作為一個從復合材料專業(yè)出來的風電人,一直對風電機組的退役保持高度關注,行業(yè)也開始逐步關注,尤其是退役葉片的回收和后處理問題。就在前兩天,行業(yè)開始行動。中國物資再生協(xié)會轄內復合材料再生分會聯(lián)合中國農業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風力機械分會,在北京組織召開了風力發(fā)電葉片推窗及產業(yè)發(fā)展模式研討會,就如何推進葉片回收的產業(yè)化技術及高效綜合利用進行了專題討論,這也是目前風電行業(yè)及材料行業(yè)首次專題就葉片回收及后處理綜合利用進行公開正式討論。應該說這次會議將會是風電行業(yè)關于退役風機回收及綜合利用的一個里程碑。
退役葉片的回收是個大問題復合材料是一種什么材料呢?首先給大家科普一下。他的專業(yè)名稱叫纖維增強樹脂復合材料。這里談到的樹脂包括各類型的環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂及正在使用推廣的聚氨酯樹脂。
復合材料當然使用最大的特性就是輕質高強,單位密度只有鋼鐵的1/3,同等重量的材料力學性能是金屬的好幾倍;而且性能可設計,與金屬材料不一樣的是各向異性,根據(jù)產品的物理屬性需求進行設計,風機葉片正是有這樣的功能需求采用了復合材料作為葉片材料。但是,復合材料的一個特性就是材料的化學過程不能逆向,一旦固化成型后,無法返回原來的材料基體屬性,更重要的是如果不經過新的工藝處理,是無法降解,這對當前環(huán)保高壓政策而言,是一種巨大的威脅。
風機葉片的回收處理和再利用成為產業(yè)痛點十九大報告明確要求“加強固體廢棄物和垃圾處置,推進資源全面節(jié)約和循環(huán)。利用,實現(xiàn)生產系統(tǒng)和生活系統(tǒng)循環(huán)鏈接”。更加嚴格的政策也頒布了,2020年9月1日起施行的《固體廢物污染環(huán)境防治法》被稱為“史上最嚴固廢法”。新《固廢法》對固體廢物污染環(huán)境防治監(jiān)督管理制度、工業(yè)固體廢物污染環(huán)境防治制度、生活垃圾污染防
治制度、生產者責任延伸制度、工業(yè)固體廢物排污許可制度五個方面進行了更為嚴格的規(guī)定。
新增了將工業(yè)固體廢物納入排污許可制度進行監(jiān)管的要求;
細化了工業(yè)固廢產生單位應建立、健全從固 廢產生到處置全過程管理制度要求;
新增 了建立臺賬,實現(xiàn)固廢可追溯、可查詢的要求;
跨省轉移固廢利用,需報移出地生態(tài)環(huán)境主 管部門備案的要求;
固廢管理不合規(guī)的法律責任普遍加重;
環(huán)保高壓政策下,葉片的回收和后處理已經成為行業(yè)即將面臨的一個重大難題,因為葉片無論采用哪種回收方式,都需要高額的成本,面臨固廢法規(guī)的眼里監(jiān)督。
千噸級的葉片回收在即:2026年開始萬噸級的葉片面臨處理
根據(jù)會議行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,截止2020年底,全國風電裝機臺數(shù)超過14000萬臺,到2021年年底,實際可退役風機數(shù)量超過38.3萬千瓦(這是非官方數(shù)據(jù),估計統(tǒng)計口徑不一有差異),根據(jù)當前葉片單位千瓦的用量計算,以16kg/kw估算,到今年年底實際可退役風機的復合材料葉片重量高達6096噸(大致測算)。
根據(jù)行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)(下表)來看:2006年的葉片用量首次超過2萬噸,意味著2026年葉片回收行業(yè)就會迎來第一次風電退役的大考。到2029年,年處理回收葉片的量將達到22萬噸,2035年其規(guī)模將達到52.7萬噸左右。
葉片回收后處理還在起步階段:行業(yè)還有時間應對
從規(guī)模來看,到2023年之前,每年的葉片處理量都在1000-2000噸之間,從復合材料的綜合利用來看,還處于工程試驗階段,也就是說,我們行業(yè)還有2-3年的時間去進行這方面的試驗研究與工程化規(guī)模應用。2024年開始年規(guī)模就開始達到5000噸以上,這就不是我們小作坊式的工業(yè)企業(yè)能解決這么大規(guī)模處理。當前,有退役的葉片都是簡單的處理,但都是基于臨時處理的做法,真正大規(guī)模的退役風機葉片開始后,必須考慮如何在滿足環(huán)保的基礎上,做好退役葉片的綜合利用,實現(xiàn)變廢為寶。
其實,我們的葉片行業(yè)企業(yè)也在行動,包括中材科技、時代新材、成飛重通都也在做這方面的研究,也得到了國家的支持,但距離大規(guī)模的應用還有很長一段路要走,需要指出的是,個人認為:作為最熟悉葉片的關聯(lián)者-葉片企業(yè)應該是葉片回收及綜合利用最重要的單元,應該是這個回收后處理的主體實施者,而風機的擁有者必須要有風機退役處理成本的考慮。
葉片的回收和后處理:未來的風電場需要準備好風機退役準備金作為全生命周期的一個環(huán)節(jié),風機的退役也是需要成本的,這一點可能在過去的風電場沒有考慮,但在實際壽命終結時候,需要拿出一筆錢來用于風機的退役。除了葉片外,其他金屬部件大部分可以實現(xiàn)再生利用,但是葉片作為工業(yè)非降解固廢,必須要有一筆固廢處理基金,與塔筒、機組金屬件的再生不一樣的是,需要給葉片回收處理單位相應的固廢處理費用,再加上葉片回收后實現(xiàn)一部分的綜合利用,使得葉片回收的商業(yè)模式成立,具有最基本的行業(yè)利潤(企業(yè)可以正常運轉),那么風電行業(yè)的風機退役與循環(huán)就實現(xiàn)了真正的綠色發(fā)展。
此外,行業(yè)也在制定相關的葉片復合材料固廢處理標準,好界定未來葉片的回收處理是否達標環(huán)保政策,這一點也是我們面臨的一個新課題。這次兩個行業(yè)分會聯(lián)合組織的研討會給這個標準的起草開了一個頭,相信沒有多久,相關標準就會出臺,為行業(yè)的健康發(fā)展提供指導方向。
風電裝備產業(yè)的綠色循環(huán)發(fā)展,是風電產業(yè)實現(xiàn)健康發(fā)展的基礎,葉片的回收后處理也是發(fā)展到一定階段出現(xiàn)和面臨的新問題,行業(yè)在關注,企業(yè)更加要關注,尤其是風電場業(yè)主,如何花最少的錢,讓葉片這種固體廢物實現(xiàn)綠色綜合利用,同時又能避免苛刻的高壓環(huán)保政策,這是我們風電葉片人的又一個重要歷史任務!大風車能不能再生,我們在期待!
(感謝纖維復合材料再生協(xié)會提供的數(shù)據(jù),也感謝他們?yōu)樾袠I(yè)健康發(fā)展做出的努力)
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