新能源：既要衝鋒在前，也要全身而退
文／陳應天
“既要衝鋒在前，也要全身而退！”投身某項事業前，很多人會把這句話作為目標。這句適為創業者熱捧的話，同樣適用於新能源。
衝鋒在前體現為，隨著政策支持和技術進步，新能源在整個能源結構中的比重大幅增加。
全身而退的標準是，既不給行業增加新的負擔，也不給自然環境帶來難以處置的難題。如此，被打上“綠色先鋒”標籤的光伏、風電和電池才能算得上全身而退。
但根據目前的預測，新能源設備退役後的問題可能不會太少——除了處理組件、風機和電池本身的難題之外，對自然環境的持續影響也或將顯現。
回收難，多源自設計缺乏顛覆技術
在新能源行業，但凡有人談到退役後的產品的處理時，一種普遍的觀點是：比較麻煩。
光伏晶硅組件就較為典型，這種材料的麻煩在於缺乏性價比。一塊組件中，重量佔比最大的玻璃回收價值卻最低，而價值佔比最大的白銀等金屬部分，實際含量又很少。如果回收處理，對企業來說回報率較小。
老話說：“三歲看大，七歲看老。”意思是一個人在幼年時養成的性格，將決定其長大以後的方向和發展。就像這句老話一樣，光伏後半生可能遇到的各種問題，事實上都與前半生的培育有關，更確切地說，與結構和設計關聯最大。
仍以晶硅組件為例。近年來，很多研究都在提高光電轉換率上下功夫，效果也很明顯，隨著光伏轉換率提高了近10個百分點，光伏電站的收益也大幅提升。但是，一個關鍵問題被忽略，即收益更多不僅表現在轉換率一個指標上，如果一塊光伏組件使用時間更長，它的收益也會自然更多。而要讓使用時間長，不僅關乎組件質量，更與組件結構有關。
眾所周知，晶硅組件主要包括玻璃、EVA、硅片等。通常情況下，一塊組件壽命在20~25年左右，但事實上，硅片等核心組件的生命力本可以更長，之所以限定在20~25年，是因為在最外層的沉重玻璃之下，即便只有單個硅片損壞，卻因為無法卸下修理，最終只能整片提前退役。這樣不僅導致浪費，也給後處理帶來了很大的麻煩。
試想，如果能從生產環節、甚至設計階段就改變，用其他更輕質的材料替代玻璃，不僅能給處理機構減輕重量帶來的負擔，還可以探索一種維修模式，即不再整塊替換，而是哪塊硅片出問題修理哪裡。這就好比人的壽命，在醫療條件差的時候，50~60歲就算是高齡，但當下，隨著醫療條件的優化，人的壽命已經延長到90年甚至更長。
因此，光伏生產者需要跳出對轉化率提升的過度關注，而在光伏材料、光伏結構等設計層面重新思考，提早規劃其全生命週期的管理。
但對生產者而言，敢於顛覆自己並不容易，特別是在新能源這樣的工業領域，小小改進很受歡迎，但突破性變革容易受到抵制。原因在於，工業生產線往往投資達到幾千萬，而如果出現結構性變化，原油的生產線可能會變得一文不值，這是很多企業並不願意看到的結果。
但是，縱觀全球企業史，就會發現，但凡能夠在行業內最終異軍突起的公司，必然是肯在十年磨一劍之後，拿出獨創而顛覆性技術的那些。當下，既然新能源企業都打出了做成百年老店的目標，那麼就應該拿出更多勇氣，去顛覆既有的結構和設計，而非只在技術層面小改小動。
問題多，創新需跳出固有圈子
2018年6月24日，國務院公佈《中共中央國務院關於全面加強生態環境保護堅決打好汙染防治攻堅戰的意見》，其中提出要堅決打贏藍天保衛戰，著力打好碧水保衛戰，紮實推進淨土保衛戰。
三大保衛戰同時推出，釋放出一個明確信號：調整能源結構、改善空氣質量只是第一步，未來，我國對環境改善的評判，將綜合考慮對空氣、河流和土壤等多個層面的影響。換句話說，新能源設備退役並不難，但全身而退，不給生態環境帶來遺留問題，才是真正要解決問題。
新能源帶來的遺留問題，從目前看可以分為自身問題和周邊問題兩類：
自身問題主要與材料有關。以光伏薄膜組件為例，這種組件雖然相對輕便，但它含有重金屬元素，比如碲化鎘中的鎘，這種銀白色金屬毒性較大，一旦處理不當將進入地下水系統，而積累至一定濃度之後，就會對農作物的安全、人類的健康造成影響。
周邊問題則與建造相關。比如，在水上光伏安裝時，往往需要在水中打入樁柱，但為了讓支撐更為牢固，樁柱均為加上鋼筋水泥材料。可以想見，一旦光伏退役之後，這些金屬材料仍將遺留在水中，對水體造成汙染；同樣，在陸上建造光伏電站時，往往使用水泥支架作為支撐結構，遺留在地表及地面下的混凝土基礎將難以處理，會形成大面積的混凝土樁林。在光伏退役之後，鹼性的混凝土還會對土壤環境造成影響。
太陽既然給我們了這樣一種取之不盡、用之不絕的能源，如果為了得到它，賠上很多環境、生態的“嫁妝”，從短期看無疑得不償失。從長遠看，如果為了開發資源而給後代留下沉重的環境負擔，這一代的科學家和企業家必然會受到下一代的譴責。
因此，對新能源發展不能只追求產品的銷量、行業的速度，而應該更多關注產品能否釋放更多的綜合效益。
所謂綜合效益，即新能源要和自然環境、人類生活實現協調——不僅能夠創造清潔能源，還要便於攜帶使用、便於處理，不給周邊自然帶來更多的危害，並能夠發揮一定美化環境的作用。要實現這個目標，行業參與者需要跳出固有的圈子，從物理、化學、機械等諸多不同領域，以更高的角度重新審視新能源，以此碰撞出更多創新的可能。
作者系英國劍橋大學高級研究員、中國科學技術大學教授、中國科學院理論物理研究所特聘研究員、北京能源協會副會長。
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