深瞳工作室出品
科技日?qǐng)?bào)記者?都芃 策劃：陳瑜 李坤
12月初，國(guó)家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏π陆具_(dá)坂城風(fēng)電二場(chǎng)，155臺(tái)老舊風(fēng)機(jī)緩緩?fù)Ｖ罐D(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)束了20余年的服役生涯。
在空中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，碩大的風(fēng)機(jī)是捕風(fēng)高手，帶來(lái)源源不斷的財(cái)富，退役后卻成了企業(yè)的“包袱”。
12月21日，國(guó)家能源局公布的最新數(shù)據(jù)顯示，2023年，風(fēng)光總裝機(jī)量突破10億千瓦，在電力新增裝機(jī)中的主體地位更加鞏固。
值得一提的是，在總裝機(jī)量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，自2025年起，我國(guó)將迎來(lái)風(fēng)機(jī)退役高峰期。預(yù)計(jì)到2030年，累計(jì)將有超過(guò)3萬(wàn)臺(tái)機(jī)組達(dá)到退役年限，退役裝機(jī)容量達(dá)4473萬(wàn)千瓦，由此帶來(lái)的固體廢棄物規(guī)模將達(dá)94.79萬(wàn)噸。
退役風(fēng)機(jī)該何去何從，已成為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須邁過(guò)的一道檻。
起重機(jī)將B1260A型超大型海上風(fēng)電葉片從貨輪吊運(yùn)上岸。（視覺(jué)中國(guó)供圖）
擺在風(fēng)電企業(yè)面前的一道必答題
2006年被視為我國(guó)風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展的起點(diǎn)。
這一年，我國(guó)新增風(fēng)電裝機(jī)量達(dá)133.7萬(wàn)千瓦，超過(guò)此前全部裝機(jī)量總和。此后，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?。截?022年底，風(fēng)力發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)規(guī)模達(dá)3.96億千瓦，發(fā)電量占社會(huì)總發(fā)電量的8.6%。
按照陸上風(fēng)機(jī)20年的使用壽命估算，預(yù)計(jì)在2025至2030年間，我國(guó)會(huì)出現(xiàn)第一波風(fēng)機(jī)退役高峰。來(lái)自中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)（CWEA）的數(shù)據(jù)顯示，2023年我國(guó)退役風(fēng)機(jī)裝機(jī)量約為10萬(wàn)千瓦，2025年將增至50萬(wàn)千瓦。到2030年，累計(jì)有4473萬(wàn)千瓦風(fēng)機(jī)進(jìn)入退役期。
由于早期風(fēng)電技術(shù)發(fā)展尚不充分，單臺(tái)機(jī)組裝機(jī)容量較小，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后發(fā)電效率下降較快。為提升風(fēng)能資源利用效率，今年6月，國(guó)家能源局印發(fā)《風(fēng)電場(chǎng)改造升級(jí)和退役管理辦法》，鼓勵(lì)并網(wǎng)運(yùn)行超過(guò)15年或單臺(tái)機(jī)組容量小于1.5兆瓦的風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展改造升級(jí)。在業(yè)界看來(lái)，這一以大容量、高效率機(jī)組替換小容量、低效率機(jī)組的“以大代小”政策，讓一批風(fēng)機(jī)提前走向退役。
不只是中國(guó)，風(fēng)機(jī)大規(guī)模退役也是全球主要風(fēng)電市場(chǎng)共同面臨的問(wèn)題。
歐洲是全球發(fā)展最早、規(guī)模最大的風(fēng)電市場(chǎng)之一。歐洲風(fēng)電行業(yè)機(jī)構(gòu)發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示，到2023年，歐洲約有4000臺(tái)風(fēng)機(jī)面臨退役。到2030年，裝機(jī)容量達(dá)78吉瓦的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行年限將超過(guò)20年，進(jìn)入退役期。
美國(guó)電力研究所的一項(xiàng)研究也顯示，未來(lái)30年，美國(guó)風(fēng)機(jī)葉片的報(bào)廢總量將超過(guò)210萬(wàn)噸。
早期退役規(guī)模不大時(shí)，退役風(fēng)機(jī)尤其是其葉片部分的處理方式往往是掩埋或焚燒，如英國(guó)、歐盟等國(guó)家及地區(qū)的企業(yè)常常采用此類方式。
去年3月，彭博社曾報(bào)道稱，美國(guó)懷俄明州多座陸上風(fēng)電場(chǎng)退役。風(fēng)機(jī)拆解后，超過(guò)1000個(gè)報(bào)廢的風(fēng)機(jī)葉片堆積在空地上，葉片被切成數(shù)段后，就地堆積填埋。
顯然，這種處理方法無(wú)法應(yīng)對(duì)未來(lái)大規(guī)模的風(fēng)機(jī)“退役”潮。
甘肅省酒泉市的一家風(fēng)機(jī)制造企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴科技日?qǐng)?bào)記者，以總裝機(jī)規(guī)模20萬(wàn)千瓦、單臺(tái)風(fēng)機(jī)容量5兆瓦、單個(gè)葉片重20噸的風(fēng)電場(chǎng)為例，風(fēng)機(jī)全部退役后，僅葉片總重量就達(dá)2400噸。如果將其平鋪擺放，占地面積比3個(gè)足球場(chǎng)還大。而全國(guó)類似規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)比比皆是。如果采用堆放、填埋或焚燒等處理方式，不僅占用大量土地資源、造成資源浪費(fèi)，也會(huì)給環(huán)境帶來(lái)一定影響。
如何用低成本將退役風(fēng)機(jī)剩余價(jià)值最大化，把“包袱”轉(zhuǎn)化為財(cái)富，成為擺在所有風(fēng)電企業(yè)面前的一道必答題。
工程技術(shù)人員正在對(duì)即將安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片進(jìn)行檢測(cè)。（視覺(jué)中國(guó)供圖）
葉片回收處理技術(shù)經(jīng)濟(jì)性有待提高
風(fēng)機(jī)的可回收比例其實(shí)并不低。一臺(tái)風(fēng)機(jī)大致可被拆解為幾個(gè)部分，即塔筒、葉片、機(jī)艙及發(fā)電機(jī)等機(jī)電設(shè)備。
“理論上，風(fēng)機(jī)可回收比例有可能達(dá)到100%。”中國(guó)物資再生協(xié)會(huì)風(fēng)光設(shè)備循環(huán)利用專委會(huì)主任程剛齊告訴記者，風(fēng)機(jī)不同部位有著不同的回收處理方式。例如，風(fēng)機(jī)塔筒是金屬材質(zhì)，可按照廢舊金屬進(jìn)行回收處理；發(fā)電機(jī)、軸承等設(shè)備作為成熟的機(jī)電產(chǎn)品，也有完善的回收處理流程。風(fēng)機(jī)中處理起來(lái)最棘手的部件，當(dāng)屬葉片。
目前國(guó)內(nèi)最大的風(fēng)機(jī)葉片生產(chǎn)企業(yè)——中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱中材葉片）研發(fā)總監(jiān)李成良告訴記者，風(fēng)機(jī)葉片是典型的熱固性復(fù)合材料。目前絕大多數(shù)風(fēng)機(jī)葉片由玻璃纖維、芯材、環(huán)氧樹(shù)脂等材料，采用真空灌注加熱固化工藝制成。用這一方法制成的葉片質(zhì)量輕、強(qiáng)度高?！暗幸粋€(gè)顯著缺點(diǎn)，一旦加工成型后，材料結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)固，只能在高溫等條件下降解，所以回收處理起來(lái)困難重重?！崩畛闪颊f(shuō)。
梯次利用被視為優(yōu)先選擇。經(jīng)評(píng)估無(wú)結(jié)構(gòu)性損傷、狀態(tài)良好的退役葉片可優(yōu)先作為風(fēng)機(jī)備件，或經(jīng)小范圍改造，如延長(zhǎng)、增加氣動(dòng)附件等，重新“上崗”。此外，包括葉片在內(nèi)的退役風(fēng)機(jī)也可用于企業(yè)展覽展示等。
然而，梯次利用能夠處理的規(guī)模畢竟有限。面對(duì)龐大的退役葉片數(shù)量，實(shí)現(xiàn)葉片的資源化回收利用被認(rèn)為是未來(lái)主要處理途徑。
目前，能夠?qū)崿F(xiàn)這一途徑的方法可分為兩種，即物理法和化學(xué)法。
“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物理法就是只改變?nèi)~片的物理形態(tài)，例如，把葉片切割、分拆，利用葉片的材料特性，做成長(zhǎng)椅、頂棚、物流托盤等，還可進(jìn)一步把分拆的葉片粉碎成顆粒。這種顆?？勺鳛樘砑觿┘尤牖炷粒嵘炷恋膹?qiáng)度，也可以在水泥回轉(zhuǎn)窯中燒掉?！笔澜顼L(fēng)能協(xié)會(huì)副主席、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)秦海巖說(shuō)。
雖然技術(shù)工藝不復(fù)雜，但目前物理法處理規(guī)模并不大，葉片產(chǎn)物應(yīng)用價(jià)值也不算高。
例如，對(duì)于最前端的葉片拆解環(huán)節(jié)，多家回收企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者，風(fēng)電場(chǎng)大多地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，受交通條件和成本等限制，拆解主要依賴工人手持電鋸或者利用小型設(shè)備，處理規(guī)模短時(shí)間內(nèi)難以擴(kuò)大，成本下降空間有限。
通過(guò)物理法處理后的葉片產(chǎn)物價(jià)值幾何？程剛齊表示，由于產(chǎn)物較為單一，回收處理后的附加值大小完全取決于企業(yè)“想象力”——能否最大程度挖潛葉片的材料特性，找到適宜的應(yīng)用場(chǎng)景?！斑@考驗(yàn)企業(yè)是否有足夠的創(chuàng)意?！背虅傹R說(shuō)。
要直接提升葉片處理后產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值并非沒(méi)有辦法。李成良告訴記者，葉片的主要組成材料之一是玻璃纖維。其具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、絕緣性好等優(yōu)勢(shì)，是可被廣泛應(yīng)用的重要工業(yè)原料。但葉片中的玻璃纖維通常與樹(shù)脂等融為一體，要完整提取出葉片中高價(jià)值的玻璃纖維，僅靠物理方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需要用到復(fù)雜的化學(xué)法。
“所謂化學(xué)法，就是利用高溫或者化學(xué)溶劑，把玻璃纖維和樹(shù)脂分開(kāi)，然后再分別進(jìn)行回收?！鼻睾r表示，通過(guò)化學(xué)法回收處理，葉片產(chǎn)物附加值相對(duì)較高，后端消納市場(chǎng)和應(yīng)用空間也更大。他透露，目前國(guó)內(nèi)部分企業(yè)的高溫?zé)峤饧夹g(shù)已具備商業(yè)化應(yīng)用條件，正處于推廣階段。
“總體而言，目前葉片回收處理的技術(shù)路線眾多，但舊技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性不好，新技術(shù)工藝還需不斷打磨?！鼻睾r總結(jié)道。
瞄準(zhǔn)技術(shù)突破和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
放眼全球，退役風(fēng)機(jī)回收利用市場(chǎng)尚處萌芽階段?！安贿^(guò)，因?yàn)榫薮笫袌?chǎng)前景，一批國(guó)內(nèi)企業(yè)已涉足這一領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)也在快速更新迭代?！背虅傹R說(shuō)。
金風(fēng)科技有關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，通過(guò)整合公司內(nèi)部資源和外部供應(yīng)鏈體系，已逐步建成遍及全國(guó)的風(fēng)機(jī)回收再利用生態(tài)圈，目前已在全國(guó)設(shè)有6個(gè)產(chǎn)業(yè)基地、10個(gè)區(qū)域公司、18家資源回收企業(yè)。公司通過(guò)實(shí)施區(qū)域化回收服務(wù)，建立起了“收、轉(zhuǎn)、運(yùn)”的回收網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，公司還研發(fā)出一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，將處理后的葉片材料制成耗材添加劑，用于3D打印。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用該耗材3D打印成的建筑物，性能與傳統(tǒng)混凝土建筑相當(dāng)，可進(jìn)行大范圍推廣應(yīng)用。
相比后端發(fā)力，加強(qiáng)葉片可回收原材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，則被視為從根本上破除葉片回收處理瓶頸的出路。
李成良表示，如今風(fēng)電產(chǎn)業(yè)強(qiáng)調(diào)全生命周期可循環(huán)利用的概念，更加注重從源頭上將再回收、可循環(huán)因素納入整體設(shè)計(jì)進(jìn)行考量，目前已經(jīng)取得了技術(shù)突破。
不久前，由中材葉片研制的近百米級(jí)熱塑性復(fù)合材料風(fēng)電葉片成功下線。此前，歐洲只實(shí)現(xiàn)了60米級(jí)的熱塑性復(fù)合材料葉片生產(chǎn)。
“不同于傳統(tǒng)葉片，回收由熱塑性樹(shù)脂制成的葉片，可以通過(guò)高溫加熱或者解聚反應(yīng)將固態(tài)樹(shù)脂液體化，從而輕松實(shí)現(xiàn)玻璃纖維與樹(shù)脂的完全分離，大大降低了回收成本，實(shí)現(xiàn)了材料的循環(huán)利用。”但李成良坦承，由于葉片生產(chǎn)制造工藝復(fù)雜，目前相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等仍需要進(jìn)一步探索和完善。
瞄準(zhǔn)技術(shù)突破和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，相關(guān)政策也在逐步出臺(tái)。
今年8月，國(guó)家發(fā)展改革委等多部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)退役風(fēng)電、光伏設(shè)備循環(huán)利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》），提出到2025年，集中式風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電站退役設(shè)備處理責(zé)任機(jī)制基本建立，退役風(fēng)電、光伏設(shè)備循環(huán)利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)一步完善，資源循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)取得突破。
程剛齊告訴記者，目前相關(guān)團(tuán)體、協(xié)會(huì)正在加快推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系建設(shè)?！氨热?，什么樣的葉片可以繼續(xù)使用，什么樣的必須回收，回收過(guò)程應(yīng)該遵循怎樣的標(biāo)準(zhǔn)流程?！彼J(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的逐步完善將為企業(yè)開(kāi)展業(yè)務(wù)提供便利，使其加快技術(shù)研發(fā)，進(jìn)而壯大產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
建立退役設(shè)備回收利用體系是關(guān)鍵
在李成良看來(lái)，無(wú)論是物理法、化學(xué)法，還是可循環(huán)設(shè)計(jì)，從技術(shù)路線上看都有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，只是在經(jīng)濟(jì)性、規(guī)?；确矫孢€有很大提升空間。他認(rèn)為，當(dāng)務(wù)之急是摸索建立產(chǎn)業(yè)可持續(xù)運(yùn)行的、完整的產(chǎn)業(yè)鏈條和能夠大規(guī)模推廣應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
“不管是誰(shuí)處理，都要算經(jīng)濟(jì)賬。在沒(méi)有強(qiáng)制處理的情況下，只要不劃算，企業(yè)的積極性就會(huì)大大下降。”中國(guó)能源研究會(huì)能源與環(huán)境專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)王衛(wèi)權(quán)說(shuō)。
西部一家退役風(fēng)機(jī)回收處理企業(yè)負(fù)責(zé)人給記者算了一筆賬：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的不同地理位置和基礎(chǔ)設(shè)施條件，拆除、運(yùn)輸一臺(tái)風(fēng)機(jī)的費(fèi)用，最低為30萬(wàn)元左右，最高可能達(dá)百萬(wàn)元。
退役風(fēng)機(jī)的金屬塔筒、機(jī)電設(shè)備等可以競(jìng)價(jià)回收，抵消部分拆除成本，但較難處置的葉片則成為“燙手山芋”?！澳壳叭~片處置費(fèi)的業(yè)內(nèi)行情價(jià)在800—2000元/噸之間，具體多少還要看葉片的數(shù)量、狀況等。”程剛齊說(shuō)。
王衛(wèi)權(quán)坦言，大多數(shù)業(yè)主在10多年前開(kāi)發(fā)陸上風(fēng)電時(shí)，基本沒(méi)有考慮過(guò)廢舊風(fēng)機(jī)回收處理的成本。
根據(jù)《指導(dǎo)意見(jiàn)》，集中式風(fēng)電和光伏發(fā)電企業(yè)應(yīng)依法承擔(dān)退役新能源設(shè)備處理責(zé)任。但在某葉片回收企業(yè)負(fù)責(zé)人看來(lái)，企業(yè)不僅要花錢買葉片，退役后還要額外花一筆錢來(lái)處置葉片，相當(dāng)于兩頭付費(fèi)，處置積極性不高。
由于退役風(fēng)機(jī)回收處理問(wèn)題目前剛剛顯現(xiàn)，拆解一臺(tái)或者報(bào)廢一臺(tái)機(jī)組究竟要多少錢，如今行業(yè)尚無(wú)定論。
金風(fēng)科技有關(guān)負(fù)責(zé)人提到，對(duì)退役機(jī)組的回收價(jià)值缺乏行之有效的評(píng)估辦法。如果以廢舊金屬的市場(chǎng)回收價(jià)格來(lái)看，目前退役機(jī)型整體評(píng)估殘值高于市場(chǎng)需求價(jià)值，這影響了回收企業(yè)參與其中的積極性。
此外，發(fā)電企業(yè)多為國(guó)有企業(yè)，退役風(fēng)機(jī)回收處置涉及國(guó)有資產(chǎn)交易流轉(zhuǎn)，既要高效流暢，又要規(guī)范合理，還需要摸索出更加行之有效的產(chǎn)業(yè)運(yùn)行模式。
記者在采訪中了解到，目前不少企業(yè)對(duì)退役后的風(fēng)機(jī)主要采取在合適地點(diǎn)暫時(shí)存放的方式，這一方面在短期內(nèi)避免了切割分解、長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，另一方面也期待在相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步成熟后能夠降低處理成本，甚至帶來(lái)一定收益。
如何進(jìn)一步降低退役風(fēng)機(jī)回收利用成本，提升企業(yè)的積極性？秦海巖建議，首先要明確責(zé)任主體，并盡快完善落實(shí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、認(rèn)證體系等，建立起合理的商業(yè)模式。例如，國(guó)家對(duì)規(guī)?；a(chǎn)線建設(shè)進(jìn)行預(yù)算內(nèi)資金支持，逐步建立綜合利用產(chǎn)品綠色認(rèn)證體系，并給予稅收政策優(yōu)惠。
金風(fēng)科技有關(guān)負(fù)責(zé)人也建議，可將優(yōu)惠的綠色金融服務(wù)引入風(fēng)電機(jī)組資源化處置產(chǎn)業(yè)鏈條當(dāng)中，提供資金便利，提升企業(yè)積極性。有條件的地方可制定退役風(fēng)電機(jī)組循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)支持政策。
12月19日，國(guó)家發(fā)展改革委政策研究室副主任、新聞發(fā)言人李超在解讀《指導(dǎo)意見(jiàn)》時(shí)表示，國(guó)家發(fā)展改革委將會(huì)同有關(guān)部門持續(xù)落實(shí)《指導(dǎo)意見(jiàn)》明確的各項(xiàng)任務(wù)，統(tǒng)籌現(xiàn)有資金渠道，加大對(duì)相關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)的支持力度，引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)為符合條件的相關(guān)項(xiàng)目提供融資便利；支持重點(diǎn)地區(qū)建設(shè)風(fēng)電光伏設(shè)備循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，探索區(qū)域協(xié)同回收利用模式，培育風(fēng)電光伏設(shè)備循環(huán)利用央企“領(lǐng)跑者”。
值得一提的是，今年4月至10月，全國(guó)政協(xié)人口資源環(huán)境委員會(huì)圍繞“加快建立新能源產(chǎn)業(yè)再生資源回收利用體系”開(kāi)展了一系列調(diào)查研究。近日，全國(guó)政協(xié)召開(kāi)雙周協(xié)商座談會(huì)，圍繞“加快建立新能源產(chǎn)業(yè)再生資源回收利用體系”協(xié)商議政。參加全國(guó)政協(xié)雙周協(xié)商座談會(huì)的多位委員提到，在新能源產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展的現(xiàn)狀和設(shè)備即將面臨大規(guī)模退役的形勢(shì)下，加快建設(shè)退役設(shè)備回收利用體系至關(guān)重要。
“雙碳”目標(biāo)下，如何實(shí)現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)鏈綠色閉環(huán)發(fā)展，仍需科技界、產(chǎn)業(yè)界等共同探索，交出一份綠色低碳發(fā)展的高質(zhì)量答卷。
