【導語】近日國家發展與改革委員會等部門印發了《關于促進退役風電、光伏設備循環利用的指導意見》(以下簡稱《意見》)。對退役光伏、風電設備循環利用給出了框架性的指導意見。未來退役的風電、光伏設備將會逐步增加,對其進行回收再利用的配套體系建設將是未來重要發展方向。
伴隨我國新能源產業的發展,清潔電力能源設備的應用不斷增加,這其中風電和光伏發電是這一領域典型應用方式。近年來,我國風電及光伏發電的裝機容量呈現指數型快速增長。這得益于這類能源帶來的社會環保效益,尤其是近兩年“雙碳”目標的提出,使得風力及光伏發電設備不斷增加,同時也在迅速迭代升級。
根據能源局等數據統計,我國的風力及光伏發電裝機容量正在迅速增長。風力發電發展相對較早一些,從2006年200多萬千瓦裝機量,現已迅速躍升,2022年年底累計裝機容量已經達到了3.7億千瓦。而光伏發電則是后起之秀,2014年至今不到十年時間,光伏發電累計并網容量已經達到了4.7億千瓦。
而隨著新能源產業不斷快速發展,相關設備技術升級以及服務年限到期使得前期投入的新能源發電設備開始進入退役期。
我國風電設備退役情況
以風電為例,伴隨市場年規模擴大與機組運行年限增加,大量在役機組正陸續到達設計使用壽命。風電退役換新市場規模呈現指數級增漲。陸上風電機組的設計壽命一般為20年。根據2023年6月能源局發布的《風電場改造升級和退役管理辦法》之規定,發電企業應依法依規負責風電場改造升級和退役的廢棄物循環利用和處置。據此計算,從2023年開始將會陸續有到期需退役的風電機組。根據CWEA(中國可再生能源學會風能專業委員會)的數據,2023年中國退役風電機組達到980臺,裝機容量為54.6萬千瓦;到2025年將達到1800多臺,裝機容量為125萬千瓦;而到2030年退役機組數量將超過3.4萬臺,裝機容量約4500萬千瓦,粗略估計回收的廢鋼量可達495萬噸。
而隨著風電機組技術升級及政策推動加深化,風電機組并網容量增速加快,這也相應導致后期退役風電機組設備數量增速加快。根據現有安裝增速及存量,預計2040年退役機組容量將達到2.9億千瓦,數量可謂龐大。
區域性分布來看,江蘇、寧夏、廣東、重慶、河北是現階段退役風電機組產生的主要地區。根據CWEA的數據,截至2022年底,中國累計退役的風電機組共計604臺,容量為93萬千瓦,遠超過估算值。其中江蘇、寧夏、廣東、重慶、河北地區退役的機組占比達到了80%。這與以上地區風電運用較早有一定關系。
退役設備回收價值較高 現有體系仍有提升空間
風電機組設備退役后有較大的回收價值。《意見》中重點任務部分有提到,要重點聚焦風電機組中的基礎、塔架、葉片、機艙、發電機、齒輪箱、電控柜等部件的再利用。以一臺2MW的風力發電機為例,其生產所用的各類材料占比大概如圖5所示。可以看到,其中鋼和鐵的質量占比大概有80%,主要應用于制作風電機的支撐結構,退役后這些材料可以作為廢鋼鐵回收再利用。而葉片部分的主要材料則是由玻璃纖維和碳纖維樹脂形成的復合材料。
長遠來看,風電設備回收利用價值可觀。風電機組應用大量鋼鐵材料,可用于回收廢鋼鐵,以1.5兆瓦風機為例,該機組每千瓦用鋼量為0.11噸。若按照3000元/噸的廢鋼價格來計算,到2030年粗略估計累計回收價值可達240億元左右。而后期退役和技術升級帶來的退役機組數量還將增加,國內對于該領域廢鋼鐵回收的需求具有迫切性。
從現有的回收情況來看,目前葉片的回收處理難度較大,主要是環保成本較高。上文說到,葉片主要是由復合材料制作而成,而復合材料在化學交聯過程中具有不可逆性,不可再融化、重塑或自然降解。目前國際上主要采用三種方式,第一類是技術處理后再利用,比如粉碎法和降解法;第二類是將退役的葉片再制造進行再利用;第三類是將退役葉片銷往欠發達地區繼續應用。
我國目前針對于退役機組回收處理的技術尚未成熟,市場機制還不夠完善。在處理過程中面臨環境污染風險以及成本較高的難點。所以《意見》中也針對性的提出,要規范固體廢棄物無害化處置,重點任務中提到要完善設備回收體系,發展退役新能源設備拆除、運輸、回收、拆解、利用“一站式”服務模式。這一點也和再生資源企業發展戰略目標較為一致,側重于趨向于集中化、一體化。
結語
《意見》為后續退役新能源設備的回收利用指明了方向,給出了明確的任務目標。《意見》中尤其提到要鼓勵第三方專業回收、提倡“一站式”服務模式。而再整資源準入企業將會是最適合不過的入局者。而后續國家相關部門也會進一步強化資金和政策方面的支持,鼓勵對于退役風電、光伏設備進行循環利用項目的支持。相信針對這一領域來說,目前還僅僅是個開始,未來發展前景可期。
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