瑞士Empa：退役化石设施可回收钢铁满足2050风电光伏需求

瑞士联邦材料科学与技术研究所（Empa）近日在《自然·通讯》（Nature Communications）发表研究成果，系统量化了全球现存化石能源基础设施——包括燃煤电厂、油气平台、炼油厂及大型输气管道——所含钢铁与铜的可回收潜力。研究确认：这些即将退役的‘城市矿山’若被系统性拆解回收，其产出的钢铁足以覆盖2050年前全球风电与光伏设备建设所需的全部钢铁用量，铜材则可满足同期约三分之一的需求。该结论基于对22种关键材料的存量建模，覆盖欧洲‘CircEUlar’项目框架下的实证分析。

研究团队以瑞士科隆贝（Collombey）炼油厂为典型样本，将其视为‘城市矿山’的具象化案例。该设施虽已停产，但其钢结构塔架、换热器、储罐及内部电缆网络仍含有高纯度低碳钢与电解铜。Empa研究员豪克·施莱西尔（Hauke Schlesier）指出：‘铜主要用于变压器绕组与高压电缆导体，钢铁则构成风机塔筒、光伏支架及电解槽承重结构的主体；二者在新能源装备中，且再生铜/钢的物理性能与原生材料无实质差异。’研究测算，全球现有化石能源设施中钢铁存量约2.8亿吨、铜存量约1200万吨，其中92%以上处于可经济回收状态——前提是拆除作业符合欧盟EN 15804环境产品声明（EPD）标准，并采用模块化切割+磁选/涡流分选工艺，避免混入锌、铅等污染杂质。

该回收路径的碳减排价值极为显著：相比原生矿开采冶炼，再生钢铁能耗降低75%，碳排放减少80%；再生铜能耗降低85%，碳排放减少65%。研究估算，若在2030–2050年间完成规模化回收，累计可减少约20亿吨CO₂当量排放，相当于瑞士50年总排放量。更关键的是，其隐含成本优势突出——无需新建矿山、规避地质勘探与尾矿处理费用，仅需升级现有废钢破碎线与铜线缆剥皮设备即可适配。Empa强调，当前全球废钢回收率已达85%，但针对工业级大型结构件（如百米级风机塔筒钢板、厚壁管道）的专用拆解规范尚未形成，而铜材回收仍高度依赖人工剥离绝缘层，自动化程度不足制约效率提升。

对中国采购与运维方而言，这一路径带来三重现实关注点：第一，原料溯源性。欧盟正推动CBAM碳边境调节机制向金属制品延伸，再生钢铁/铜若附带经第三方认证的EPD报告（如IBU或EPD International注册文件），可显著降低出口欧盟新能源设备的合规风险；第二，技术兼容性。化石设施回收钢多为Q345/Q355级低合金结构钢，与国内主流光伏支架用Q235B及风电塔筒用S355NL钢种成分接近，但需重点检测残余应力与氢致裂纹风险——尤其来自长期服役于高温高压环境的管道钢材；第三，供应链窗口期。法国、德国、荷兰等国已启动首批煤电厂退役计划（2025–2030年集中释放），而中国企业在欧承接EPC项目时，可将‘回收材料优先采购条款’嵌入合同，锁定低价优质原料来源，同时规避国际镍钴锂供应链波动影响。

值得注意的是，该模式在法语区落地存在结构性障碍：瑞士与法国阿尔卑斯山区的化石设施多位于生态敏感带，拆除需同步满足《阿尔卑斯公约》生物多样性保护条款；比利时安特卫普港周边炼油集群则受制于港口用地紧张，暂无足够堆存与预处理空间。Empa指出，真正瓶颈并非技术或产能——全球现有废钢处理能力完全可承接该增量——而是缺乏经济激励机制。目前，欧洲公共能源公司因承担社会成本考核，有动力提前拆解；但私营油气集团普遍将退役成本计入沉没成本，缺乏主动回收动力。这意味着，中国设备商若参与欧洲退役项目，需重点关注各国是否出台‘绿色拆解补贴’或‘再生金属增值税即征即退’政策，而非单纯比价原材料价格。

产业化验证仍卡在工程闭环环节：实验室已证实回收钢铜的力学性能达标，但尚未完成从拆解→分选→熔炼→轧制→制成风机法兰或光伏压块的全链条试产验证。下游设备厂商对再生材料批次稳定性存疑，尤其关注铜材氧含量波动对焊接接头导电率的影响。这要求回收企业必须建立贯穿拆解源头的材料编码系统，并与钢厂合作开发专用熔炼工艺——而非简单混入常规废钢炉料。当前，该路径尚处于‘可验证、未商用’阶段，距离形成稳定供应渠道还需2–3个完整退役周期的数据积累。