30年前，風電在掙扎如何“從零起步”，30年后，它更須解決綠色閉環(huán)上最后一問——在設備退役潮到來之前，如何實現(xiàn)“綠色退出”？
行業(yè)公開數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全國約有1800臺風電機組服役期滿，到2030年，這一數(shù)據(jù)將激增至34000臺。同時，機組退役葉片產(chǎn)生的復合材料固體廢物逐年增加。到2025年，退役葉片產(chǎn)生的固廢規(guī)模預計接近5800噸，到2028年將進一步增長至7.4萬噸。
更重要的是，葉片的復合材料固化之后自然降解難度大、周期長、占地廣，隨著退役機組規(guī)模的不斷增加，簡單堆放、填埋的方式顯然難以滿足廢棄材料的處置需求，葉片回收再利用的問題被提上日程。
鑒衡認證中心副總裁張宇告訴記者，“行業(yè)必須在機組退役潮來臨之前形成基本完備的葉片循環(huán)利用機制。而在解決問題的基礎之上，尋求高效、高附加值的產(chǎn)業(yè)合作和技術方案的過程，有機會使設備回收發(fā)展成一個新的細分的藍海產(chǎn)業(yè)。”
即將到來的設備退役潮
1986年，從山東榮成市馬蘭風電場發(fā)出第一度電起，中國風電已經(jīng)走過30余載。
30年前，在從零起步的初始階段，風電行業(yè)還在被如何實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展，如何進行自主市場探索之類的問題絆住腳步。行業(yè)公開數(shù)據(jù)顯示，2000年，全國風電累計裝機容量仍未突破GW量級，風機累計裝機數(shù)量也僅為638臺。
30年后，風電不僅成為國內(nèi)第三大主力電源，其新增裝機更是連續(xù)多年全球居首，成為全球最大的風電市場。國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年末，風電累計并網(wǎng)規(guī)模已突破3億千瓦大關，達到3.29億千瓦，當年風電新增并網(wǎng)規(guī)模47.57GW，其中海上風電新增裝機規(guī)模達到16.9GW，同比增長452%。
毫無疑問，如今，中國風電已經(jīng)完成了從0到1的跨越，然而，伴隨著連年創(chuàng)新高的新增裝機，處置退役風機設備的迫切性與日俱增。
鑒衡認證中心副總裁張宇告訴記者，“風電機組的壽命期通常在20年左右，由于早期風電項目規(guī)模較小，退役機組的處置壓力還不算大，但按照20年的機組生命周期推算，從2025年開始，退役風機的規(guī)模將進入快速增長期。”
自2006年起，中國風電進入規(guī)模化發(fā)展階段，行業(yè)公開數(shù)據(jù)顯示，到2025年，全國約有1800臺風電機組服役期滿，到2030年，這一數(shù)據(jù)將激增至34000臺。
“目前，退役的風電機組中，有大概85%的部件易于循環(huán)再利用，比如塔筒、基座等材料已經(jīng)有比較成熟的回收和循環(huán)體系，而剩余的難以回收的部分則是風電機組的主要零部件——葉片材料。”張宇向記者表示。
記者了解到，初期，對于難以回收的葉片材料，其最終的容身之所往往是垃圾場，處置的方式或堆放，或掩埋。然而，由于葉片屬于復合材料，固化之后自然降解難度大、周期長、占地廣，隨著退役機組規(guī)模的不斷增加，簡單堆放、填埋的方式顯然難以滿足廢棄材料的處置需求，葉片回收再利用的問題被提上日程。
行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年，我國退役葉片產(chǎn)生約900噸復合材料固體廢物，而到2025年，這一規(guī)模預計接近5800噸，到2028年將進一步增長至7.4萬噸，在不到十年間，退役葉片產(chǎn)生的固廢規(guī)模增長超80倍。
張宇向記者強調(diào)，“行業(yè)必須在機組退役潮來臨之前形成基本完備的葉片循環(huán)利用機制，但目前來看，留給機制建立的時間越來越緊迫了。因為除正常退役之外，現(xiàn)在行業(yè)出現(xiàn)了‘以大代小’升級改造風電場的新出路，一些符合條件的風場技改之后，部分機組退役需求將被提前置換出來。”
2021年12月，國家能源局開始征求對《風電場改造升級和退役管理辦法》的意見，相關公告明確指出，鼓勵并網(wǎng)運行超過15年的風電場開展改造升級和退役。同時，某從事風電場開發(fā)的業(yè)內(nèi)人士告訴記者，“對于開發(fā)方而言，相比風電場退役，大家更傾向于選擇‘以大代小’的風場升級改造。”
探索“最后一公里”
中國物資再生協(xié)會風光設備循環(huán)利用專業(yè)委員會主任程剛齊告訴記者，“風電設備的回收再利用環(huán)節(jié)主要是解決綠色能源閉環(huán)發(fā)展最后一公里的問題，即綠色能源的綠色退役。”
盡管時間越來越緊迫，但目前國內(nèi)葉片的循環(huán)利用仍處于小規(guī)模的、探索型的起步階段。
不過，即使起步較晚，葉片回收的商業(yè)化也尚有距離。但好在國內(nèi)始終有企業(yè)堅持在“最后一公里”攻堅。新疆金風科技股份有限公司全資子公司北京金風慧能技術有限公司（以下簡稱“金風慧能”）就是其中代表。
2021年，鑒衡認證中心與金風科技、中材葉片等公司聯(lián)合建立了風電葉片綠色回收與應用聯(lián)合體，作為金風科技旗下深耕風電后市場的主要平臺，金風慧能已經(jīng)開始嘗試提供退役機組的一體化綜合解決方案。
金風慧能產(chǎn)品中心副總經(jīng)理岳健告訴記者，通過價值評估、拆卸運輸、回收利用和生態(tài)恢復四類基礎服務，金風慧能已探索出整機再應用、再制造及報廢處理三大方向。
對于葉片的回收處理，岳健稱，鑒于葉片的復合材料特性，目前行業(yè)仍以物理回收法為主，其他方式（化學回收、能量回收等路線）仍處于實驗室階段。
據(jù)了解，風機葉片之所以采用復合材料，是因為其具備重量輕、強度高的關鍵特性，然而，將玻璃纖維與環(huán)氧樹脂牢固結合，使其獲得了關鍵優(yōu)點，熱固性材料的過程不可逆也成為材料難以回收的主要原因。
岳健表示，物理回收以物理粉碎法為主。葉片經(jīng)粉碎篩選后，可對獲得的纖維和粉末進行再生利用，其應用場景包括加強石膏建材、再生磚、再生底托、防裂水泥，再生路障、再生人孔蓋等；同時，物理回收也適用二次利用場景，主要應用在海上牧場、園區(qū)景觀、公共設施、市政下水井，公園座椅、綠地護欄、包裝、禮品等。
“未來，葉片回收還將朝著綠色環(huán)保、低能耗、產(chǎn)業(yè)化的方向探索，一是對目前葉片回收再利用的方法做進一步研究，二是開發(fā)出可完全回收的新葉片材料。”岳健補充道。
值得一提的是，這樣的趨勢也與國際風電整機制造商巨頭應對風機葉片退役挑戰(zhàn)的步調(diào)一致。
據(jù)了解，2020年1月，維斯塔斯宣稱，其將在2040年前生產(chǎn)銷售“零廢風機”（即通過回收、再利用和復原等方式來回收材料，不再需要將風機葉片打碎進行焚化或填埋）；2021年，另一巨頭西門子歌美颯也宣布，其銷售風機到2030年實現(xiàn)葉片可完全回收，到2040年實現(xiàn)風機100%可回收。
健全回收再利用體系
“在我看來，考慮到風電機組固廢處理的規(guī)模逐年增加，加上技術及市場進一步成熟后，到2030年，它將有機會發(fā)展成一個專門的、細分的、獨立的產(chǎn)業(yè)。”張宇稱，“但在目前的起步階段，我們還有難點和痛點需要突破。在設備退役潮來臨之前，行業(yè)至少還需要解決技術攻關、跨行業(yè)合作、標準建立、政策法規(guī)完善四大難題。”
其中，建立跨行業(yè)和跨地區(qū)的合作機制尤為重要，然而，這個問題的解決方案卻與其他三個亟待厘清和解決的難題息息相關。
張宇表示，要建立設備回收再利用的體系，僅靠風電行業(yè)遠遠不夠，因為回收再利用產(chǎn)品的應用場景決定了產(chǎn)品消納的行業(yè)跨度不小，所以必須建立跨行業(yè)合作機制，而跨行業(yè)合作的基礎在于技術攻堅，這決定了產(chǎn)品的應用方向；另外，跨地區(qū)合作機制的建立則有賴于政策法規(guī)的進一步細化。
基于此，中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖曾發(fā)文呼吁，我們必須未雨綢繆，企業(yè)自下而上攻堅、政策自上而下貫通，形成合力，加快健全風電葉片回收再利用體系。
秦海巖指出，在“十四五”規(guī)劃時期，有必要著重開展以下幾項工作：其一，加快政策與標準制定。盡快完善行業(yè)標準、技術規(guī)范、認證體系等，確立合理的商業(yè)模式，向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線建設提供國家預算內(nèi)資金支持，逐步推出綜合利用產(chǎn)品綠色認證，并給予稅收政策優(yōu)惠。尤為重要的一點是明確責任主體，落實牽頭單位，這將有助于確定葉片回收的商業(yè)模式，為產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)線投資、綜合利用開發(fā)奠定基礎。
其二，完善退役葉片回收處置辦法。首先國家主管部門針對退役葉片回收再利用，征求生產(chǎn)企業(yè)、科研院所、循環(huán)利用環(huán)保機構的意見建議，制定葉片復合材料固廢處理標準、復合材料固廢處置企業(yè)主體評價準則、跨區(qū)域處置辦法，有針對性地開展項目示范。其次建立跨行業(yè)的合作交流機制，促使其他行業(yè)參與葉片回收技術的應用示范和產(chǎn)品試用中，對使用再回收產(chǎn)品的項目和企業(yè)給予政策傾斜。同時對于回收再利用產(chǎn)品制定要求，放寬產(chǎn)品標準指標，限定適當?shù)氖褂脳l件和場景供市場選擇。
其三，開展退役葉片回收再利用技術研究。通盤考慮經(jīng)濟、社會、環(huán)保效益，優(yōu)化資源化回收再利用技術，重點解決回收再利用方法的技術路線、設備產(chǎn)業(yè)化以及后物料的規(guī)模化應用等難題。引導科研機構、高校、固廢回收企業(yè)研發(fā)更高效、更環(huán)保的回收處置工藝，拓展應用場景。鼓勵設備制造企業(yè)完善回收再利用體系，培育葉片制造、使用、回收再利用的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
其四，強化葉片新材料研發(fā)，實施技術改造延長風電機組使用壽命。科研單位、高校、企業(yè)加強可重復利用葉片材料的研發(fā)應用，如使用熱塑性復合材料，從源頭上推動葉片循環(huán)利用。同時通過老舊風電機組改造，延長葉片使用壽命，減少退役葉片產(chǎn)生量。
