【导语】近日国家发展与改革委员会等部门印发了《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》(以下简称《意见》)。对退役光伏、风电设备循环利用给出了框架性的指导意见。未来退役的风电、光伏设备将会逐步增加,对其进行回收再利用的配套体系建设将是未来重要发展方向。
伴随我国新能源产业的发展,清洁电力能源设备的应用不断增加,这其中风电和光伏发电是这一领域典型应用方式。近年来,我国风电及光伏发电的装机容量呈现指数型快速增长。这得益于这类能源带来的社会环保效益,尤其是近两年“双碳”目标的提出,使得风力及光伏发电设备不断增加,同时也在迅速迭代升级。
根据能源局等数据统计,我国的风力及光伏发电装机容量正在迅速增长。风力发电发展相对较早一些,从2006年200多万千瓦装机量,现已迅速跃升,2022年年底累计装机容量已经达到了3.7亿千瓦。而光伏发电则是后起之秀,2014年至今不到十年时间,光伏发电累计并网容量已经达到了4.7亿千瓦。
而随着新能源产业不断快速发展,相关设备技术升级以及服务年限到期使得前期投入的新能源发电设备开始进入退役期。
我国风电设备退役情况
以风电为例,伴随市场年规模扩大与机组运行年限增加,大量在役机组正陆续到达设计使用寿命。风电退役换新市场规模呈现指数级增涨。陆上风电机组的设计寿命一般为20年。根据2023年6月能源局发布的《风电场改造升级和退役管理办法》之规定,发电企业应依法依规负责风电场改造升级和退役的废弃物循环利用和处置。据此计算,从2023年开始将会陆续有到期需退役的风电机组。根据CWEA(中国可再生能源学会风能专业委员会)的数据,2023年中国退役风电机组达到980台,装机容量为54.6万千瓦;到2025年将达到1800多台,装机容量为125万千瓦;而到2030年退役机组数量将超过3.4万台,装机容量约4500万千瓦,粗略估计回收的废钢量可达495万吨。
而随着风电机组技术升级及政策推动加深化,风电机组并网容量增速加快,这也相应导致后期退役风电机组设备数量增速加快。根据现有安装增速及存量,预计2040年退役机组容量将达到2.9亿千瓦,数量可谓庞大。
区域性分布来看,江苏、宁夏、广东、重庆、河北是现阶段退役风电机组产生的主要地区。根据CWEA的数据,截至2022年底,中国累计退役的风电机组共计604台,容量为93万千瓦,远超过估算值。其中江苏、宁夏、广东、重庆、河北地区退役的机组占比达到了80%。这与以上地区风电运用较早有一定关系。
退役设备回收价值较高 现有体系仍有提升空间
风电机组设备退役后有较大的回收价值。《意见》中重点任务部分有提到,要重点聚焦风电机组中的基础、塔架、叶片、机舱、发电机、齿轮箱、电控柜等部件的再利用。以一台2MW的风力发电机为例,其生产所用的各类材料占比大概如图5所示。可以看到,其中钢和铁的质量占比大概有80%,主要应用于制作风电机的支撑结构,退役后这些材料可以作为废钢铁回收再利用。而叶片部分的主要材料则是由玻璃纤维和碳纤维树脂形成的复合材料。
长远来看,风电设备回收利用价值可观。风电机组应用大量钢铁材料,可用于回收废钢铁,以1.5兆瓦风机为例,该机组每千瓦用钢量为0.11吨。若按照3000元/吨的废钢价格来计算,到2030年粗略估计累计回收价值可达240亿元左右。而后期退役和技术升级带来的退役机组数量还将增加,国内对于该领域废钢铁回收的需求具有迫切性。
从现有的回收情况来看,目前叶片的回收处理难度较大,主要是环保成本较高。上文说到,叶片主要是由复合材料制作而成,而复合材料在化学交联过程中具有不可逆性,不可再融化、重塑或自然降解。目前国际上主要采用三种方式,第一类是技术处理后再利用,比如粉碎法和降解法;第二类是将退役的叶片再制造进行再利用;第三类是将退役叶片销往欠发达地区继续应用。
我国目前针对于退役机组回收处理的技术尚未成熟,市场机制还不够完善。在处理过程中面临环境污染风险以及成本较高的难点。所以《意见》中也针对性的提出,要规范固体废弃物无害化处置,重点任务中提到要完善设备回收体系,发展退役新能源设备拆除、运输、回收、拆解、利用“一站式”服务模式。这一点也和再生资源企业发展战略目标较为一致,侧重于趋向于集中化、一体化。
结语
《意见》为后续退役新能源设备的回收利用指明了方向,给出了明确的任务目标。《意见》中尤其提到要鼓励第三方专业回收、提倡“一站式”服务模式。而再整资源准入企业将会是最适合不过的入局者。而后续国家相关部门也会进一步强化资金和政策方面的支持,鼓励对于退役风电、光伏设备进行循环利用项目的支持。相信针对这一领域来说,目前还仅仅是个开始,未来发展前景可期。
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