30年前,風(fēng)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(wèn)——在設(shè)備退役潮到來(lái)之前,如何實(shí)現(xiàn)“綠色退出”?
行業(yè)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,到2025年,全國(guó)約有1800臺(tái)風(fēng)電機(jī)組服役期滿(mǎn),到2030年,這一數(shù)據(jù)將激增至34000臺(tái)。同時(shí),機(jī)組退役葉片產(chǎn)生的復(fù)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(yù)計(jì)接近5800噸,到2028年將進(jìn)一步增長(zhǎng)至7.4萬(wàn)噸。
更重要的是,葉片的復(fù)合材料固化之后自然降解難度大、周期長(zhǎng)、占地廣,隨著退役機(jī)組規(guī)模的不斷增加,簡(jiǎn)單堆放、填埋的方式顯然難以滿(mǎn)足廢棄材料的處置需求,葉片回收再利用的問(wèn)題被提上日程。
鑒衡認(rèn)證中心副總裁張宇告訴記者,“行業(yè)必須在機(jī)組退役潮來(lái)臨之前形成基本完備的葉片循環(huán)利用機(jī)制。而在解決問(wèn)題的基礎(chǔ)之上,尋求高效、高附加值的產(chǎn)業(yè)合作和技術(shù)方案的過(guò)程,有機(jī)會(huì)使設(shè)備回收發(fā)展成一個(gè)新的細(xì)分的藍(lán)海產(chǎn)業(yè)。”
即將到來(lái)的設(shè)備退役潮
1986年,從山東榮成市馬蘭風(fēng)電場(chǎng)發(fā)出第一度電起,中國(guó)風(fēng)電已經(jīng)走過(guò)30余載。
30年前,在從零起步的初始階段,風(fēng)電行業(yè)還在被如何實(shí)現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,如何進(jìn)行自主市場(chǎng)探索之類(lèi)的問(wèn)題絆住腳步。行業(yè)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,2000年,全國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量仍未突破GW量級(jí),風(fēng)機(jī)累計(jì)裝機(jī)數(shù)量也僅為638臺(tái)。
30年后,風(fēng)電不僅成為國(guó)內(nèi)第三大主力電源,其新增裝機(jī)更是連續(xù)多年全球居首,成為全球最大的風(fēng)電市場(chǎng)。國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示,2021年末,風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)規(guī)模已突破3億千瓦大關(guān),達(dá)到3.29億千瓦,當(dāng)年風(fēng)電新增并網(wǎng)規(guī)模47.57GW,其中海上風(fēng)電新增裝機(jī)規(guī)模達(dá)到16.9GW,同比增長(zhǎng)452%。
毫無(wú)疑問(wèn),如今,中國(guó)風(fēng)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(jī),處置退役風(fēng)機(jī)設(shè)備的迫切性與日俱增。
鑒衡認(rèn)證中心副總裁張宇告訴記者,“風(fēng)電機(jī)組的壽命期通常在20年左右,由于早期風(fēng)電項(xiàng)目規(guī)模較小,退役機(jī)組的處置壓力還不算大,但按照20年的機(jī)組生命周期推算,從2025年開(kāi)始,退役風(fēng)機(jī)的規(guī)模將進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。”
自2006年起,中國(guó)風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段,行業(yè)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,到2025年,全國(guó)約有1800臺(tái)風(fēng)電機(jī)組服役期滿(mǎn),到2030年,這一數(shù)據(jù)將激增至34000臺(tái)。
“目前,退役的風(fēng)電機(jī)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(fēng)電機(jī)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(duì)于難以回收的葉片材料,其最終的容身之所往往是垃圾場(chǎng),處置的方式或堆放,或掩埋。然而,由于葉片屬于復(fù)合材料,固化之后自然降解難度大、周期長(zhǎng)、占地廣,隨著退役機(jī)組規(guī)模的不斷增加,簡(jiǎn)單堆放、填埋的方式顯然難以滿(mǎn)足廢棄材料的處置需求,葉片回收再利用的問(wèn)題被提上日程。
行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年,我國(guó)退役葉片產(chǎn)生約900噸復(fù)合材料固體廢物,而到2025年,這一規(guī)模預(yù)計(jì)接近5800噸,到2028年將進(jìn)一步增長(zhǎng)至7.4萬(wàn)噸,在不到十年間,退役葉片產(chǎn)生的固廢規(guī)模增長(zhǎng)超80倍。
張宇向記者強(qiáng)調(diào),“行業(yè)必須在機(jī)組退役潮來(lái)臨之前形成基本完備的葉片循環(huán)利用機(jī)制,但目前來(lái)看,留給機(jī)制建立的時(shí)間越來(lái)越緊迫了。因?yàn)槌M艘壑?,現(xiàn)在行業(yè)出現(xiàn)了‘以大代小’升級(jí)改造風(fēng)電場(chǎng)的新出路,一些符合條件的風(fēng)場(chǎng)技改之后,部分機(jī)組退役需求將被提前置換出來(lái)。”
2021年12月,國(guó)家能源局開(kāi)始征求對(duì)《風(fēng)電場(chǎng)改造升級(jí)和退役管理辦法》的意見(jiàn),相關(guān)公告明確指出,鼓勵(lì)并網(wǎng)運(yùn)行超過(guò)15年的風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展改造升級(jí)和退役。同時(shí),某從事風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)的業(yè)內(nèi)人士告訴記者,“對(duì)于開(kāi)發(fā)方而言,相比風(fēng)電場(chǎng)退役,大家更傾向于選擇‘以大代小’的風(fēng)場(chǎng)升級(jí)改造。”
探索“最后一公里”
中國(guó)物資再生協(xié)會(huì)風(fēng)光設(shè)備循環(huán)利用專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任程剛齊告訴記者,“風(fēng)電設(shè)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(wèn)題,即綠色能源的綠色退役。”
盡管時(shí)間越來(lái)越緊迫,但目前國(guó)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(guò),即使起步較晚,葉片回收的商業(yè)化也尚有距離。但好在國(guó)內(nèi)始終有企業(yè)堅(jiān)持在“最后一公里”攻堅(jiān)。新疆金風(fēng)科技股份有限公司全資子公司北京金風(fēng)慧能技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“金風(fēng)慧能”)就是其中代表。
2021年,鑒衡認(rèn)證中心與金風(fēng)科技、中材葉片等公司聯(lián)合建立了風(fēng)電葉片綠色回收與應(yīng)用聯(lián)合體,作為金風(fēng)科技旗下深耕風(fēng)電后市場(chǎng)的主要平臺(tái),金風(fēng)慧能已經(jīng)開(kāi)始嘗試提供退役機(jī)組的一體化綜合解決方案。
金風(fēng)慧能產(chǎn)品中心副總經(jīng)理岳健告訴記者,通過(guò)價(jià)值評(píng)估、拆卸運(yùn)輸、回收利用和生態(tài)恢復(fù)四類(lèi)基礎(chǔ)服務(wù),金風(fēng)慧能已探索出整機(jī)再應(yīng)用、再制造及報(bào)廢處理三大方向。
對(duì)于葉片的回收處理,岳健稱(chēng),鑒于葉片的復(fù)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(xué)回收、能量回收等路線(xiàn))仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。
據(jù)了解,風(fēng)機(jī)葉片之所以采用復(fù)合材料,是因?yàn)槠渚邆渲亓枯p、強(qiáng)度高的關(guān)鍵特性,然而,將玻璃纖維與環(huán)氧樹(shù)脂牢固結(jié)合,使其獲得了關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn),熱固性材料的過(guò)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(duì)獲得的纖維和粉末進(jìn)行再生利用,其應(yīng)用場(chǎng)景包括加強(qiáng)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(shí),物理回收也適用二次利用場(chǎng)景,主要應(yīng)用在海上牧場(chǎng)、園區(qū)景觀、公共設(shè)施、市政下水井,公園座椅、綠地護(hù)欄、包裝、禮品等。
“未來(lái),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(duì)目前葉片回收再利用的方法做進(jìn)一步研究,二是開(kāi)發(fā)出可完全回收的新葉片材料。”岳健補(bǔ)充道。
值得一提的是,這樣的趨勢(shì)也與國(guó)際風(fēng)電整機(jī)制造商巨頭應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)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(chēng),其將在2040年前生產(chǎn)銷(xiāo)售“零廢風(fēng)機(jī)”(即通過(guò)回收、再利用和復(fù)原等方式來(lái)回收材料,不再需要將風(fēng)機(jī)葉片打碎進(jìn)行焚化或填埋);2021年,另一巨頭西門(mén)子歌美颯也宣布,其銷(xiāo)售風(fēng)機(jī)到2030年實(shí)現(xiàn)葉片可完全回收,到2040年實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)100%可回收。
健全回收再利用體系
“在我看來(lái),考慮到風(fēng)電機(jī)組固廢處理的規(guī)模逐年增加,加上技術(shù)及市場(chǎng)進(jìn)一步成熟后,到2030年,它將有機(jī)會(huì)發(fā)展成一個(gè)專(zhuān)門(mén)的、細(xì)分的、獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。”張宇稱(chēng),“但在目前的起步階段,我們還有難點(diǎn)和痛點(diǎn)需要突破。在設(shè)備退役潮來(lái)臨之前,行業(yè)至少還需要解決技術(shù)攻關(guān)、跨行業(yè)合作、標(biāo)準(zhǔn)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(jī)制尤為重要,然而,這個(gè)問(wèn)題的解決方案卻與其他三個(gè)亟待厘清和解決的難題息息相關(guān)。
張宇表示,要建立設(shè)備回收再利用的體系,僅靠風(fēng)電行業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因?yàn)榛厥赵倮卯a(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)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(jī)制,而跨行業(yè)合作的基礎(chǔ)在于技術(shù)攻堅(jiān),這決定了產(chǎn)品的應(yīng)用方向;另外,跨地區(qū)合作機(jī)制的建立則有賴(lài)于政策法規(guī)的進(jìn)一步細(xì)化。
基于此,中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)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(jiān)、政策自上而下貫通,形成合力,加快健全風(fēng)電葉片回收再利用體系。
秦海巖指出,在“十四五”規(guī)劃時(shí)期,有必要著重開(kāi)展以下幾項(xiàng)工作:其一,加快政策與標(biāo)準(zhǔn)制定。盡快完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、認(rèn)證體系等,確立合理的商業(yè)模式,向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)提供國(guó)家預(yù)算內(nèi)資金支持,逐步推出綜合利用產(chǎn)品綠色認(rèn)證,并給予稅收政策優(yōu)惠。尤為重要的一點(diǎn)是明確責(zé)任主體,落實(shí)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(xiàn)投資、綜合利用開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。
其二,完善退役葉片回收處置辦法。首先國(guó)家主管部門(mén)針對(duì)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(jī)構(gòu)的意見(jiàn)建議,制定葉片復(fù)合材料固廢處理標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)合材料固廢處置企業(yè)主體評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、跨區(qū)域處置辦法,有針對(duì)性地開(kāi)展項(xiàng)目示范。其次建立跨行業(yè)的合作交流機(jī)制,促使其他行業(yè)參與葉片回收技術(shù)的應(yīng)用示范和產(chǎn)品試用中,對(duì)使用再回收產(chǎn)品的項(xiàng)目和企業(yè)給予政策傾斜。同時(shí)對(duì)于回收再利用產(chǎn)品制定要求,放寬產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo),限定適當(dāng)?shù)氖褂脳l件和場(chǎng)景供市場(chǎng)選擇。
其三,開(kāi)展退役葉片回收再利用技術(shù)研究。通盤(pán)考慮經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保效益,優(yōu)化資源化回收再利用技術(shù),重點(diǎn)解決回收再利用方法的技術(shù)路線(xiàn)、設(shè)備產(chǎn)業(yè)化以及后物料的規(guī)模化應(yīng)用等難題。引導(dǎo)科研機(jī)構(gòu)、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(yīng)用場(chǎng)景。鼓勵(lì)設(shè)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(qiáng)化葉片新材料研發(fā),實(shí)施技術(shù)改造延長(zhǎng)風(fēng)電機(jī)組使用壽命??蒲袉挝?、高校、企業(yè)加強(qiáng)可重復(fù)利用葉片材料的研發(fā)應(yīng)用,如使用熱塑性復(fù)合材料,從源頭上推動(dòng)葉片循環(huán)利用。同時(shí)通過(guò)老舊風(fēng)電機(jī)組改造,延長(zhǎng)葉片使用壽命,減少退役葉片產(chǎn)生量。