伏发电设备以减少碳排放的过程中,人们往往低估了在20-40年后的报废阶段处理项目的重要性。
光伏系统的退役本质上是一个逆向安装流程,通常包括拆除光伏阵列和所有系统平衡(BOS)设备,将土地或基础设施恢复原状或用于新用途。
然而,目前对这些项目退役过程的研究有限,成本估算也千差万别,因此尚不清楚项目业主和社区在项目结束时是否会遇到财务和环境方面的问题。
此外,太阳能项目的标准购电协议(PPA)期限为25年,这一行业还相对年轻,因此迄今为止可借鉴最佳实践的退役案例非常少。
然而,在光伏电站报废时将其完全拆卸会带来相当高的成本和物流挑战,这就提出了光伏电站重新发电的问题,也就是在将光伏组件升级为更高效的太阳能技术的同时,保留主要结构和并网系统。
许多光伏系统在超过最初设计寿命后会继续运行,并保持30年以上的经济效益,而另一些系统则会提前退役,这就打乱了对未来废旧组件数量的预期。
无论如何,鉴于全球太阳能光伏容量将达到2050年75TW的目标,无论是报废、回收还是再利用,未来肯定会有大量的结构、组件和设备需要处理,大片的土地需要重新利用或恢复。
高成本索赔和太阳能墓地
与太阳能行业的其他领域相比,退役方面的信息较少。Wood Mackenzie发言人告诉PV Tech Premium,该公司"没有任何关于退役的详细信息",太阳能领域的其他公司也意识到了这些问题。
Tom Miller是Cambridge Energy公司的首席执行官,该公司向全球一些最难部署太阳能的地区提供名为"Nomad"的预制跟踪支架光伏结构系统。该公司还为挪威开发商Scatec名为"Release”的可重复部署太阳能-储能系统提供结构。
Miller表示,"对大多数光伏开发商和持支持态度的旁观者来说,他们关注的都是尽快将更多光伏发电设备安装到地面或屋顶上,获取利润,但很少有人关注25年后的显而易见的问题,也就是退役成本可能会比最初的调试成本高出三倍。"
传统太阳能电站的准备工作通常需要打深桩和挖沟,为了妥善退役,所有这些桩子都需要收回,并将地面恢复原状。
"祝你好运,这是不可能的。我们讨论过太阳能墓地的事。这简直就是一场噩梦。”
Miller认为,在全球范围内,这一问题被普遍忽视了。例如,美国只有一半的州在调试计划中规定了退役要求,而且其中很多都是最近才增加的。正是这个问题促使Cambridge Energy公司开发了可重新部署的解决方案,通过使用锚而不是通过打桩深入地下,可以实现快速、轻松的安装和收回。
在部署了Nomad系统的一些市场中,如印度、澳大利亚和一些非洲国家,由于地下有许多岩石和巨石,在钻探过程中往往不可打桩。而锚杆则不需要水泥或深层钻探,因此这种方法更加可行,也适合退役设计。
"如果易于搬迁,那么回收工作就可以在工厂外进行,你可以把模型拆下来,重新使用框架,而不是用推土机推倒一切——那会是一场灾难。”
其他行业的经验教训
然而,这并不是说电力行业完全忽视了这一问题。退役问题也正成为澳大利亚矿业界的一个热门话题,人们对成本和环境的影响表示担忧。
在西澳大利亚偏远的DeGrussa铜矿,一个备受瞩目的太阳能项目在运行仅七年后就退役了。该太阳能-储能系统由法国能源公司Neoen所有,2015年首次被做为采矿作业供电的独特解决方案获得了广泛报道。
然而,据当地消息,该矿的铜资源现已耗尽,而且没有找到项目太阳能发电的其他承购商。这一提前且昂贵的退役项目因其财务影响和昂贵的碳抵消数据而声名狼藉。尽管该项目被视为一个开创性的项目,但提前结束却给一些批评家敲响了警钟。
"确保地面原貌的压力很大。在这些市场中,退役和修复的成本非常非常高。”
International Finance Corporation公司非洲地区基础设施和自然资源行业总监Sarvesh Suri表示,事实上,达到报废年限的光伏电站的整体配置具有很高的价值,因为这些地点已经有了成本不菲的输电基础设施和变电站。因此,他预计大多数项目都将经历重新发电的过程,而不是大范围的拆卸。
"即使电站本身需要退役和拆除,也不太可能有人去把电站完全连根拔起,然后在原地建一个酒店或农场。”
拆除成本
不过,BloombergNEF太阳能分析师Jenny Chase表示:"除了极少数情况外,拆除成本并不比建造成本高。主要的成本是把东西捡起来并搬走。”
"通常情况下,这部分成本可以忽略不计,但如果你必须拆除并回收所有材料,那么填埋更便宜。拆除和运输当然需要成本。每个组件的回收成本约为10.81-21.63美元(10-20欧元)。”
尽管如此,美国国家可再生能源实验室(NREL)的分析显示,由于成本估算差异巨大,退役计划缺乏一致性。
根据NREL 2021年2月发布的"光伏系统性能期结束时的最佳实践"报告,1MW光伏系统的预估退役成本为368000美元,而根据纽约州能源研究与发展局2023年5月发布的指南,预估成本相当于每兆瓦30000美元。虽然这两份报告仅相隔两年,但成本估算值却相差12倍之多。
NREL战略能源分析中心监管与政策分析师Taylor Curtis表示,同样,在NREL研究的所有相关资源中,成本估算的范围也相当大。这表明,人们需要进行更多的研究来了解真正的成本。
影响成本范围的一个主要因素是土地开垦过程的全面程度,这通常与相关地形的类型有关。
"当然,与优质农业用地相比,整修或复垦土地、让它们恢复原状的要求要比在工业用地上高得多。”
估算成本的另一个关键问题是一二十年后设备和材料价值的不确定性,这一问题适用于全球光伏行业。
NREL 2021年12月发布的另一份报告《美国联邦和州一级太阳能系统退役政策调查》也证明了这一点:"关于允许在成本估算中计算残值的争论,归根结底是担心高估光伏系统材料回收和光伏设备转售的未来价值,低估适当退役和光伏设备处置的成本,从而取代再利用和再循环方案。"
英国和美国的退役
不过,在一些成熟的太阳能市场中,退役也是太阳能开发的一个方面。英国已将退役计划纳入其可再生能源进程,此类项目的所有者必须在融资招投标方案中提交退役计划。
英国Burges Salmon律师事务所合伙人兼可再生能源负责人Ross Fairley表示:"通常情况下,退役义务足以让人们集中注意力。但现实情况是,如果你正在建设一个太阳能项目,有时你最不关心的就是项目结束时要做什么。重点会立即放在建设建造上,很多太阳能项目往往会被反手出售,因此这就存在一个问题。”
"开发商是否花足够多的时间来研究长远的退役义务?可能并没有。”
Fairley表示,英国大多数房地产租赁合同都规定了退役条件和义务,并经常使用债券作为保证。
同样,越来越多的美国各州正在参与退役工作。根据美国电力研究所(EPRI)的数据,2021年美国仅有14个州对大型地面光伏系统提出了退役要求。如今,已有29个州(超过半数)制定了适用于光伏系统的退役政策。
Curtis称,美国的太阳能项目(其中80%是在过去七年内安装的)比欧洲的老旧电站年轻得多,因此人们的注意力才刚刚开始转向退役问题。
"与退役相比,翻新或重新供电有很多激励措施,例如利用同一地点的现有的许可、授权和并网设施,或利用现有关系和合作伙伴关系,"Curtis补充表示:"在某些情况下,退役更有意义,但我们认为,可能会有更多的现有项目重新供电和翻新,而不是整个系统退役。”
Curtis说,整个退役问题可以追溯到石油天然气行业的早期历史。具体来说,在美国,有近300万口无主或废弃的石油和天然气井,以及50万个无主或废弃的矿井,包括岩石矿、锂矿和煤矿。这令长期以来社区关注的问题和退役政策成为焦点。
"这就是为什么他们希望这些政策能够为我们今天看到的风能和太阳能行业的大幅增长服务。"“我们必须解决退役问题。”