調(diào)查｜“暮年”風(fēng)機葉片如何“體面退出”？

伴隨著風(fēng)電裝機容量的不斷增加，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)將在2025年迎來第一批大規(guī)?！巴艘鄢薄薄Ｎ覈L(fēng)電市場經(jīng)過十幾年的高速發(fā)展，大批葉片正在步入“暮年”。如何讓它們“體面地退出”，或經(jīng)過再造重新獲得“就業(yè)機會”，是一道難題。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，關(guān)于風(fēng)機服役期滿的處置尚未引起相關(guān)方的足夠重視，不當(dāng)處理會帶來巨大的環(huán)境負(fù)擔(dān)，行業(yè)面臨著經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性的雙重壓力。不少業(yè)內(nèi)人士希望能盡快找到答案。

2022年11月，胡進(jìn)作為專家人才被江蘇省南京市從瑞士引進(jìn)。他在瑞士格林立納有限公司和北京瑞中奇點高科技有限公司擔(dān)任首席科學(xué)家。近日，他的一項實驗引起不少人士的關(guān)注。一片片被切割成小塊的風(fēng)機葉片，被轉(zhuǎn)化成可用的玻璃纖維、輕質(zhì)熱裂解油和可燃?xì)獾任镔|(zhì)。這給退役風(fēng)機葉片的處理帶來了一種新的可能。

2023大批風(fēng)電機組步入“暮年”，葉片回收面臨挑戰(zhàn)

我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨“冰與火”的交融，一方面，是風(fēng)電裝機容量大幅增長；另一方面，是一大批風(fēng)機葉片退役后如何妥善處理和再利用的難題。

中電能源情報研究中心的邱麗靜介紹：“（全球）很多重達(dá)數(shù)噸的老化葉片在拆除之后，最終都被扔進(jìn)了垃圾填埋場，帶來巨大的環(huán)境負(fù)擔(dān)。從目前國際上普遍通用的風(fēng)機回收工藝來看，大部分風(fēng)機部件都可以回收利用，但剩下約15%面臨著工序復(fù)雜、不可回收的挑戰(zhàn)?！?/p>

我國風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展始于2004年，現(xiàn)已成為世界上最大的風(fēng)機制造國。中國電力網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，截至2022年，我國海上風(fēng)電累計裝機容量預(yù)計達(dá)3250萬千瓦，持續(xù)保持海上風(fēng)電裝機容量全球第一的態(tài)勢。業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，2023年，在大兆瓦趨勢下，我國風(fēng)電的發(fā)電成本直線下降，風(fēng)電造價將會迎來歷史上第一個低點，風(fēng)電裝機規(guī)模將會迎來高峰。

但是，讓風(fēng)電運營商關(guān)注的除了發(fā)展前景，還有即將到來的葉片退役潮。據(jù)全國首屆風(fēng)電設(shè)備循環(huán)利用論壇暨中國物資再生協(xié)會風(fēng)光設(shè)備循環(huán)利用專委會成立大會提供的信息，2025年，我國將有595臺風(fēng)機運行到期，此后退役呈現(xiàn)逐年遞增態(tài)勢；到2030年，這一數(shù)字將攀升至1.2904萬臺。

據(jù)國家發(fā)改委能源研究所測算，“十四五”期間，我國對運行超15年的1.5兆瓦容量以下機組進(jìn)行改造，置換需求超過1800萬千瓦，市場規(guī)模預(yù)期達(dá)630億元。

那么，退役風(fēng)機葉片的處理到底難在哪？

國內(nèi)某大型風(fēng)電運營商的相關(guān)技術(shù)人員告訴記者：“風(fēng)機葉片是一個由復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)，一般由根部、外殼和加強筋或梁三部分組成。復(fù)合材料在整個風(fēng)電葉片中的重量一般占到90%以上?！?/p>

邱麗靜介紹：“風(fēng)機退役后，約85%到90%的風(fēng)機總量可以回收利用，其中包括基礎(chǔ)、塔筒、齒輪箱和發(fā)電機。但大多數(shù)葉片由玻璃纖維增強的熱固性樹脂基復(fù)合材料加工而成。這一材料盡管抗壓、耐用性能優(yōu)異，卻無法有效回收，回收時切割拆解工藝也十分復(fù)雜，因此，葉片回收是一個特殊的挑戰(zhàn)。”

2023節(jié)能環(huán)保是風(fēng)機葉片處理的技術(shù)突破點

目前，國內(nèi)外大多采用焚化或掩埋方式處理退役風(fēng)機葉片。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，超過1000個報廢的玻璃纖維葉片堆積在空地上。填埋雖然簡單，但浪費了大量空間和資源，并不符合綠色發(fā)展的理念。此外，從能耗和碳排放角度來說，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)一步加大了環(huán)境壓力。

相較于掩埋處理，葉片回收綜合利用是一種相對環(huán)保的處理方式，目前主要為水泥窯協(xié)同處理，但由于回首席分析師收價值較低，難以大規(guī)模推廣。

面對如何處理風(fēng)機葉片這道難題，長期在有機固廢和循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域開展研究的胡進(jìn)認(rèn)為，可采用復(fù)合材料電磁熱裂解技術(shù)，將風(fēng)機葉片轉(zhuǎn)換成可用物質(zhì)。目前，這項技術(shù)已獲得瑞士發(fā)明zhuanli。

試驗過程是這樣的：上午10點投料，將被切割成小段的風(fēng)機葉片放到反應(yīng)釜里，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)；當(dāng)日16點打開反應(yīng)釜，只見原來乳白色的風(fēng)機葉片已經(jīng)變成黑色的玻璃纖維了。另外，還有輕質(zhì)熱裂解油和可燃燒的不可凝氣體產(chǎn)生。胡進(jìn)說：“產(chǎn)出的物質(zhì)都是可利用的。”

在現(xiàn)場，胡進(jìn)將產(chǎn)生的輕質(zhì)熱裂解油倒入一個小碟子，并將其點燃。

他介紹說：“這些輕質(zhì)熱裂解油經(jīng)過煉油廠提煉，有可能變成柴油使用。這一整套工藝流程環(huán)保且能源利用率非常高。熱裂解處理風(fēng)機葉片會得到3種主要產(chǎn)物，即保持相對完整的長纖維、輕質(zhì)熱裂解油和可燃?xì)狻Ｆ渲?，長纖維可以重新返回到風(fēng)機葉片生產(chǎn)或建筑領(lǐng)域。輕質(zhì)熱裂解油經(jīng)過精煉以后，有可能成為柴油。生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生極少量的廢水，經(jīng)過凈化可以重復(fù)使用；同時產(chǎn)生極少量的不可凝氣體，為可燃?xì)?，?jīng)過干燥、除塵等一系列處理之后可以作為燃料進(jìn)行燃燒。此外，電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的熱效率達(dá)到90%，非常節(jié)能?！?/p>

相關(guān)技術(shù)人員介紹：“目前，這項技術(shù)還處于中試階段，期待未來能在更多的應(yīng)用場景中進(jìn)行實驗。比如，處理同樣是復(fù)合材料的下水管道，能否使用這樣的技術(shù)，結(jié)果如何，有待進(jìn)一步試驗?！?/p>

2023如何降低風(fēng)機葉片的回收成本，提高經(jīng)濟(jì)效益？

除了技術(shù)突破外，處理方式的經(jīng)濟(jì)性也是決定其能否最終走向市場，實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的一個重要因素。

胡進(jìn)告訴記者：“大多數(shù)葉片主要由玻纖復(fù)合材料加工而成。這種材料固化成型后，自然降解極其困難，其中最有回收價值的纖維材料與環(huán)氧樹脂難以拆分、重復(fù)使用。同時，葉片回收包括現(xiàn)場切割、運輸、到廠整理、再加工等多個環(huán)節(jié)，且葉片直徑和質(zhì)量也在逐漸增加。而風(fēng)電項目多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，運輸距離遠(yuǎn)，難以集中處理，切割與運輸成本較高，造成葉片回收成本居高不下。因此，發(fā)明提供了一種車載可移動式復(fù)合材料處理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)流動作業(yè)?！?/p>

相關(guān)技術(shù)人員說：“不同的風(fēng)電場通常相距較遠(yuǎn)，投資建廠進(jìn)行葉片回收處理不現(xiàn)實。車載系統(tǒng)可以較好地滿足處置需求。”

此外，葉片處理的成本和收益也是風(fēng)電運營商和技術(shù)發(fā)明人較為關(guān)注的問題。胡進(jìn)給記者算了一筆賬：“用這套系統(tǒng)處理風(fēng)機葉片，保守估算，處理一噸葉片的毛利潤大約為1000元，毛利率為60%。和國內(nèi)一些大型風(fēng)場付費找人對葉片進(jìn)行破碎處理相比，具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。”

除了推動技術(shù)研發(fā)，邱麗靜認(rèn)為：“葉片回收亟須政策、機制補位。葉片退役回收后處理規(guī)模巨大，急需行業(yè)企業(yè)、葉片廠主動作為，以及開發(fā)商和國家的投入。行業(yè)融合也將有助于行業(yè)轉(zhuǎn)型至循環(huán)經(jīng)濟(jì)，因此，還需要與材料、建筑等多領(lǐng)域進(jìn)行跨行業(yè)合作，讓報廢葉片回收處置形成完整閉環(huán)，建立起回收生態(tài)?！?/p>

來源：中國環(huán)境報