【光伏回收】重磅首發！中國光伏回收市場精準預測最新研究成果

隨着中國光伏裝機規模的不斷擴大以及項目技改的推進，我國退役光伏的市場或將更早也更大規模到來。然而，現有的一些國內外預測數據已經無法滿足市場的快速變化，為了給行業提供更加精準的數據參考，中國綠色供應鏈聯盟光伏專委會光伏回收產業發展合作中心自2022年便組織會員單位開展中國光伏退役規模預測的工作，經過組內多次討論、研究以及和國際能源署國際工作組聯合研究、比對，最終完成整套預測模型、方法及預測成果。中國綠色供應鏈聯盟光伏專委會光伏回收產業發展合作中心在2023第六屆中國國際光伏產業大會之光伏無廢供應鏈和回收循環利用產業大會上首次向全行業重磅公布“典型氣候特徵下的光伏回收市場動態精準預測”！

項目內容主要分為三個方面，首先是國內光伏裝機數據收集和預測。數據收集方面，項目組通過統計國家能源局、國家電網、國家可再生能源中心等官方網站和報告，搜集了2000年到2022年的全國年新增裝機數據及2013年-2022年各省份的年新增裝機數據。數據預測方面，項目把2023年到2050年拆分為短期和長期兩個預測階段，其中短期（2023-2030）主要通過搜集國家及各個省份“十四五”期間已發布的裝機規劃目標；長期（2030-2050）根據國家發改委能源所最新研究成果2050年裝機目標（4000GW），再根據增量確定年增長率從而計算每年的新增裝機量。

項目的第二個重點工作是光伏組件壽命分佈函數的選擇和參數的確定。本項目中採用雙參數的威布爾分佈作為光伏組件的壽命分佈函數。函數的表達式如下：

α：尺度參數，特徵壽命（考慮不同的氣候區，組件的特徵壽命不同）

β：形狀參數（控制函數的形狀，不同預測場景下函數形狀不同）

t ：自變量，組件失效時間（ｔ取自然數）

f（t）：組件在壽命為t時間下失效概率

尺度參數方面，項目組考慮了不同氣候區對組件功率衰減的影響。根據國家在2018年發布《環境條件分類 自然環境條件 溫度和濕度》（GB/T 4797.1-2018）的氣候標準，依據戶外溫度和濕度兩個指標，全國被劃分為乾熱、暖溫、寒溫、亞濕熱、濕熱等多個氣候區。項目組根據現有數據材料，研究了光伏組件在寒溫區和亞濕熱區的組件功率衰減情況，並根據《晶體硅光伏組件報廢指南》，提出組件功率衰減至初始功率的80%即可以報廢的假設，最終計算得到組件在以上兩個氣候區特徵壽命為α1=26.14、α2=20.84。對於其他未有實證數據的氣候區，暫歸為其他氣候區並按照25年質保壽命給定參數值。同時，項目還對氣候條件相似的氣候區進行合併，並假定相同的特徵壽命。其中寒溫Ⅰ、Ⅱ合併為寒溫區，主要包括西藏、青海等省份；濕熱、亞濕熱合併為濕熱區，主要包括海南、雲南等省份；乾熱、暖溫、寒冷等暫合併為其他氣候區，主要包括河南、河北等省份。

並且我們通過近10年全國各個省份裝機數據計算髮現，以上氣候區的年新增裝機數據佔全國年新增裝機比例具有一定的穩定性，經計算，比值分別為寒溫區：0.16、濕熱區：0.45、其他氣候區：0.39。我們以此可以計算其餘不同年份的氣候區裝機數據，從而利用退役模型對不同氣候區退役量進行預測。

形狀參數方面，我們參考了國際能源署對光伏組件退役場景的假設，將組件的報廢分為常規退役（regular loss）和提早退役（early loss）兩條路徑。其中，常規退役主要考慮組件初期安裝合格、運維良好等，組件的失效為正常運營后的技術失效，符合正常失效規律；提早退役主要考慮組件安裝不合格，規劃不良等原因，光伏組件從安裝開始便出現退化和失效。兩條路徑下都充分考慮到組件在安裝、運行及壽命終結時組件的退役情況。得到參數值分別為：β1 =5.3759、β2 =2.4928。項目在此基礎上還考慮了組件在生產過程中產生的報廢率，通過對光伏回收企業的走訪調研，我們考慮了萬分之五的生產報廢率，這與光伏回收中心之前對企業調研的成果保持了一致性。

通過上面的分析，我們已經可以得到不同氣候區下的3組威布爾分佈函數：

最後是退役量的計算。退役量的計算，我們採用了市場供給A模型，模型表達式及參數意義如下所示：

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通過以上分佈函數求得的壽命分佈概率值再結合不同氣候區下裝機預測，帶入市場供給A模型，我們可以求得不同氣候區下的退役規模，最後對不同氣候區數據進行累加，就可以求得我國不同年份下退役規模。在組件功率和質量的轉換方面，我們參考了國際能源署的研究成果，提出以下近似假設：

2000-2010:100噸/MW

2010-2020:80噸/MW

2020-2050:50噸/MW

最終通過以上的計算，我們可以得到中國在常規退役的情景下，2030年、2040年及2050年光伏累計退役量將達到100萬噸、1200萬噸、5500萬噸；提早退役情景下，將分別達到400萬噸、2300萬噸及6600萬噸。

圖：中國光伏退役規模預測

（來自光伏回收產業發展合作中心）

從結果可以發現，本項目的數據遠高於國際能源署在2016年對中國退役量提早退役的預測數據，主要原因有以下兩個方面，其一，本項目通過氣候區實證功率衰減數據，並結合功率衰減20%判廢的依據，得到的特徵壽命值為26.18年、20.08年及25年，比國際能源署假定的30年要低，理論壽命有不同程度的縮短；其二，根據國內發布的對光伏高比例裝機的預測數據，得到中國在2050年的累計裝機量將達到4000GW，這一數值已經遠超2016年國際能源署對中國光伏裝機規模350GW的預測。

本項目對於模型研究還有更多細化工作，光伏回收中心也將動態可持續研究下去，對預測模型和數據不斷完善和補充。本項目從2022年立項以來，得到眾多專家、企業和研究機構鼎力支持。我們對國家電網、水利部水利水電規劃設計總院、國家發改委能源所、中科院電工研究所、國家電投集團黃河上游水電開發有限責任公司、隆基綠能科技股份有限公司、中國國檢測試控股集團股份有限公司、晶科能源股份有限公司、天合光能股份有限公司、英利集團（零碳研究院）、永臻科技股份有限公司、德凱質量認證（上海）有限公司、常州瑞賽環保科技有限公司、安徽融樾科技有限公司、河北大學物理科學與技術學院、山東大學“利廢拾光”團隊等單位的參與和支持表示感謝。