撰文 ｜ Shushu；编辑 ｜ 郭郭
→这是《环球零碳》的第461篇原创
20世纪80年代末期，中国开始推广应用风力发电，刚开始是示范阶段。进入90年代，逐渐扩大规模，此后开始走向规模化、产业化。从2010年的44．73GW增加到2021年的329GW， 总装机容量约占世界风电总容量的39．3％，成为世界上最大的风力发电设备生产和运营国。
与此同时，这也意味着中国风电的发展已进入第30个年头，而风电场的设计运行寿命和风电机组的设计寿命一般为20－25年，老一代的风机已经站在了退役的舞台上。
按20年寿命计算，中国风电产业将在2025年迎来第一波大规模风电机组“退役潮”，预计退役规模将超过1．2GW。
在2030年至2041年期间，风电机组退役数量将大大增加，每年风电退役规模基本等于下图中的年新增装机容量，预计共有303．30GW。
由此预测，到2025年，由风电机组退役产生的复合材料固体废物累计将有19，984吨；到2030年，产生的固体废物累计又将在此基础上多三倍。
面对如此庞大的风电机组退役规模和固体废物，能否合理得当回收和利用，决定了在以可再生能源为主体的新型电力系统中，能否进一步提高风电产业的低碳化，成为可持续发展的重要一环。
因此，国家战略目标及环保政策也不断出台对风机组件回收、循环利用等方面的政策。例如，2021和2022年分别在《2030年前碳达峰行动方案》和《加快推动工业资源综合利用实施方案》中提出推动废旧风电组件等循环利用、新型固废综合利用技术研发及产业化应用。
在这种大背景下，风机组件回收越来越受到关注。现阶段回收面临哪些难题、到底要怎么回收、退役后风场如何处理、回收成本如何等问题也已成为各国及中国各地政府最想了解的事。
Q1 退役后的风机机组是否会对环境造成污染？
只要处理得当，不仅不会造成污染，还会减少二氧化碳排放。
一般来说，风机的机舱、塔筒、叶片等部件包括铜、钢、水泥、碳 纤维／玻璃纤维等材料，在风机退役后均具有回收价值。其中，风机舱罩、塔筒中包括的铜、钢等90％左右的可回收材料具备成熟的回收体系。
据国际环保组织绿色和平（Greenpeace）发布的报告显示，以一台1．5MW的风力发电机为例，如果能得到完全的处理处置与资源再生利用，将可减少约600吨二氧化碳排放。
若在2040年能将退役风电机组全量回收与处理处置，预计可减少约1．13亿吨的碳排放，累计回收近3000万吨废钢，近80万吨废铜以及220万吨废弃玻璃纤维和近120万吨废弃树脂和胶，将产生相当可观的经济效益、资源效益和生态效益。
Q2 风电机组有些部件较难回收，退役后应该怎么处理？
风电机组中最难回收的是叶片，它是一个由玻璃纤维／碳纤维树脂等复合材料制成的薄壳结构。这种复合材料在整个叶片中的重量占了90％以上。据统计，现在全球风能领域使用了约250万吨复合材料，相当于每兆瓦电力需要使用12－15吨玻璃纤维／碳纤维。
由于复合材料在化学交联过程中具有不可逆性，不可再熔化、重塑或自然降解，再加上叶片本身尺寸又大。因此，叶片回收在一定程度上存在难度大、成本高的问题，也导致不少的叶片被采用填埋等方式处理。
针对这种污染环境的行为，德国、奥地利、荷兰和芬兰已明确法律禁止。
其实，现阶段已初步形成了多条技术路线回收叶片，比如综合利用、机械粉碎法、热解法、化学降解法、能量获取法等。
一项值得关注的技术是，风能行业正与化工和复合材料行业合作开发回收叶片废物的技术。目前已在水泥厂有试点成功案例，到2030年有望大规模全面部署。
例如垃圾回收管理公司Geocycle旗下水泥厂通过协同处置技术，将叶片废料的有机含量作为热能回收、废料的矿物部分作为灰烬集成到工厂生产水泥熟料的原料中，取代了水泥生产过程中的部分化石燃料和其他材料。1吨叶片废料可减少110公斤二氧化碳排放，节省461公斤原材料。
另外，退役后的风轮机处理也是一个不可回避的问题。一般来说，处理退役风力发电机有三种方式再利用、再制造和回收。
再利用是指风电机可二次使用在学校、小企业的小型发电场所。再制造是指对旧风电机再加工，使其性能恢复到原有状态。回收是指对不能再利用或再制造的部件和材料进行回收。
Q3 对退役风场如何处理？
针对达到服务年限的风电场，一般有四种处理方式改造后继续运行；风机替换后继续运行；完全退役；完全退役后再改造或向旅游景点过渡。这四种方式的选择主要由成本和收益及技术的可用性决定。
1／ 改造后继续运行
是指对运行年限已过的风机进行大修、部件维修或更换，以延长风机的使用寿命和风电场的运行时间。
这种方法不太适合中国现阶段将退役的风力发电机组，因为90年代风电场所使用的风电机组大多是从欧美进口，与中国现在自主研发的技术不一样，因此零部件很难找到，也很难维修。除此之外，旧的风电机组的容量小，仅几百千瓦，即使改造了，所产生的电力和收益也很低。
例如，建于1989年的达坂城风电场，是中国最早的风电场之一，风机功率只有150～300kW，约为目前常用机型（2MW）的十分之一。
2／ 风机替换后继续运行
俗称“以大代小”，是指用容量较大的新风机替代旧风机，并且对配套升压变电站、场内集电线路等设施进行更换或技术改造升级。鼓励并网运行超过15年的风电场开展改造升级和退役，减少风资源的浪费。
风机替代计划首先在丹麦实施。在2001年和2003年之间，丹麦用272台总功率为332MW的新风轮机替换了1480台总功率为122 MW的老风机。
3／ 完全退役
这不仅意味着关闭风机，还包括拆卸风机、运输部件、拆除地基、恢复植被等。
风电场完全关闭后，需要对风电场土地进行两年观察，以确保该区域能够恢复到原来的状态。除上述步骤外，还需要对剩余的部件和材料进行技术评估和价值评估，以便循环利用。
4／ 完全退役后再改造或向旅游景点过渡
指的是在风电场完全关闭之后，对其进行改造，改造成与风机相关的旅游景点，也可利用风电机组做一些旅游设施，小品建筑等。
Q4 风电场部件回收处置的商业模式及风电场退役成本是怎么样的？
首先，在风机部件回收处置方式上，主要有以下三种商业模式
· 第一种，风机制造企业主导，负责风机拆解和有用物资的回收利用；循环利用企业负责处理废物，风电场配合，利益三方分成。
· 第二种，专业化公司主导，利用自身专业的回收技术和市场运营能力，负责风机拆解回收利用和废物处理，风电场业主无需付费给专业化公司，双方收益进行分成。
· 第三种，应用端的多领域协同。通过扩大废弃叶片的回收应用途径，促进多领域协同，可以增加市场消费量，提高其循环利用价值。
其次，不可忽视风电场的退役成本。下图展现的三个美国陆上风电场项目中风机的剩余价值都低于退役成本。
与陆上风电场相比，海上风电场拆除风机、地基和电力系统的工作量更大，退役通常需要2～3年时间。另外，海上风电场的设备拆除费达到了安装费的60％以上，远高于陆上风电场。此外，海上风电场在海床恢复和海洋环境维护方面的支出也不容忽视。
在这种情况下，降低退役成本和提高风力发电机组的剩余价值变得非常重要。
Q5 政府和企业需怎样应对“退役潮”？
实际上，现阶段中国在退役风电机组回收处理方面的环境管理政策较为欠缺，原因在于回收产业链未形成、技术标准约束性有限、业主迫切性不强。
因此，为促进回收市场良好发展，专家建议，首先国家层面或地方政府可出台一些财政税收政策，设立专门的风机回收利用基金。对拆解回收项目进行验收，验收合格后给予一定资金奖励；对于推动产业链实施、或满足绿色供应要求的企业，给予税收或金融政策优惠。
其次，将风电机组退役处置与生态恢复方案作为项目核准与备案的前置条件，并作为“加分项”纳入风电项目的审批流程。在风电场全生命周期造价中考虑风机处置费用，在项目可研概算中列支相关处置费用。
另外，全行业协同，跨学科领域创新，在研发新技术新材料的同时，政企合作构建风机回收监测平台，建立退役产品回收市场，实现循环经济。
据了解，若实现风电行业循环经济，到2030年，仅海上风能一项，就能多衍生出的20，000个工作岗位。
（参考文献详见阅读原文）
关于我们
原文标题:老一代风机面临“退役潮”，政府和企业如何应对
