2025年超百万千瓦风电“退役潮”来袭,如何做好风电产业链最后的绿色闭环?

新能源风电观察 2022-07-27

闭环管理新能源能源

2689 字丨阅读本文需 6 分钟

数十年前,中国风电在绿色光环下起步,而今,它更需要做好绿色闭环上的最后一步,在风电设备退役高峰来临之前,实现“绿色退出”。

12行业公开数据显示,到2025年,全国约有1800台风电机组服役期满,到2030年,这一数据将激增至34000台。同时,机组退役叶片产生的复合材料固体废物逐年增加。到2025年,退役叶片产生的固废规模预计接近5800吨,到2028年将进一步增长至7.4万吨。

更重要的是,叶片的复合材料固化之后自然降解难度大、周期长、占地广,随着退役机组规模的不断增加,简单堆放、填埋的方式显然难以满足废弃材料的处置需求,叶片回收再利用的问题被提上日程。

鉴衡认证中心副总裁张宇告诉记者,“行业必须在机组退役潮来临之前形成基本完备的叶片循环利用机制。而在解决问题的基础之上,寻求高效、高附加值的产业合作和技术方案的过程,有机会使设备回收发展成一个新的细分的蓝海产业。”

01

2025年组件陆续走向退役

截止至2021年底,中国风电累计装机量达328GW,光伏累计装机量达306GW,已连续数年保持全球装机量首位。

伴随中国3060双碳目标的出台,无数目光聚焦在风、光等可再生能源行业。绿色环保的回收方式,不仅能为退役组件赋予新的价值,在创新科技的加持下,前沿的回收方法还能大量减少风电、光伏寿命尽头的二氧化碳排放及对环境的负面影响,助力可再生能源高速发展。

根据统计数据,截至2021年底,中国风电累计装机超过17万台,累计装机的风电机组平均单机容量2025kW,当年新增机组平均单机容量达到3114kW。其中,2.0-2.9兆瓦风电机组占比最高,占累计装机容量47.3%,是市场的主力机型;3MW及以上风电机组所占市场份额不断增长,占新增容量的八成以上。

伴随风电产业规模的扩大以及机组大型化发展的趋势,机组相关部件如风机塔筒、机舱罩、叶片等的尺寸和原材料用量也在相应增加,为风电回收带来巨大市场空间。风机的机舱、塔筒、叶片等部件包括铜、钢、水泥、碳 纤维/玻璃纤维等材料,在风机退役后均具有回收价值。其中,风机舱罩、塔筒中包括的铜、钢等90%左右的可回收材料具备成熟的回收体系。而风电叶片机组及配套设施中所使用的复合材料却最难回收处理。

据了解,风电叶片是一个由复合材料制成的薄壳结构,结构较为复杂,不同部件由不同的材料构成,并且根据制造商和应用场景的不同,叶片所涉及的结构和使用的材料也各不相同。整体而言,玻璃纤维/碳纤维树脂复合材料凭借其轻质高强、性能可设计的优质特点,成为全球风机叶片的核心材料,其在整个风电叶片中的重量占了90%以上。但复合材料由于在化学交联过程中具有不可逆性,产品固化成型后不可再熔化、重塑或自然降解,难以进行循环利用。因此,当前风机叶片回收技术难度大、成本高,其退役后的回收模式也尚处于探索中。

来自报告的数据显示,风机叶片复合材料用量约在16-18千克/千瓦左右。假设按照目前国内已应用的废弃叶片回收利用模式——叶片破碎之后用来铺路,以节省铺路的石子价格约100元 /吨11计,则可简单计算出在即将到来的首批风机退役潮初期(2025-2030年),风机叶片采用现有回收利用模式在复合材料利用方面每年可产生的价值约在200万-2000万之间。

绿色环保的回收方式同样能够缓解装机退役随之而来的环境污染与资源浪费。以风电为例,至2040年,风电行业将累计产生3000万吨废钢、回收价值超过900亿元,以及80万吨废铜、回收价值近500亿元。与此同时,难以回收的风机叶片将产生220万吨废弃玻璃纤维,以及近120万吨废弃树脂和胶,若回收不当将造成生态环境污染。

02

健全风电设备“绿色退出”标准

当前,行业缺少风电机组退役处置相关标准和指导文件,诸多项目仍以填埋、焚烧、粉碎等粗放的“垃圾处理”方式来处理退役风电设备。

数据显示,未来3到5年内需要退役的风电机组数量将达到上万台,拆除后将产生约2000万吨废弃物,其中废钢铁、废铜、混凝土1970吨,废矿物油、废铅酸电池等危险废物约30万吨。

生态环境部固体废物与化学品管理技术中心罗锦程强调,从整体层面来看,退役风电机组呈现废物产量大,种类复杂、危害性大等特点,实现风电设备的“绿色”退出是未来的必然选择,也是实现我国“双碳”目标的重要举措。

2022年5月,由中国物资再生协会风光设备循环利用专委会报送的《退役风力发电设备拆除处置环节管理指南》团体标准获批,标志着我国第一个退役风电设备处置相关的标准出台,为风电设备的绿色退出提供了参考。

中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会主任程刚齐指出,风机绿色拆除有利于加强退役拆除低碳技术创新、提高节能环保标准要求、建立健全回收再利用评价体系、推动多行业创新协作、促进交流合作与人才培养。

会议期间,由中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会牵头,在中国农机工业协会风力机械分会常务副秘书长吕青源郑重宣读下,《绿色倡议及宣言》正式发布,宣言聚焦当下风电设备绿色退出、循环利用等核心问题,诸多与会风电企业也都积极踊跃响应参与,共同见证这一历史性时刻。

《绿色倡议及宣言》提议:加强退役拆除低碳技术研发,探索风电场绿色拆除的低碳创新技术应用;提高节能环保标准要求,鼓励制定社会团体标准、企业标准,完善节能环保标准体系建设;建立健全回收再利用评价体系,加强退役设备回收再利用技术研发,形成关键部件良好流通机制;推动多行业创新协作,成立跨领域、跨学科的创新联合体,引入新材料与绿色拆除新技术应用,推动实现最佳绿色拆除落地。

03

完善风电机组“以大代小”细则

放眼全国,我国第一批部分风电机组完成“以大代小”置换工作,但过程之困难难以言表。2021年,国家能源局发布《风电场改造升级和退役管理办法(征求意见稿》,意见稿为今后的风电机组退役和风电场的改造提供了政策依据。

聚焦地方,宁夏率先出台全国首个新能源“以大代小”更新政策,政策在加强政策引导、简化审批程序、保持合理电价、推动风电设备回收利用等多方面给予了风电项目“以大代小”更多的操作空间。

龙源(北京)风电工程技术有限公司专业工程师张皓晨表示,目前除宁夏外,其他各地方政府对“以大代小”风机置换工作的政策仍不明确,需要地方政府对风电场以大代小的运行年限、效益指标、设备容量、项目核准或备案等一系列细则提供政策标准和依据。

对此,华电新能源集团股份有限公司王才刚有着相同看法,他指出,在风电机组“以大换小”上,项目前期政府批复文件仍颇为繁杂,和开发一个新的风电项目所需要的手续基本一致,导致项目开展缓慢。

程刚齐强调,中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会致力于风电设备绿色退出、回收利用,搭建风光设备循环利用产业交流平台,协会立足对接行业主管部门,建立行业标准的工作定位,在推动“以大代小”相关细则及政策完善上积极建言献策。

由于产业相关政策、标准、技术仍尚待不完善、不成熟,诸多企业仍持以观望态度,程刚齐呼吁,风电设备绿色退出是行业的必然选择,是风电产业“双碳”长跑赛道上的最后一公里,在风电设备退役高峰来临之前,风电企业应该提前布局,积极加入风电设备绿色退出,循环利用大家庭,为中国风电的绿色可持续发展勾勒出关键性的一笔。

本文来源:北极星风力发电网,中国工业新闻,中国经 营报

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