老一代風機面臨“退役潮”，政府和企業(yè)如何應對

撰文 ｜ Shushu；編輯 ｜ 郭郭

→這是《環(huán)球零碳》的第461篇原創(chuàng)

20世紀80年代末期，中國開始推廣應用風力發(fā)電，剛開始是示范階段。進入90年代，逐漸擴大規(guī)模，此后開始走向規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化。從2010年的44．73GW增加到2021年的329GW， 總裝機容量約占世界風電總容量的39．3％，成為世界上最大的風力發(fā)電設備生產(chǎn)和運營國。

與此同時，這也意味著中國風電的發(fā)展已進入第30個年頭，而風電場的設計運行壽命和風電機組的設計壽命一般為20－25年，老一代的風機已經(jīng)站在了退役的舞臺上。

按20年壽命計算，中國風電產(chǎn)業(yè)將在2025年迎來第一波大規(guī)模風電機組“退役潮”，預計退役規(guī)模將超過1．2GW。

在2030年至2041年期間，風電機組退役數(shù)量將大大增加，每年風電退役規(guī)?；镜扔谙聢D中的年新增裝機容量，預計共有303．30GW。

由此預測，到2025年，由風電機組退役產(chǎn)生的復合材料固體廢物累計將有19，984噸；到2030年，產(chǎn)生的固體廢物累計又將在此基礎上多三倍。

面對如此龐大的風電機組退役規(guī)模和固體廢物，能否合理得當回收和利用，決定了在以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，能否進一步提高風電產(chǎn)業(yè)的低碳化，成為可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。

因此，國家戰(zhàn)略目標及環(huán)保政策也不斷出臺對風機組件回收、循環(huán)利用等方面的政策。例如，2021和2022年分別在《2030年前碳達峰行動方案》和《加快推動工業(yè)資源綜合利用實施方案》中提出推動廢舊風電組件等循環(huán)利用、新型固廢綜合利用技術研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應用。

在這種大背景下，風機組件回收越來越受到關注。現(xiàn)階段回收面臨哪些難題、到底要怎么回收、退役后風場如何處理、回收成本如何等問題也已成為各國及中國各地政府最想了解的事。

Q1 退役后的風機機組是否會對環(huán)境造成污染？

只要處理得當，不僅不會造成污染，還會減少二氧化碳排放。

一般來說，風機的機艙、塔筒、葉片等部件包括銅、鋼、水泥、碳 纖維／玻璃纖維等材料，在風機退役后均具有回收價值。其中，風機艙罩、塔筒中包括的銅、鋼等90％左右的可回收材料具備成熟的回收體系。

據(jù)國際環(huán)保組織綠色和平（Greenpeace）發(fā)布的報告顯示，以一臺1．5MW的風力發(fā)電機為例，如果能得到完全的處理處置與資源再生利用，將可減少約600噸二氧化碳排放。

若在2040年能將退役風電機組全量回收與處理處置，預計可減少約1．13億噸的碳排放，累計回收近3000萬噸廢鋼，近80萬噸廢銅以及220萬噸廢棄玻璃纖維和近120萬噸廢棄樹脂和膠，將產(chǎn)生相當可觀的經(jīng)濟效益、資源效益和生態(tài)效益。

Q2 風電機組有些部件較難回收，退役后應該怎么處理？

風電機組中最難回收的是葉片，它是一個由玻璃纖維／碳纖維樹脂等復合材料制成的薄殼結構。這種復合材料在整個葉片中的重量占了90％以上。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在全球風能領域使用了約250萬噸復合材料，相當于每兆瓦電力需要使用12－15噸玻璃纖維／碳纖維。

由于復合材料在化學交聯(lián)過程中具有不可逆性，不可再熔化、重塑或自然降解，再加上葉片本身尺寸又大。因此，葉片回收在一定程度上存在難度大、成本高的問題，也導致不少的葉片被采用填埋等方式處理。

針對這種污染環(huán)境的行為，德國、奧地利、荷蘭和芬蘭已明確法律禁止。

其實，現(xiàn)階段已初步形成了多條技術路線回收葉片，比如綜合利用、機械粉碎法、熱解法、化學降解法、能量獲取法等。

一項值得關注的技術是，風能行業(yè)正與化工和復合材料行業(yè)合作開發(fā)回收葉片廢物的技術。目前已在水泥廠有試點成功案例，到2030年有望大規(guī)模全面部署。

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，將葉片廢料的有機含量作為熱能回收、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。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。

另外，退役后的風輪機處理也是一個不可回避的問題。一般來說，處理退役風力發(fā)電機有三種方式再利用、再制造和回收。

再利用是指風電機可二次使用在學校、小企業(yè)的小型發(fā)電場所。再制造是指對舊風電機再加工，使其性能恢復到原有狀態(tài)?；厥帐侵笇Σ荒茉倮没蛟僦圃斓牟考筒牧线M行回收。

Q3 對退役風場如何處理？

針對達到服務年限的風電場，一般有四種處理方式改造后繼續(xù)運行；風機替換后繼續(xù)運行；完全退役；完全退役后再改造或向旅游景點過渡。這四種方式的選擇主要由成本和收益及技術的可用性決定。

1／ 改造后繼續(xù)運行

是指對運行年限已過的風機進行大修、部件維修或更換，以延長風機的使用壽命和風電場的運行時間。

這種方法不太適合中國現(xiàn)階段將退役的風力發(fā)電機組，因為90年代風電場所使用的風電機組大多是從歐美進口，與中國現(xiàn)在自主研發(fā)的技術不一樣，因此零部件很難找到，也很難維修。除此之外，舊的風電機組的容量小，僅幾百千瓦，即使改造了，所產(chǎn)生的電力和收益也很低。

例如，建于1989年的達坂城風電場，是中國最早的風電場之一，風機功率只有150～300kW，約為目前常用機型（2MW）的十分之一。

2／ 風機替換后繼續(xù)運行

俗稱“以大代小”，是指用容量較大的新風機替代舊風機，并且對配套升壓變電站、場內(nèi)集電線路等設施進行更換或技術改造升級。鼓勵并網(wǎng)運行超過15年的風電場開展改造升級和退役，減少風資源的浪費。

風機替代計劃首先在丹麥實施。在2001年和2003年之間，丹麥用272臺總功率為332MW的新風輪機替換了1480臺總功率為122 MW的老風機。

3／ 完全退役

這不僅意味著關閉風機，還包括拆卸風機、運輸部件、拆除地基、恢復植被等。

風電場完全關閉后，需要對風電場土地進行兩年觀察，以確保該區(qū)域能夠恢復到原來的狀態(tài)。除上述步驟外，還需要對剩余的部件和材料進行技術評估和價值評估，以便循環(huán)利用。

4／ 完全退役后再改造或向旅游景點過渡

指的是在風電場完全關閉之后，對其進行改造，改造成與風機相關的旅游景點，也可利用風電機組做一些旅游設施，小品建筑等。

Q4 風電場部件回收處置的商業(yè)模式及風電場退役成本是怎么樣的？

首先，在風機部件回收處置方式上，主要有以下三種商業(yè)模式

· 第一種，風機制造企業(yè)主導，負責風機拆解和有用物資的回收利用；循環(huán)利用企業(yè)負責處理廢物，風電場配合，利益三方分成。

· 第二種，專業(yè)化公司主導，利用自身專業(yè)的回收技術和市場運營能力，負責風機拆解回收利用和廢物處理，風電場業(yè)主無需付費給專業(yè)化公司，雙方收益進行分成。

· 第三種，應用端的多領域協(xié)同。通過擴大廢棄葉片的回收應用途徑，促進多領域協(xié)同，可以增加市場消費量，提高其循環(huán)利用價值。

其次，不可忽視風電場的退役成本。下圖展現(xiàn)的三個美國陸上風電場項目中風機的剩余價值都低于退役成本。

與陸上風電場相比，海上風電場拆除風機、地基和電力系統(tǒng)的工作量更大，退役通常需要2～3年時間。另外，海上風電場的設備拆除費達到了安裝費的60％以上，遠高于陸上風電場。此外，海上風電場在海床恢復和海洋環(huán)境維護方面的支出也不容忽視。

在這種情況下，降低退役成本和提高風力發(fā)電機組的剩余價值變得非常重要。

Q5 政府和企業(yè)需怎樣應對“退役潮”？

實際上，現(xiàn)階段中國在退役風電機組回收處理方面的環(huán)境管理政策較為欠缺，原因在于回收產(chǎn)業(yè)鏈未形成、技術標準約束性有限、業(yè)主迫切性不強。

因此，為促進回收市場良好發(fā)展，專家建議，首先國家層面或地方政府可出臺一些財政稅收政策，設立專門的風機回收利用基金。對拆解回收項目進行驗收，驗收合格后給予一定資金獎勵；對于推動產(chǎn)業(yè)鏈實施、或滿足綠色供應要求的企業(yè)，給予稅收或金融政策優(yōu)惠。

其次，將風電機組退役處置與生態(tài)恢復方案作為項目核準與備案的前置條件，并作為“加分項”納入風電項目的審批流程。在風電場全生命周期造價中考慮風機處置費用，在項目可研概算中列支相關處置費用。

另外，全行業(yè)協(xié)同，跨學科領域創(chuàng)新，在研發(fā)新技術新材料的同時，政企合作構建風機回收監(jiān)測平臺，建立退役產(chǎn)品回收市場，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

據(jù)了解，若實現(xiàn)風電行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟，到2030年，僅海上風能一項，就能多衍生出的20，000個工作崗位。

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