南方财经记者谭砚文

广东是新能源产业大省,也是新兴固废产生量最大的省份之一。随着早期投运的新能源汽车、光伏组件和风电机组陆续退役,废动力电池、废光伏组件、废风电叶片等“新三样”固废加快增长。

10月27日,2025年度广东省科学技术奖揭晓,中国科学院广州能源研究所副所长、新兴固废高值循环研究中心主任袁浩然带领的团队凭借“新能源固废高质循环关键技术与装备”项目获科技进步奖特等奖。日前,南方财经记者专访了袁浩然。

十余年来,他带领团队创建“有机无机混杂固废热化解构与定向重构”技术体系,先通过精细拆解把无需进入热化学环节的物质分离出来,再通过多级热解按温度段逐步解构,最后将热解后产生的金属、无机非金属、有机产物定向转化为资源化产品,实现有机无机混杂固废全组分协同高值回收。

这项成果已经在产业端落地,相关技术与装备已应用于企业。今年年底,总投资约4.5亿元的“新能源器件循环利用能力提升项目”将在广州南沙开工,打造新兴固废循环领域的国家级“公共大实验室”。

在袁浩然看来,广东拥有原料、场景、技术等多重优势,有条件率先跑通这条产业链,让退役器件的回收利用成为广东新能源产业的新增量。

袁浩然(右)指导团队成员做实验。受访者供图。

南方财经:在你看来,新兴固废的高值循环利用相关研究主要解决的是什么问题?

袁浩然:它最直接要解决的,是“新三样”固废中金属、无机非金属和有机物这三类组分的高效回收。过去行业关注最多的是金属,无机非金属和有机物价值较低,很多时候被当作废弃物直接焚烧。我们希望实现协同回收,也就是在提升金属回收效率的同时,把这两类组分一并回收利用。

更重要的意义在于降低我国对战略性矿产资源的对外依存度。目前镍、钴的对外依存度都在76%以上,部分年份甚至超过80%,锂则在75%左右,很容易面临“卡脖子”风险。我们测算过,如果2030年3000万吨退役量全部实现循环利用,对外依存度大约能降低36%到37%。

南方财经:你创建的“有机无机混杂固废热化解构与定向重构”技术体系,其创新体现在哪些环节?

袁浩然:创新主要体现在三个方面。第一是精细化拆解。过去各类物料混合处理,电池未经拆解就直接进入热化学流程;我们结合人工智能与图像识别进行精细拆解,把不必进入热化学环节的物质提前分离,既降低后续处理负荷,也提升回收效率。

第二是多级热解。我们按200至300摄氏度、400至500摄氏度、700至800摄氏度分段进行热解,既减少了污染物特别是含卤污染物的排放,也在提升效率的同时提高了资源化率、降低了能耗。

第三是短流程回收。对热解后得到的混杂金属,我们采用短流程湿法工艺提取,既降低了能耗,也减少了酸耗。

南方财经:相比过去,这套技术突破了行业的哪些痛点?

袁浩然:传统方式最大的问题在于回收率不高。以电池为例,其中含有锂、钴、镍等金属,传统工艺的回收率通常不足85%,其余部分或被焚烧处置,或依赖人工拆解,既造成资源浪费,也带来环境污染。

经过持续的技术与装备迭代,我们将电池回收率从85%左右提升至92%—95%,无机非金属和有机物也得到进一步利用,整体利用率可达90%以上;同时,多级热解有效减少了污染物排放、降低了能耗,环境负担显著降低。

南方财经:面向未来五年,行业最值得关注的技术突破方向是什么?

袁浩然:未来五年最值得期待的是湿法工艺实现“一步法”,即流程极短且不耗酸的回收路径。目前仍有两个环节亟待突破,一是精细化设备的制造水平有待提升,二是后端湿法流程需进一步缩短、降低能耗。

再往远看,我们希望实现新能源的全链条绿色循环。让回收得到的再生料在品质上与原生料一致,同时以循环利用反向引导前端的绿色设计,让后端回收更简单、成本更低,形成完整闭环,实现真正的绿色循环。

南方财经:团队已与多家企业开展合作,在你看来,技术从实验室成果走向企业产线,最关键的一环是什么?

袁浩然:我们与格林美自2011年起合作,与光大、五矿、中车、大唐等也保持长期合作。近五年,相关应用带来经济效益550多亿元,减少二氧化碳排放2000多万吨。

产业化最难的是工程放大过程。小试时空间有限、元器件不多,温度场容易控制;一旦放大,腔体、温度场、控制元器件都会改变,联动、使用、控制的各个环节都可能出现问题。热化学过程里,任何一个环节控制失当,都可能导致整个系统崩溃或运行异常。

中试是其中必不可少的一步,目的是让温度场、速度场重新达到平衡。例如,小腔体易于实现均匀受热,腔体增大后加热点的布置便难以设定,中试就需要解决热源布置问题。

南方财经:落户南沙的“新能源器件循环利用能力提升项目”是全国唯一的国家级新能源循环利用重点建设项目,总投资约4.5亿元。请你介绍一下它的定位与运行方式。

袁浩然:这个项目是全国唯一的国家级新能源循环利用重点建设项目,它的核心作用是为技术与装备的迭代提供验证场所。项目总投资约4.5亿元,计划今年年底在南沙开工,预计2028年底至2029年建成,设置有前端破碎分选和7条热化学处理线,涵盖光伏、风电、电池以及线路板、废橡胶等共处理系统。

这个平台被定位为新兴固废循环领域的“公共大实验室”。有了这个示范装置,迭代速度会明显加快,某些废弃物无需A段、只需B段,在平台上运行一遍,就能获得相应的数据,为工艺流程与装备设计提供依据,无须每次都从小试重新开始,产业化周期由此大幅缩短。

南方财经:这个平台落地南沙,将对粤港澳大湾区乃至全国的新能源产业布局产生怎样的影响?

袁浩然:它将补上新能源产业链的“最后一公里”。目前已有从事电池生产的研究机构计划在南沙设立研究院,并主动前来寻求合作。他们从事正向生产,我们从事逆向回收,恰好能形成互补,其生产过程中的废料以及未来退役的电池,可在我们这里实现资源循环。

从全国布局看,我们立足广东、辐射全国,将依托在这里形成并验证过的技术与装备,在推进项目落地时少走弯路、缩短周期。

南方财经:为什么新兴固废处理这一领域能在广东发展起来?

袁浩然:广东是新兴固废的产生大省,全省新能源固废年产生量约占全国的九分之一,在原料、应用场景和技术力量上都有基础。珠三角一带制造业与电子信息产业集聚,废线路板等固废产生量长期居前,退役器件的处置需求十分迫切。

同时,“香港—深圳—广州”创新集群的科研力量积累较深,产学研合作紧密。产业有需求、技术有支撑,广东有条件率先形成全链条闭环。

南方财经:退役动力电池被视为“新三样”中最先跑起来的一类,这方面广东的产业机会如何?

袁浩然:电池回收在“新三样”里走得最早、也最快。因为退役动力电池含有的金属量比其他几类高,经济效益更好,寿命也更短。目前格林美等企业已经开展电池回收,技术和装备还在持续迭代。未来电动车大面积退役,会是一个很大的问题,也是很大的机会。

南方财经:在你看来,新兴固废回收要形成商业闭环,还需要跨越哪些机制上的障碍?

袁浩然:产业要走向规模化,政策与标准仍待完善。政策上最需补强的是生产者责任延伸制度,企业享受了发电、生产的效益,就要对后续的回收负责,不能把低值部分推给社会。行业标准也有待细化,比如电池回收标准对含氟量等指标有约束,对其他污染物的覆盖仍不全面。

市场同样有待规范,没有资质的主体把电池囤起来再抬价转卖,真正做处理的企业赚不到钱,就没有持续投入的动力。