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風(fēng)機(jī)退役高峰即將到來，葉片規(guī)模化回收難題亟待解決

2022-03-17 14:45:13 來源：澎湃新聞

“風(fēng)電核心設(shè)備的設(shè)計壽命通常為20~25年，經(jīng)過十多年的規(guī)模化開發(fā)，到2025年左右，我國早期安裝的風(fēng)電葉片將陸續(xù)進(jìn)入退役期”，中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖近日對澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者表示，風(fēng)機(jī)葉片作為復(fù)合材料，回收技術(shù)難、成本高，國內(nèi)外尚無可規(guī)模化的理想回收方式。

過去，國內(nèi)每年的葉片平均處理量在1000-2000噸之間，大部分退役風(fēng)機(jī)葉片主要通過焚燒與填埋的方式處理，對復(fù)合材料的綜合利用還處于工程試驗階段，且對環(huán)境造成了一定影響。

但隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，退役風(fēng)機(jī)規(guī)模將越來越大。如何在滿足環(huán)保的基礎(chǔ)上，做好退役葉片的規(guī)模化利用，成為風(fēng)電企業(yè)實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

數(shù)據(jù)顯示，從2006年開始，我國風(fēng)電累計裝機(jī)量基本逐年翻倍。龍源電力集團(tuán)股份有限公司(龍源電力，001289)生產(chǎn)技術(shù)部主任賈克斌表示，預(yù)計我國風(fēng)電機(jī)組的第一次退役高峰將出現(xiàn)在2025―2030年間，涉及4400萬千瓦老舊機(jī)組；第二次高峰將出現(xiàn)在2031―2035年間，預(yù)計涉及1億千瓦老舊機(jī)組；第三次高峰將出現(xiàn)在2036―2040年間，預(yù)計涉及1.18億千瓦老舊機(jī)組。

歐洲風(fēng)能協(xié)會(WindEurope)倡議，到2025年在歐盟和英國等主要風(fēng)電市場，禁止使用填埋的方式處理風(fēng)機(jī)退役葉片，同時呼吁政府鼓勵使用可回收再利用材料。

國內(nèi)方面，工信部、國家發(fā)改委等八部門近日聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》(下稱《方案》)，首次將新能源行業(yè)固廢回收再利用納入國家頂層設(shè)計文件。該《方案》明確提出推動廢舊光伏組件、風(fēng)電葉片等新興固廢綜合利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，探索新興固廢綜合利用技術(shù)路線。

政策加碼、退役高峰即將到來，倒逼國內(nèi)外市場開始積極尋覓規(guī)模化處理退役風(fēng)機(jī)的解決方案。

難在技術(shù)與成本

風(fēng)電機(jī)組中有回收價值的部分包括塔筒、基座、機(jī)艙罩以及葉片等，其中85-90%的報廢材料都有成熟的回收體系，但風(fēng)機(jī)葉片的回收模式還在探索中。

目前全球范圍內(nèi)使用較為廣泛的風(fēng)機(jī)葉片材料由玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹脂基復(fù)合材料構(gòu)成，主要包括環(huán)氧樹脂、玻璃纖維、輕木等，固化成型后，化學(xué)過程不能逆向，不經(jīng)過新的工藝處理，無法自然降解，其中最有回收價值的纖維材料與環(huán)氧樹脂，難以拆分、重復(fù)使用。

經(jīng)過多年探索，葉片復(fù)合材料回收初步形成了包括綜合利用、機(jī)械粉碎法、熱解法、化學(xué)降解法、能量獲取法等在內(nèi)的多條技術(shù)路線，但實際應(yīng)用上，并未實現(xiàn)大規(guī)模推廣。秦海巖表示，由于目前葉片回收市場規(guī)模小，加之回收綜合利用價值低，影響到企業(yè)的投資積極性，導(dǎo)致上述回收再利用技術(shù)尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

一個風(fēng)電場的退役葉片回收包括現(xiàn)場切割、運輸、到廠整理、再加工等多個環(huán)節(jié)，規(guī)模化風(fēng)電項目多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，運輸半徑大，難以集中，疊加機(jī)組大型化發(fā)展趨勢，葉片切割與運輸成本較高，造成葉片回收成本居高不下。

另外，秦海巖認(rèn)為，目前，風(fēng)電退役機(jī)組回收再利用方面的政策與標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)缺乏具有可操作性的政策體系，責(zé)任主體不明確。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系方面，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)制定滯后，不利于建立完善的回收利用體系。目前，雖然有《纖維復(fù)合材料固體廢物分類管理指南》等處于編制或立項之中，但明顯滯后于風(fēng)電行業(yè)發(fā)展，無法有效保障產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展。

國際巨頭走在前列

全球風(fēng)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)起源于丹麥，在西歐發(fā)展壯大，以丹麥維斯塔斯、西門子歌美颯為代表的國際風(fēng)電整機(jī)制造商巨頭應(yīng)對風(fēng)機(jī)葉片退役問題更早，也更具經(jīng)驗，走在了行業(yè)前列，或可為國內(nèi)企業(yè)應(yīng)對大規(guī)模退役風(fēng)機(jī)提供借鑒思路。

2020年1月，維斯塔斯宣稱，將在2040年前生產(chǎn)“零廢風(fēng)機(jī)”。維斯塔斯表示，“零廢”是指通過負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)和消耗(包括回收、再利用和復(fù)原)來保護(hù)材料和資源，不再需要將風(fēng)機(jī)葉片打碎進(jìn)行焚化或填埋。

一年后，西門子歌美颯宣布了相似承諾，到2030年葉片實現(xiàn)可完全回收，到2040年銷售風(fēng)電機(jī)組實現(xiàn)100%可回收。

另外，對于風(fēng)機(jī)葉片中難以回收的熱固性復(fù)合材料。2021年5月，維斯塔斯?fàn)款^發(fā)起了CETEC(熱固性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料循環(huán)經(jīng)濟(jì))項目，致力于解決環(huán)氧樹脂現(xiàn)有的回收技術(shù)缺失問題。

維斯塔斯表示，在材料回收方面，公司承諾最終被填埋處理的制造廢料比率將低于1%，同時在2030年以前確保超過94%的制造材料可以得到回收利用。這標(biāo)志著當(dāng)前52%的材料回收率將得到大幅提高。

WindEurope首席執(zhí)行官Giles Dickson表示，風(fēng)能行業(yè)正在與化工和復(fù)合材料行業(yè)合作開發(fā)回收葉片廢物的技術(shù)，但要到2030年才能大規(guī)模全面部署。

目前，在水泥廠已有成功案例，例如垃圾回收管理公司Geocycle旗下水泥廠通過協(xié)同處置技術(shù)，將葉片廢料的有機(jī)含量作為熱能回收、廢料的礦物部分作為灰燼集成到工廠生產(chǎn)水泥熟料的原料中，取代了水泥生產(chǎn)過程中的部分化石燃料和其他材料。公司表示，1噸葉片廢料可減少110公斤二氧化碳排放，節(jié)省461公斤原材料。

但行業(yè)相關(guān)人士表示，這一解決方案并未實現(xiàn)規(guī)模化，且依舊要面臨設(shè)備昂貴，成本不菲等問題。相對較低的回收價值難以激發(fā)風(fēng)電企業(yè)采用這一方式處理退役葉片。

維斯塔斯副總裁兼可持發(fā)展主管Lisa Ekstrand表示：“通過打造強(qiáng)大的回收基礎(chǔ)設(shè)施來應(yīng)對可再生能源行業(yè)的廢棄物管理挑戰(zhàn)，是緊迫而關(guān)鍵的問題。玻璃纖維回收方式現(xiàn)在已經(jīng)到了可以迅速擴(kuò)大規(guī)模的節(jié)點，而且隨著可再生能源工廠的業(yè)主越來越關(guān)注其退役資產(chǎn)對環(huán)境的影響，這已經(jīng)不再是一個需求或數(shù)量的問題。”

除此之外，隨著風(fēng)電技術(shù)水平的提升，通過實施老舊風(fēng)電機(jī)組改造，延長葉片使用壽命，能夠相對減少退役葉片產(chǎn)生量。

業(yè)內(nèi)分析認(rèn)為，隨著全球風(fēng)電制造技術(shù)不斷更新?lián)Q代，未來新建的風(fēng)電場壽命或?qū)⑻岣咧?0年及以上，部分風(fēng)電開發(fā)商甚至已開始尋求將風(fēng)電場壽命提升至40年。

秦海巖表示，對于國內(nèi)風(fēng)機(jī)葉片回收面臨的問題，亟需從政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)研發(fā)等方面給予相應(yīng)支持。他建議，盡快完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、認(rèn)證體系，尤其是明確責(zé)任主體，落實牽頭單位；完善退役葉片回收處置辦法，開展退役葉片回收再利用技術(shù)研究；強(qiáng)化風(fēng)電葉片新材料研發(fā)，實施技術(shù)改造延長風(fēng)電機(jī)組使用壽命。

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