中国等多国团队模拟1708种光伏废弃物回收情景
维度网讯，一个国际研究小组开发出综合评估框架，用于对比光伏废弃物本地回收与外包回收的经济效益和气候影响。研究覆盖主要回收技术、32个地区、多种废弃物贸易配置和补贴方案，共评估1708种回收情景。该成果发表于《自然》（Nature）杂志。
论文第一作者左健（Jian Zuo）介绍，这项研究的重点不在于光伏废弃物会产生多少，而在于技术和经济条件差异明显的地区之间应如何管理这些废弃物。研究团队开发了一个全球综合框架，将材料供应限制、未来光伏部署和废弃物产生与各地区特定的回收技术路径、地区间废弃物流动及公共政策干预联系起来。该框架同时考察光伏回收的经济效益和气候效益，并关注这些效益在地区间的分配情况。
研究人员首先模拟了铜、铝、银和硅的未来价格，并将这些预测纳入全球变化分析模型（GCAM），估算不同社会经济和气候轨迹下的光伏部署规模。由此得出的产能预测被用于动态物质流分析，以计算到2060年寿命终止的光伏废弃物总量。随后，团队将生命周期评估与生命周期成本分析相结合，评估不同技术路径、废弃物贸易协议和补贴方案下回收产生的气候和经济影响。
1708种情景涵盖了对未来光伏设施拆除、回收技术、国际废弃物贸易和补贴政策的多种假设组合。技术路径包括当前实践延续（BAU）、经济优先、碳优先和技术扩散四类；贸易情景涵盖本地回收、生产者责任延伸（EPR）导向贸易、全球贸易扩展和区域贸易。补贴方案设有无补贴、持续补贴、递减补贴、低碳价支持和高碳价支持五种，各组合在28种光伏拆除情景中接受评估，以比较其对回收经济性、气候效益和区域不平等的影响。
在考虑供应侧材料限制的条件下，该框架预测到2060年全球光伏废弃物将达2.97亿至4.02亿公吨，中国等中等收入地区将在2040年后成为主要贡献者。尽管技术进步预期明确，全球光伏废弃物回收预计在十多年内仍无法达到盈亏平衡点。研究还发现一种双向作用：硅、银、铜和铝等材料价格上涨虽然使回收材料获得更高价值、提升回收盈利空间，但同时推高新建光伏项目的成本，减缓装机速度，最终减少几十年后产生的废弃物总量。
结果显示，将特定地区的回收技术与外包回收策略相结合可产生最大的全球净效益。该方法到2060年可减少高达33.2亿公吨二氧化碳当量的温室气体排放，并产生5291亿至9355亿美元的累计净效益。但左健指出，这一过程可能将回收收入和技术发展集中在相对较少的地区，导致效益分配更加不均。研究同时发现，设计合理的递减补贴方案——即在回收经济可行后逐步取消补贴——比持续补贴更能有效减少区域差异，且财政支出仅为一小部分；与高碳价挂钩的补贴反而可能加剧区域差异，因为拥有成熟碳市场和先进回收行业的地区会获得不成比例的收益。
该研究以“Towards an equitable future of global photovoltaic waste recycling”（迈向全球光伏废弃物回收的公平未来）为题发表于《自然》杂志。来自中国山东大学（Shandong University）、华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology）、香港大学（University of Hong Kong）、太原理工大学（Taiyuan University of Technology）、澳大利亚阿德莱德大学（University of Adelaide）以及瑞典林雪平大学（Linköping University）的科学家共同参与了此项工作。
