图1 风电机组复合材料年产量

表1 2027—2038年全国21个省区退役风电叶片预计逐年下线量 (单位:吨)

可再生能源替代化石能源行动,为实现碳达峰碳中和目标作出积极贡献。以风电为代表的可再生能源在经过近20年的发展后,即将面临退役潮。如何回收和资源化利用退役风电机组,成为风电产业可持续发展难题。随着支持政策的不断出台,地方政府、能源企业、投资企业、主机厂、吊装企业、运维企业等都满腔热血地“冲进”退役风电机组回收领域。

退役风电机组涉及水泥基础、塔筒、发电机、齿轮箱、风机叶片等,其资源化利用的重点和难点是以叶片为代表的复合材料零部件,包括叶片、机舱罩、轮毂罩、挡雨环等。

自2021年首次将风力发电机用叶片回收写入“十四五”规划,到2023年《关于促进退役风电、光伏设备循环利用指导意见》出台,其间有大量退役风电叶片回收支持政策出台。然而,为何至今没有大量企业建成投产?本文从风电叶片等复合材料回收资源化过程中存在的问题进行分析。

多年来,经过持续技术研发,业内探索出多条叶片回收再利用技术路线,现阶段多种回收技术正在开展示范试点。

值得一提的是,在诸多回收再利用技术中,“再利用法”无法将叶片等固废“吃干榨净”,部分无法再利用的边角料、副产物等易被抛弃而污染环境;若进行焚烧处置,则是对固废资源的极大浪费,更易二次污染环境。

现阶段成熟的叶片回收产业化技术是“机械粉碎法”。叶片下线后,在现场通过环保切割设备将叶片分割成便于运输的块状,通过运输车辆送到叶片回收企业或者存放地。然后,将叶片固体废物经过撕碎、粉碎、分选、分拣、筛分等过程,再将巴萨木、泡沫、粘接胶、树脂玻纤粉、玻纤等分离并分别收集起来进行高值化、功能化利用。一般情况下,一条机械粉碎生产线的产能是6000—10000吨/年。再生粉末、再生纤维可作为塑料母粒和纤维增强塑料颗粒,用于生产工业用纤维增强塑料制品,如托盘、建筑模板、木塑板及拼装式建筑等。

“热解法”在现阶段也被广泛推广应用。热固性复合材料的热解产物包括热解气、热解油和再生玻纤等。其中,热解气占降解产物的60%以上,一般被用于为降解加热提供能量;属于环氧类固体废物的热解油的主要成分是酚类物质,具有高毒性,其产量较低,若不进行单体提纯,其价值极低,只能作为燃料替代烧掉。然而,此类热解油并不符合燃料油的标准,难以在市场流通。另外,撬装式热解装备因其间歇式生产的特点,会造成酚类物质排放,对人体危害极大。经过高温处理后,再生玻纤强度损失较大,再利用价值不高。再者,热解气、热解油作为能量使用会增加碳排放。

我国风电从2004年开始批量装机,到2024年底已并网超5亿吉瓦;叶片、机舱罩等复合材料产品累计总量超过620万吨。从2004年开始,年装机量逐步增长,但年装机增量不均衡。同时,5.2亿吉瓦的风机分布在全国30个省份;每个省份又有不同的风场,每个风场又有不同的业主单位。这就导致服役期满后,不同区域内年风机下线量不均衡。如图1所示,从产业分布和退役数据分析,回收企业很难将叶片集中进行处理和规模化资源利用。

表1中给出了2027—2038年21个省份叶片预计逐年下线量。对于风电叶片产业化回收的基本量,经过测算,根据运输半径,当处置费在1200—2000元/吨时,盈亏平衡点的收储量为5000吨/年左右;若由于收储环节的市场竞争,处置费降低到1000元以内,则无法覆盖现场分割、运输、工厂分割、粉碎等环节的成本,回收处置环节将处于亏损状态。

从表1可以看出,即使考虑“以大换小”而提前下线的量,2028年前大多数省份全年退役量也很难满足6000吨/年的下线量。因此,为了保障风电叶片回收产业的科学、合理、稳步发展,保证投资企业的利益,在叶片回收产业发展的初级阶段,合理控制产能和规划布局极其重要,否则将会造成大量重复建设和亏损。

截至2024年底,已有十余项支持和鼓励风电叶片回收的政策出台。各地积极开展以风电叶片为重点的回收产业招商引资,并出台相关标准和政策。例如,2022年底前,甘肃酒泉、宁夏银川、内蒙古锡林浩特、河北张家口、江苏南通和盐城等地,与至少14家回收处理企业签约。然而,仅3家真正投资落地。

退役风电机组回收再利用产业落地难,不仅在于固废资源难以集中、建设规模过大等问题,国有资产处置也是一大难点。特别是“以大换小”项目,由于风机具有资产属性,退役下线后难以实现账面资产核销,直接导致退役风机难以处置。对于国有资产的处置,其责任和自主权在央国企,而不在地方政府。地方政府为了集中叶片等固废资源,通过相关地方法规、制度进行规范,但市场经济的要求和无上位法的约束,导致集中退役风电机组等固废资源难度极大。

对此,曾有企业尝试通过整机竞拍方式进行处置。然而,由于风电主机等金属材料具有期货属性,价格浮动状态明显,导致后期遗留问题较多。一是拍卖拉高处置成本,企业面临利润降低或亏损风险;二是无价值但需要处置的叶片等一般工业固废,以及润滑油等危废,受总体拍卖利润影响,处置费用受到挤压。

综上所述,对于退役风机设备回收和资源化利用项目,无论是地方政府还是投资企业,一定要保持清醒的头脑,避免一味“跟风逐热”。对于投资项目应仔细调研技术可靠性、成熟度和经济性,尽量保障退役风机等固废原料来源的稳定性。尤其是地方政府,应尽最大可能保证支持政策的连续性、产业布局的合理性,避免为了招商引资而造成重复投资和建设,进而导致资本和资源浪费。同时,地方政府应与发电企业密切沟通,尽量保障退役风电资源的集中处置。

(作者系中国物资再生协会纤维复合材料再生分会秘书长)