1月8日,国家发展改革委、财政部发布《2025年加力扩围实施大规模设备更新和消费品以旧换新政策》,将深入开展工业、农业、能源、建筑、交通、教育、文旅、医疗等领域存量设备评估诊断,分领域分行业明确设备更新目标任务和实施方案。
在这其中,数量巨大的风电设备也是更新回收的重点领域之一。根据2024年印发的《能源重点领域大规模设备更新实施方案》,按照《风电场改造升级和退役管理办法》的要求,鼓励并网运行超过15年或单台机组容量小于1.5兆瓦的风电场开展改造升级。
风电机组的设计寿命一般为20至25年,我国从2000年左右开始大规模推进风电产业高质量发展。业内预计,2025年,国内风电产业将迎来第一波大规模风电机组“退役潮”,退役规模将超1.2吉瓦(GW)。退役风电机组的处置和资源化利用,成为社会关注的热点话题。
经过多年的规模化开发,我国风电装机规模再创新高。国家能源局最新多个方面数据显示,2013年以来,风电装机增长6倍,年均增长约20%。截至2024年底,我国风电装机约5.1亿千瓦。
不过,风电核心设备的设计寿命通常为20~25年,风机在经历长时间的运行后,会面临性能直线下降、设备老化等问题。另外,随技术的逐步的提升和升级,风机迭代很快,部分风机会面临提前退役。
根据中国可再次生产的能源学会分析数据,进入“十四五”,我国风电退役换新市场规模呈指数级增长,到2025年退役机组将达到1800多台,装机容量为1.25GW(超过20万吨);到2030年将达到10GW/年(210万吨),到2035年累计将达到100GW(约2000万吨),2045年累计将达到150GW(约2500万吨—3000万吨),退役风电设备产生的固废量是非常巨大的。
中国循环经济协会发布的《中国退役风电光伏设备循环利用产业调研报告》(以下简称《报告》)显示,以风电机组和配套设施的主要材料构成看,风机的机舱、塔筒、叶片等部件包括了铜、钢、水泥、碳纤维/玻璃纤维等材料。以1.5兆瓦风机为例,该机组每千瓦用钢量为0.11吨,每千瓦用铜量2.9~3.52千克,按照目前国内废钢价格3000元/吨、废铜的回收价格60000元/吨计算,到2030年,累计可回收价值高达240亿元左右。
生态环境部固态废料与化学品管理技术中心副主任韦洪莲解读《报告》时表示,未来我国3—5年内需要退役的风力发电机组数量将达上万台,拆除后将产生约2000万吨废弃物资,其中废钢铁废铜、混凝土及复合材料等一般固态废料近1970万吨,废矿物油、废铅酸电池等危险废物约30万吨。退役风力发电机组呈现出废弃物品产量大、种类复杂、危害性大等特点。
在这其中,叶片是循环利用的重点和难点。作为风力发电机组捕获风能的关键构件,风电机组的叶片需要具备密度小、弹性/韧性高、强度大、耐腐蚀、耐紫外线照射的多种特性,一般会用纤维增强复合材料。也正是因为其高强度的材质及构造,导致其在退役后难以处理。
“尤其是目前风电场‘以大带小’的升级改造导致市场峰值提前到来,产业总规模到2030年可能会达到5亿元。”华电科工固废业务部负责这个的人说,根据华电科工固废业务部数据测算,按风电叶片20年常规使用的寿命计算,2026—2029年每年将有2万~8万吨叶片下线年后每年下线年后每年下线万吨。
韦洪莲表示,对退役风力发电机组进行全生命周期管理,开展退役后绿色环保回收与处理处置,不仅仅可以为退役的组件赋予新的价值,还能够大幅削减风力发电机组在全生命周期中的碳足迹,助力可再次生产的能源行业绿色低碳可持续发展。
我国退役风电、光伏设备循环利用工作尚处于起步阶段,退役设备处置责任不明确,专业化回收利用企业较少、商业模式不成熟,存在简单焚烧和填埋废弃风机叶片的现象。
“风电叶片材质特殊,填埋虽然简单,但不会降解,还浪费了填埋场空间和大量资源,焚烧也会排放出大量温室气体及有毒气体,而且产生的焚烧残余物难以处理,会对空气和土地导致非常严重污染。在这其中,中小回收企业众多,回收价格也偏低,市场盈利并不高。”中车山东风电业务部总经理江峰告诉记者。
中国循环经济协会退役风光设备循环利用专委会秘书长路光杰告诉21世纪经济报道记者,风电场多处于偏远地区,部分项目还处于地形复杂的山地区域,退役机组拆解后的部件尺寸大、运输距离远、作业资源匮乏、人力成本高等问题难度均被加大。根据风电场的不同地理位置和基础设施条件,拆除、运输一台风机的费用,最低为十万元左右,最高可能达百万元甚至更高。
“大多数的建设方在十几年、二十几年前开发陆上风电时,基本没考虑过废旧风机回收处理的成本。太高的拆除成本影响了相关企业的参与积极性,而回收价值却有限。”路光杰指出,目前不少企业对退役后的风机主要采取在合适地点暂时存放的方式,这一方面在短期内避免了切割分解、长距离运输等问题,另一方面也期待在相关产业进一步成熟后能够降低处理成本,甚至带来一定收益。
目前,风电设备退役处理的主要办法包括梯次利用、机械回收、热解回收以及化学回收等。据了解,这一些方法各有优缺点,市场上较受欢迎的是机械回收法,即将废弃叶片粉碎后,得到不一样的尺寸的纤维,这些纤维在后端可以用作增强材料和添加剂等。同时,随技术的发展,化学回收等方法也在不断探索和完善中。
北京计鹏信息咨询有限公司首席技术官朱燕嵩告诉21世纪经济报道记者,2023年印发的《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》明白准确地提出,集中式风电和光伏发电企业依法承担退役新能源设备处置责任。但至今没有文件进一步明确责任主体的履责规范和要求,所有的环节的分类分工缺乏机制安排。包括退役风电叶片在内的新兴固废,均要建立健全对退役设备的评价、检测、再制造研发技术、梯次利用的制度规范。
朱燕嵩指出,从循环回收利用体系的角度看,最重要的是发电企业如何避免风险,央企、国企等大企业如何承担企业角色,确保全程各环节可追溯、可查询。要重视源头绿色设计,做好废旧分类、妥善处置,加强对关键难点技术的扶持,精准施策、一地一策,积极地推进示范项目落地。
韦洪莲认为,目前国家已经连续出台政策鼓励设备制造企业完善回收再利用体系,应当抓紧落实,培育风电制造、使用、回收再利用的完整产业链。提升技术装备自主可控水平,重视上下游协同,依托具有自主知识产权和核心竞争力的骨干企业,积极推动从生产、建设、运营到回收的全产业链发展。
值得注意的是,中国资源循环集团在2024年10月正式成立,专门从事资源循环利用,承担打造全国性、功能性资源回收再利用平台的重要任务。其业务涵盖废塑料、废有色金属、废旧电池、退役风电和光伏设备回收等,并承担线下资源回收网络建设。
不少业内的人表示,希望中国资源循环集团可以有效的进行市场整顿,解决劣币驱逐良币的问题。还可以借助中国资源循环集团打通新能源领域、建筑行业、消费行业等跨界应用场景,并建议明晰中国资源循环集团和风电整机厂家、民营回收企业的业务模式和合作方式。
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