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當(dāng)前及未來，海上風(fēng)電與陸上風(fēng)電均面臨風(fēng)機葉片報廢回收問題。從目前國際上普遍通用的海上風(fēng)電設(shè)施回收工藝來看，雖然90%的制作材料能夠?qū)崿F(xiàn)回收利用，但其風(fēng)電葉片，卻面臨著工序復(fù)雜、不可回收的挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)風(fēng)電設(shè)施全生命周期的綠色處理，成為擺在全球風(fēng)電行業(yè)面前的一道難題。


葉片回收問題的背景

1國際背景

對于歐美國家來說，由于風(fēng)電技術(shù)起步較早，并且隨著全球風(fēng)電裝機總量的不斷增長，安裝于本世紀初或更早的風(fēng)電設(shè)施也進入了運營壽命的最終階段。對此，它們迫切需要合理的回收方案來解決燃眉之急。

歐洲風(fēng)電行業(yè)協(xié)會WindEurope、歐洲化學(xué)工業(yè)委員會，以及歐洲復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會三家機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布報告稱，未來三年歐洲將有超過1.4萬個風(fēng)電葉片需要報廢回收，但目前歐洲風(fēng)電行業(yè)內(nèi)尚沒有經(jīng)濟可行的大規(guī)模拆解回收風(fēng)機葉片的方案，行業(yè)內(nèi)合作出臺相應(yīng)措施已迫在眉睫。根據(jù)報告統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，在風(fēng)電設(shè)施整機達到使用壽命后，報廢整機中有85%~90%的材料能夠?qū)崿F(xiàn)回收利用，其中包括基座、塔筒以及其他零部件等。然而，風(fēng)電葉片因材料特殊難以經(jīng)過簡單加工回收利用，成為了當(dāng)前歐洲風(fēng)電行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。據(jù)WindEurope統(tǒng)計，目前全球總計有超過250萬噸復(fù)合材料用于風(fēng)電領(lǐng)域，預(yù)計到2023年，將有4萬~6萬噸風(fēng)電葉片材料面臨報廢處理。

美國電力研究所的一項研究也顯示，在未來30年，美國風(fēng)電葉片材料的報廢總量將超過210萬噸。據(jù)了解，美國風(fēng)機葉片報廢大多在垃圾場進行填埋或露天堆放。2020年3月，彭博社曾報道稱，美國懷俄明州的多座陸上風(fēng)電場退役，風(fēng)機拆解后，有超過1000個報廢的玻璃纖維葉片堆積在空地上，每個葉片被切為數(shù)段，其處理方式僅僅是在當(dāng)?shù)囟逊e填埋。顯然，如果美國方面不采取積極措施以應(yīng)對，這將可能對周邊生態(tài)環(huán)境造成一定的負面影響。

2國內(nèi)背景

我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展是從2004年開始的，裝機容量當(dāng)年達到70萬千瓦左右，2005年裝機規(guī)模超過100萬千瓦（126萬千瓦），2008年裝機規(guī)模首次突破1000萬千瓦（達到1212萬千瓦）。2004年兆瓦級風(fēng)機進入市場，內(nèi)蒙古龍源首次采用1.5MW機組，開啟大容量風(fēng)機時代。

雖說我國的起步較晚，但由于市場量體較大，加之近些年發(fā)展迅速，風(fēng)電設(shè)施的建設(shè)便隨之在我國版圖上遍地開花。到2019年年底，全國裝機規(guī)模達到2.09億千瓦的風(fēng)電設(shè)施數(shù)量在13萬左右。風(fēng)機千瓦的葉片復(fù)合材料用量基本在15公斤左右，復(fù)合材料的用量高達350-400萬噸。

眾所周知，在我國風(fēng)電的“搖籃地”三北地區(qū)，由于開發(fā)較早，技術(shù)迭代速度加快，目前已有大量老舊風(fēng)電機組在發(fā)電效率、穩(wěn)定性方面存在運行問題。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2025年我國預(yù)計將有超過1000萬千瓦風(fēng)電設(shè)施到達“壽命”終點。它們面臨著三種命運，一是全部拆除換新；二是機組技改、系統(tǒng)升級；三是風(fēng)機退役。但是對于風(fēng)電葉片而言，由于其制作材料化學(xué)過程不能逆向，一旦固化成型后，無法返回原來的材料基體屬性，且不經(jīng)過新的工藝處理無法降解。這便對國內(nèi)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)而言造成了相當(dāng)嚴重的負擔(dān)——對海上風(fēng)電領(lǐng)域也一樣：繼陸上風(fēng)電正式平價后，海上風(fēng)電也將在2022年正式退出國補，在面臨降本壓力的同時，如果無法在損失擴大之前給出可行方案，這便無疑是雪上加霜。



風(fēng)電設(shè)施的體積會隨著人類的需求不斷增加。在風(fēng)機大型化趨勢下，葉片越來越長、塔筒越來越高、單機越來越大，葉片輪轂的重量以及總體占比同步上升，而風(fēng)電葉片本就是是機組及配套設(shè)施中最難回收處理的部分，這就進一步增加了回收難度。

葉片回收發(fā)展現(xiàn)狀
目前全球范圍內(nèi)使用較為廣泛的海上風(fēng)電葉片材料依舊是由玻璃纖維增強的聚合物基復(fù)合材料加工而成，這一材料盡管抗壓、耐用性能優(yōu)異，但卻不可回收利用，切割拆解工藝也十分復(fù)雜。盡管如此，隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)多年的發(fā)展，依舊有若干已被這一領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的葉片回收方案。

至于具體方案的實施，由于發(fā)展水平和國情的不同，世界上不同區(qū)域乃至不同國家的風(fēng)電行業(yè)采取的解決方法都有所不同。

國際現(xiàn)狀

歐美地區(qū)近些年來退役風(fēng)電設(shè)施規(guī)模較大，其廢料的回收問題也走進了媒體和大眾的視野。據(jù)歐洲《風(fēng)電》雜志報道，英國、歐盟等國家及地區(qū)退役的絕大多數(shù)風(fēng)機葉片采取填埋，或是打碎后。在業(yè)內(nèi)看來，這一處理方式并不符合風(fēng)電作為清潔能源的初衷。風(fēng)機制造巨頭三菱重工維斯塔斯的首席執(zhí)行官Philippe Kavafyan曾在一次采訪中提到：“我們生產(chǎn)清潔能源，并不意味著可以在生產(chǎn)制造過程中‘不清潔’。僅僅在風(fēng)機葉片的生產(chǎn)過程中，工廠就會生產(chǎn)出大量不可忽視的垃圾。在風(fēng)電成為電力供應(yīng)主力的同時，行業(yè)更加應(yīng)該意識到整體商業(yè)模式應(yīng)該是可持續(xù)的。”在各方輿論和全球可持續(xù)發(fā)展的大背景下，用填埋的方式處理退役葉片必將逐漸退出歷史舞臺。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)機退役葉片；同時呼吁政府鼓勵使用可回收再利用材料。目前，已有德國、荷蘭、奧地利和芬蘭頒布實施了垃圾填埋禁令。

復(fù)合材料回收成本之高，是整個問題的癥結(jié)所在。風(fēng)電葉片隨著大批風(fēng)電場在未來幾年達到最長設(shè)計使用壽命的葉片退役潮勢必產(chǎn)生巨大的影響。有關(guān)葉片填埋處理的禁令不僅將使風(fēng)能行業(yè)在可持續(xù)發(fā)展的道路上邁出重要一步，也為制造業(yè)帶來絕無僅有的機會，使其能夠遵循風(fēng)能行業(yè)的經(jīng)驗，無需再摸著石頭過河。

一些歐洲國家在早期就對葉片回收進行了初步探索：荷蘭企業(yè)曾將報廢風(fēng)電葉片用作游樂場的建筑材料或是城市公共座椅材料。但是這種回收方法的規(guī)模相當(dāng)之小，無異于是杯水車薪。這也讓風(fēng)電企業(yè)意識到，只有整個行業(yè)范圍內(nèi)推行新的方案，才能從根本解決問題。



事實上，將廢棄風(fēng)機葉片打碎、混合進入水泥并實現(xiàn)循環(huán)使用的工藝早已趨于成熟。2020年12月，美國能源企業(yè)GE可再生能源公司就曾宣布，與美國Veolia公司簽訂“多年合作協(xié)議”，處理美國風(fēng)電場的退役風(fēng)機葉片，將其打碎以替代水泥中砂礫、黏土等成分，進而循環(huán)利用進入建筑領(lǐng)域。美國CNBC新聞網(wǎng)援引咨詢公司Quantis的分析稱，將廢棄的風(fēng)機葉片添加進水泥中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用，更能夠減少水泥制造過程中排放的二氧化碳總量，減排幅度可達27%。

國內(nèi)現(xiàn)狀

如今我國的風(fēng)電設(shè)施也將會迎來退役浪潮，再過短短數(shù)年，批量的風(fēng)電機組將大規(guī)模的退出服役，而近幾年國內(nèi)風(fēng)電葉片的回收處理市場，都是一些零星的、作坊式的處理方式。

作為早期退役風(fēng)機主要市場的“三北”地區(qū)，陸上風(fēng)電已步入4.0MW時代。2021年6月22日，東方風(fēng)電自研5.5S-172型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組成功投運，也標(biāo)志著我國陸上風(fēng)電正式步入6MW時代。

自2018年來，風(fēng)電建設(shè)與環(huán)境保護的沖突頻發(fā)，隨著風(fēng)電環(huán)保政策壓力的增大，葉片及風(fēng)電固廢如何無害化處理、循環(huán)利用更加值得研究。

國內(nèi)現(xiàn)階段的廢舊葉片處理工藝非常簡單，切割后部分用于板材再利用，總體來說，相比于歐美一些國家的回收方案，我們的工藝、技術(shù)及相關(guān)裝備都還在起步階段。隨著大規(guī)模的葉片退役，葉片的回收處理市場迎來高峰期，葉片回收所帶來的成本極高，必將對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響。根據(jù)國內(nèi)的研究狀況來看，現(xiàn)階段沒有很好的解決方案——可以肯定的是，現(xiàn)有的方案肯定還不能達到環(huán)保和再利用的階段。而隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)的降本風(fēng)潮開始涌動，大兆瓦風(fēng)電機是公認的平價時代降本增效的有效途徑，伴隨著葉片的回收再利用重要性逐漸凸顯，這恰恰是關(guān)系到風(fēng)電行業(yè)能否長遠發(fā)展的亟需解決的問題。

目前我國存在三種較為主流的葉片回收方式：第一種是將葉片進行拆解，將材料進行重復(fù)利用，用于市政建設(shè)等領(lǐng)域；第二種是將葉片打碎，回收后添加進建筑材料，增強材料性能；第三種則是進行化學(xué)回收，分解后再進行重新利用。

在業(yè)內(nèi)人士看來，現(xiàn)行的葉片回收辦法尚不能滿足大量報廢葉片的回收需求。雖然業(yè)內(nèi)進行了諸多探索，但到目前為止，能夠大規(guī)模推廣的技術(shù)卻寥寥無幾。現(xiàn)在常用的處理方案存在不環(huán)保、技術(shù)不成熟、經(jīng)濟性差等問題，難以產(chǎn)業(yè)化。與此同時，行業(yè)內(nèi)存在監(jiān)管缺失、產(chǎn)業(yè)政策支持不到位、惡性競爭等不良狀態(tài)，回收生態(tài)尚未建立，嚴重制約了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，在國家構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)方針下，影響了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的競爭力與持續(xù)發(fā)展?jié)摿Α?br />
對于這一情況，國家或是企業(yè)都嚴陣以待。2021年7月27日，由鑒衡認證中心、金風(fēng)科技、中材葉片等公司聯(lián)合發(fā)起的風(fēng)電葉片綠色回收與應(yīng)用聯(lián)合體正式成立，聯(lián)合體一方面通過制定葉片及玻璃鋼制品與退役回收相關(guān)工作環(huán)節(jié)的評價標(biāo)準，實現(xiàn)葉片退役回收與各項現(xiàn)行工作的規(guī)范對接，為葉片再利用和回收提供支持和動力；另一方面將成立合作工作組，在專項資金的支持下進行技術(shù)攻關(guān)與項目示范，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級進步。來自風(fēng)電開發(fā)商、整機制造商、葉片制造商、回收企業(yè)、第三方服務(wù)商在內(nèi)的19家單位代表參會。風(fēng)電葉片綠色回收與應(yīng)用聯(lián)合體的成立包含了葉片廠、整機廠、開發(fā)商、葉片回收廠、包裝企業(yè)等，希望與行業(yè)各方專家共同發(fā)力，研究制定適用我國風(fēng)電葉片及玻璃鋼制品回收再利用的技術(shù)，共同試驗不同技術(shù)路線的試點項目；建立、完善葉片及風(fēng)電場退役回收的標(biāo)準規(guī)范體系；創(chuàng)新合作模式，成立專項資金；并同步尋求政策支持，在多個方向同步開展工作，為風(fēng)電葉片產(chǎn)業(yè)提供健康、可持續(xù)的發(fā)展路線。 

原標(biāo)題：風(fēng)電葉片回收現(xiàn)狀及展望（上）