“老舊風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)的大批量風(fēng)電葉片已步入‘暮年’，或默默退場(chǎng)，或匆匆掩埋，與之相配套的政策制度、處置技術(shù)儲(chǔ)備依然處于缺位狀態(tài)。”說(shuō)起目前我國(guó)風(fēng)電葉片退役后現(xiàn)狀，某風(fēng)電葉片生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)人如此感慨。
從某種程度上來(lái)說(shuō)，的確如此。在新能源躍進(jìn)潮中，退役后風(fēng)機(jī)葉片的無(wú)害化處置及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亟需提速。這不是杞人憂(yōu)天，而是未雨綢繆。
在我國(guó)，2018年報(bào)廢風(fēng)電葉片總計(jì)約5700噸，而到2022年將超5.9萬(wàn)噸。從我國(guó)風(fēng)電機(jī)組服役年限來(lái)看，到2025年左右，我國(guó)將迎來(lái)一大波風(fēng)電葉片報(bào)廢潮。到2030年，我國(guó)將有超過(guò)3萬(wàn)臺(tái)風(fēng)電機(jī)組面臨換新，而到2035年這一數(shù)字將超過(guò)9萬(wàn)臺(tái)……
這一串串?dāng)?shù)據(jù)背后，都是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)亟待攻克的新難題。
退役潮將至，風(fēng)電葉片處置為何難
21世紀(jì)初以來(lái)，新能源風(fēng)力發(fā)電得到迅速發(fā)展，人們?cè)缫蚜?xí)慣并樂(lè)于在草原、大海看到滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的巨大風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
然而，隨著第一代風(fēng)力發(fā)電機(jī)生命的終結(jié)，其回收問(wèn)題隨之而來(lái)。
根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，按照風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)壽命20年來(lái)計(jì)算，2018年我國(guó)風(fēng)電葉片約有5700噸退役，今年約有1萬(wàn)噸至1.5萬(wàn)噸退役；到2025年，我國(guó)退役葉片將達(dá)1.52萬(wàn)噸；如果以葉片行業(yè)事故率為5‰計(jì)算，非正常退役葉片到2025年將達(dá)1.84萬(wàn)噸；2025年之后，退役葉片總量更是將出現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，2027年退役總量將達(dá)3.96萬(wàn)噸，2029年更是高達(dá)16.56萬(wàn)噸。
從目前情況來(lái)看，風(fēng)機(jī)退役后，大多數(shù)機(jī)組的部件基本可回收，其中包括基礎(chǔ)、塔筒、齒輪箱和發(fā)電機(jī)。但是，風(fēng)電葉片的回收處置卻始終面臨種種挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)風(fēng)電葉片全生命周期的綠色化、無(wú)害化，一直是風(fēng)電行業(yè)孜孜以求的目標(biāo)。
風(fēng)電葉片是一個(gè)由復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，由根部、外殼和加強(qiáng)筋或梁等三部分組成。復(fù)合材料在整個(gè)風(fēng)電葉片中的重量占了90%以上。目前，復(fù)合材料之所以成為我國(guó)乃至全球風(fēng)電葉片的主要材料，主要源于其輕質(zhì)高強(qiáng)、性能可設(shè)計(jì)的優(yōu)質(zhì)特性。據(jù)《中國(guó)建材報(bào)》記者了解，復(fù)合材料的單位密度只有鋼鐵的1/3，同等重量的材料力學(xué)性能卻是金屬的好幾倍。與金屬材料不同，復(fù)合材料更能根據(jù)產(chǎn)品的物理屬性需求進(jìn)行合理、靈活的設(shè)計(jì)。
據(jù)中國(guó)物資再生協(xié)會(huì)纖維復(fù)合材料再生分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張榮琪介紹，在行業(yè)發(fā)展之初，復(fù)合材料葉片采用的是玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯樹(shù)脂體系。直到今天，這仍是大部分葉片所采用的材料。隨著葉片長(zhǎng)度的不斷增大，其自身重量也不斷增加，這種體系在某些場(chǎng)合已不能滿(mǎn)足要求，于是性能更優(yōu)異的增強(qiáng)材料——碳纖維走進(jìn)了人們的視野。
兩種復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)特性如此突出，那么退役葉片實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理到底難在哪呢？
據(jù)張榮琪分析，復(fù)合材料盡管抗壓、耐用性能優(yōu)異，具有不可替代性，但由于其在化學(xué)過(guò)程中同時(shí)具有不可逆向性，一旦報(bào)廢將難以再熔化或重塑，難以進(jìn)行循環(huán)利用，致使回收工藝復(fù)雜、回收價(jià)值不高等問(wèn)題逐漸凸顯。再加上，隨著風(fēng)電葉片尺寸的逐年增大，難拆解、難運(yùn)輸也成為困擾行業(yè)的痛點(diǎn)。
諸多嘗試，力求破解處置難題
如何破解退役葉片處置問(wèn)題，風(fēng)電行業(yè)作出了多種嘗試。
記者了解到，從本世紀(jì)初起，國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)便已開(kāi)始嘗試不同的技術(shù)手段對(duì)退役葉片進(jìn)行回收處理。比如，可以去除雜質(zhì)的纖維度分離技術(shù)、玻鋼機(jī)械回收及材料粉碎、溶劑分解作用進(jìn)行化學(xué)回收、采用溫解和氣化方法對(duì)量和材料進(jìn)行處置；采用特殊技術(shù)處理后，讓玻纖的大部分拉伸強(qiáng)度得以保存，部分塑料材料還可作為新的原材料；還有部分葉片退役后經(jīng)簡(jiǎn)單處理，可用作公園、藝術(shù)館、公共設(shè)施的構(gòu)筑物等。
目前，在我國(guó)采用最多的還是垃圾掩埋處理方式?！霸谘诼袂皶?huì)進(jìn)行焚燒，并利用焚燒產(chǎn)生的能量作為電力供應(yīng)，其60%的廢料在焚燒之后變?yōu)榛覡a?！北本┤鸷涂毓捎邢薰径麻L(zhǎng)于寶磊向記者介紹，因?yàn)閺?fù)合材料中含有無(wú)機(jī)物質(zhì)，這些灰燼可能含有污染物質(zhì)。根據(jù)其類(lèi)型的不同，灰燼要么進(jìn)行掩埋，要么回收后作替代材料。由于無(wú)機(jī)物質(zhì)還會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的廢氣，其中殘留的細(xì)小玻纖維可能會(huì)導(dǎo)致煙氣清潔過(guò)程出現(xiàn)某種問(wèn)題。另外，從能耗和碳排放角度來(lái)說(shuō)，風(fēng)電葉片進(jìn)入焚燒廠前還需進(jìn)行拆解和粉碎，這進(jìn)一步增加了環(huán)境的壓力。
在于寶磊看來(lái)，相較于掩埋處理，回收則是一種相對(duì)環(huán)保的處理方式?；厥詹牧现瞥傻男氯~片可取代舊葉片。但目前風(fēng)機(jī)葉片回收方法較少，只有30%的纖維增強(qiáng)塑料可實(shí)現(xiàn)回收再利用，而大多數(shù)則是將廢棄葉片打碎、混合進(jìn)入水泥中實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。據(jù)記者了解，如今已有能源企業(yè)將退役葉片打碎以替代水泥中砂礫、黏土等成分，循環(huán)利用進(jìn)入建筑領(lǐng)域。
某水泥企業(yè)負(fù)責(zé)人向記者透露，將廢棄的風(fēng)機(jī)葉片添進(jìn)水泥中不僅能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，還能減少水泥制造過(guò)程中排放的二氧化碳總量。但由于其相對(duì)較低的回收價(jià)值，使得這種處理模式暫時(shí)難以大規(guī)模推廣。
除此以外，“零廢”風(fēng)機(jī)也成為風(fēng)機(jī)制造業(yè)的研發(fā)方向。“零廢”指的是在風(fēng)機(jī)的生產(chǎn)、使用、回收、再利用及復(fù)原的過(guò)程中保護(hù)材料和資源，不再將葉片打碎進(jìn)行焚化或填埋。據(jù)了解，北京瑞和控股有限公司利用特殊處理技術(shù)將風(fēng)電葉片制作成循環(huán)包裝，便是一種“零廢”處置方式，較高效地實(shí)現(xiàn)了退役葉片的回收再利用。
老舊風(fēng)機(jī)的改造，也是目前業(yè)內(nèi)積極嘗試的解決方式。部分企業(yè)通過(guò)增加投資的方式延長(zhǎng)風(fēng)電場(chǎng)壽命?！半S著全球風(fēng)電制造技術(shù)不斷的更新?lián)Q代，未來(lái)新建的風(fēng)電場(chǎng)壽命有可能提高至30年及以上，部分風(fēng)電開(kāi)發(fā)商甚至已開(kāi)始尋求將風(fēng)電場(chǎng)壽命提升至40年左右?！蹦筹L(fēng)電場(chǎng)業(yè)主告訴記者。
從全生命周期出發(fā)，進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈布局
從目前退役葉片的多種處理方式來(lái)看，均有利有弊。在相關(guān)成本的制約下，退役葉片的無(wú)害化處理還有很長(zhǎng)的路要走。
為徹底解決此問(wèn)題，有專(zhuān)家提出，風(fēng)電行業(yè)應(yīng)與材料、建筑等多領(lǐng)域進(jìn)行跨界合作。同時(shí)，還需積極推動(dòng)相關(guān)退役政策的就位，相關(guān)復(fù)合材料固廢處理標(biāo)準(zhǔn)的制定。這對(duì)于風(fēng)電行業(yè)的風(fēng)機(jī)退役與循環(huán)實(shí)現(xiàn)真正的綠色發(fā)展，至關(guān)重要。
另外，在彭博新能源某財(cái)經(jīng)分析師看來(lái)，葉片回收問(wèn)題還應(yīng)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行考慮。他認(rèn)為，對(duì)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)來(lái)說(shuō)，葉片產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)十分重要。企業(yè)應(yīng)從全設(shè)計(jì)出發(fā)，進(jìn)行全產(chǎn)業(yè)鏈布局，作出有效投資，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
圍繞處置成本，一部分企業(yè)還呼吁：風(fēng)電葉片作為工業(yè)非降解固廢，應(yīng)有一筆固廢處理基金。與塔筒、機(jī)組金屬件的再生不一樣的是，應(yīng)從政策層面為葉片回收處理單位提供相應(yīng)的固廢處理費(fèi)用。再加上，葉片回收后實(shí)現(xiàn)的一部分綜合利用，使回收商業(yè)模式得以更好的形成。只有在獲得最基本的行業(yè)利潤(rùn)后，行業(yè)實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展才有跡可循。
事實(shí)上，風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)的綠色循環(huán)發(fā)展，是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展的基礎(chǔ)。
在“30·60”雙碳目標(biāo)的號(hào)召下，未來(lái)我國(guó)勢(shì)必將大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電新能源模式。如何以最低成本實(shí)現(xiàn)退役葉片的資源化利用，同時(shí)又避免違反高壓的環(huán)保政策，是目前風(fēng)電產(chǎn)業(yè)亟需完成的一項(xiàng)重要任務(wù)。顯然，大批量風(fēng)電葉片的退役，既充滿(mǎn)了困難和挑戰(zhàn)，同時(shí)也釋放了廣闊的發(fā)展空間。
