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中国建材报记者就退役叶片的处置问题,采访了米乐M6登录app客户端董事长,发表了 《风电叶片退役后何去何从》。一经报道,被各媒体争相转载,如今日头条,搜狐新闻、腾讯新闻、澎湃新闻、看点快报、新华网、百度、知乎等,

2021-07-09

“老旧风电场投运的大批量风电叶片已步入‘暮年’,或默默退场,或匆匆掩埋,与之相配套的政策制度、处置技术储备依然处于缺位状态。”说起目前我国风电叶片退役后现状,某风电叶片生产企业负责人如此感慨。

从某种程度上来说,的确如此。在新能源跃进潮中,退役后风机叶片的无害化处置及产业化发展亟需提速。这不是杞人忧天,而是未雨绸缪。

在我国,2018年报废风电叶片总计约5700吨,而到2022年将超5.9万吨。从我国风电机组服役年限来看,到2025年左右,我国将迎来一大波风电叶片报废潮。到2030年,我国将有超过3万台风电机组面临换新,而到2035年这一数字将超过9万台……

这一串串数据背后,都是风电产业亟待攻克的新难题。

退役潮将至,风电叶片处置为何难

21世纪初以来,新能源风力发电得到迅速发展,人们早已习惯并乐于在草原、大海看到满负荷运转的巨大风力发电机。

然而,随着第一代风力发电机生命的终结,其回收问题随之而来。

根据数据统计,按照风电叶片设计寿命20年来计算,2018年我国风电叶片约有5700吨退役,今年约有1万吨至1.5万吨退役;到2025年,我国退役叶片将达1.52万吨;如果以叶片行业事故率为5‰计算,非正常退役叶片到2025年将达1.84万吨;2025年之后,退役叶片总量更是将出现指数级增长,2027年退役总量将达3.96万吨,2029年更是高达16.56万吨。

从目前情况来看,风机退役后,大多数机组的部件基本可回收,其中包括基础、塔筒、齿轮箱和发电机。但是,风电叶片的回收处置却始终面临种种挑战。实现风电叶片全生命周期的绿色化、无害化,一直是风电行业孜孜以求的目标。

风电叶片是一个由复合材料制成的薄壳结构,由根部、外壳和加强筋或梁等三部分组成。复合材料在整个风电叶片中的重量占了90%以上。目前,复合材料之所以成为我国乃至全球风电叶片的主要材料,主要源于其轻质高强、性能可设计的优质特性。据《中国建材报》记者了解,复合材料的单位密度只有钢铁的1/3,同等重量的材料力学性能却是金属的好几倍。与金属材料不同,复合材料更能根据产品的物理属性需求进行合理、灵活的设计。

据中国物资再生协会纤维复合材料再生分会秘书长张荣琪介绍,在行业发展之初,复合材料叶片采用的是玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂体系。直到今天,这仍是大部分叶片所采用的材料。随着叶片长度的不断增大,其自身重量也不断增加,这种体系在某些场合已不能满足要求,于是性能更优异的增强材料——碳纤维走进了人们的视野。

两种复合材料的优质特性如此突出,那么退役叶片实现无害化处理到底难在哪呢?

据张荣琪分析,复合材料尽管抗压、耐用性能优异,具有不可替代性,但由于其在化学过程中同时具有不可逆向性,一旦报废将难以再熔化或重塑,难以进行循环利用,致使回收工艺复杂、回收价值不高等问题逐渐凸显。再加上,随着风电叶片尺寸的逐年增大,难拆解、难运输也成为困扰行业的痛点。

诸多尝试,力求破解处置难题

如何破解退役叶片处置问题,风电行业作出了多种尝试。

记者了解到,从本世纪初起,国内外许多企业便已开始尝试不同的技术手段对退役叶片进行回收处理。比如,可以去除杂质的纤维度分离技术、玻钢机械回收及材料粉碎、溶剂分解作用进行化学回收、采用温解和气化方法对量和材料进行处置;采用特殊技术处理后,让玻纤的大部分拉伸强度得以保存,部分塑料材料还可作为新的原材料;还有部分叶片退役后经简单处理,可用作公园、艺术馆、公共设施的构筑物等。

目前,在我国采用最多的还是垃圾掩埋处理方式。“在掩埋前会进行焚烧,并利用焚烧产生的能量作为电力供应,其60%的废料在焚烧之后变为灰烬。”米乐M6登录app客户端董事长于宝磊向记者介绍,因为复合材料中含有无机物质,这些灰烬可能含有污染物质。根据其类型的不同,灰烬要么进行掩埋,要么回收后作替代材料。由于无机物质还会产生危险的废气,其中残留的细小玻纤维可能会导致烟气清洁过程出现某种问题。另外,从能耗和碳排放角度来说,风电叶片进入焚烧厂前还需进行拆解和粉碎,这进一步增加了环境的压力。

在于宝磊看来,相较于掩埋处理,回收则是一种相对环保的处理方式。回收材料制成的新叶片可取代旧叶片。但目前m6米乐app网页方法较少,只有30%的纤维增强塑料可实现回收再利用,而大多数则是将废弃叶片打碎、混合进入水泥中实现循环使用。据记者了解,如今已有能源企业将退役叶片打碎以替代水泥中砂砾、黏土等成分,循环利用进入建筑领域。

某水泥企业负责人向记者透露,将废弃的风机叶片添进水泥中不仅能实现循环利用,还能减少水泥制造过程中排放的二氧化碳总量。但由于其相对较低的回收价值,使得这种处理模式暂时难以大规模推广。

除此以外,零废风机也成为风机制造业的研发方向。零废指的是在风机的生产、使用、回收、再利用及复原的过程中保护材料和资源,不再将叶片打碎进行焚化或填埋。据了解,米乐M6登录app客户端利用特殊处理技术将风电叶片制作成m6米乐app网页,便是一种“零废”处置方式,较高效地实现了退役叶片的回收再利用。

老旧风机的改造,也是目前业内积极尝试的解决方式。部分企业通过增加投资的方式延长风电场寿命。“随着全球风电制造技术不断的更新换代,未来新建的风电场寿命有可能提高至30年及以上,部分风电开发商甚至已开始寻求将风电场寿命提升至40年左右。”某风电场业主告诉记者。


从全生命周期出发,进行全产业链布局

从目前退役叶片的多种处理方式来看,均有利有弊。在相关成本的制约下,退役叶片的无害化处理还有很长的路要走。

为彻底解决此问题,有专家提出,风电行业应与材料、建筑等多领域进行跨界合作。同时,还需积极推动相关退役政策的就位,相关复合材料固废处理标准的制定。这对于风电行业的风机退役与循环实现真正的绿色发展,至关重要。

另外,在彭博新能源某财经分析师看来,叶片回收问题还应从产品设计之初就进行考虑。他认为,对于循环经济来说,叶片产品本身的设计十分重要。企业应从全设计出发,进行全产业链布局,作出有效投资,实现可持续发展。

围绕处置成本,一部分企业还呼吁:风电叶片作为工业非降解固废,应有一笔固废处理基金。与塔筒、机组金属件的再生不一样的是,应从政策层面为叶片回收处理单位提供相应的固废处理费用。再加上,叶片回收后实现的一部分综合利用,使回收商业模式得以更好的形成。只有在获得最基本的行业利润后,行业实现良性发展才有迹可循。

事实上,风电装备产业的绿色循环发展,是风电产业实现健康发展的基础。

在“30·60”双碳目标的号召下,未来我国势必将大规模发展风电新能源模式。如何以最低成本实现退役叶片的资源化利用,同时又避免违反高压的环保政策,是目前风电产业亟需完成的一项重要任务。显然,大批量风电叶片的退役,既充满了困难和挑战,同时也释放了广阔的发展空间。

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