風電機組退役“大考”將至

本刊 | 夏云峰

攝影：何海青

面對越來越多的風電機組陸續(xù)進入退役期，提前展開謀篇布局已經(jīng)刻不容緩，加快技術路徑探索、政策體系完善以及商業(yè)模式搭建是當下業(yè)界亟需著手做好的重點工作。

中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會（以下簡稱“風能專委會”，CWEA）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2017年年底，我國風電累計裝機容量為1.88億千瓦，共有114254臺風電機組分布于全國各地。數(shù)量龐大的在役機組既催生出繁榮的運維市場，也給我們帶來了一個難題，隨著退役期的到來，這些臨近壽命終點的機組該何去何從？

從目前的情況來看，業(yè)界對此的關注遠遠不夠，尚未勾勒出可資借鑒的清晰路徑。在宏觀層面上，政策和標準體系也基本處于空白狀態(tài)。

“時間已經(jīng)很緊張了，行業(yè)必須馬上行動起來。”有業(yè)內專家呼吁。

市場已顯現(xiàn)，行業(yè)關注嚴重不足

風電機組的設計使用壽命為20～25年，按照這個標準，我國最早一批投運的機組正在陸續(xù)退役。

有媒體此前報道，在建于20世紀80年代末至90年代初的新疆達坂城風電場一、二期項目中，30多臺機組顯得老態(tài)龍鐘，出現(xiàn)塔筒外壁涂層脫落、漏油、發(fā)電效率下降等問題。而這只是我國即將到來的風電機組“退役潮”的冰山一角。

“預計到2020年，這個市場的規(guī)模會非常大?！敝胁目萍硷L電葉片股份有限公司（以下簡稱“中材科技”）副總經(jīng)理李永國在接受本刊記者采訪時指出，“尤其是在國家越來越重視環(huán)保的大背景下，退役機組的處理需求將會被引爆?！?/p>

數(shù)據(jù)很好地佐證了他的觀點。根據(jù)風能專委會的年度風電裝機統(tǒng)計，截至2000年，我國吊裝的風電機組數(shù)量達到683臺。這就意味著，在2020年前，會有同等數(shù)量的機組陸續(xù)進入退役期，需要業(yè)界對其作出適當?shù)奶幚怼?/p>

這里需要強調的是，683臺看似數(shù)量不大，但這背后隱藏著更為復雜的各個分系統(tǒng)的處置，特別是葉片，將以噸為計算單位。

更為嚴峻的是，自2020年開始，退役機組的數(shù)量會成倍增加，這也是由我國風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點所決定的。以2006年《可再生能源法》正式實施為標志，我國風電產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展期。截至2010年，我國累計吊裝了34485臺風電機組。從2000年-2010年的10年間，新增數(shù)量達到33802臺，這也將是在2020年-2030年間退役的機組數(shù)量。

事實上，對于風電機組等發(fā)電機組的退役問題，國家能源局在2016年12月8日發(fā)布的《關于加強發(fā)電企業(yè)許可監(jiān)督管理有關事項的通知》（國能資質〔2016〕351號）中曾明確規(guī)定，發(fā)電機組運行達到設計使用年限的，應當向所在地派出能源監(jiān)管機構申請退役，不得繼續(xù)并網(wǎng)發(fā)電。到期未申請退役的，由派出能源監(jiān)管機構進行公示并依法注銷許可。

該《通知》還要求，發(fā)電機組符合國家產(chǎn)業(yè)政策和節(jié)能減排政策，未納入政府有關部門關?；蛲Ｓ糜媱澋?，如需申請延續(xù)運行，應當于機組設計壽命到期前3個月向所在地派出能源監(jiān)管機構申請延續(xù)運行。同時，應按照國家及地方有關規(guī)定開展延壽改造、安全評估，并提供相應的證明材料。

但由于缺乏可以操作的細則，再加上沒有先例可供參考，這些規(guī)定在實際中并沒有得到很好的貫徹，一些風電機組甚至存在超期服役的現(xiàn)象。

據(jù)悉，各地能源監(jiān)管機構此前曾對所屬轄區(qū)內的超期服役發(fā)電機組情況進行過一次全面摸底。其中，南方能監(jiān)局和東北能監(jiān)局分別排查出18臺和34臺風電機組超期服役。

這種做法的弊端是顯而易見的。隨著運行時間超過設計值，逐步老化的設備出現(xiàn)墜落、折斷等風險的概率將陡增。與此同時，其運行效率會顯著降低。而在退役機組數(shù)量不斷增多的情況下，此類風險發(fā)生的可能性將進一步提高。

攝影：丁亞平

可以說，加快退役機組市場的建設已經(jīng)刻不容緩。然而，與之形成鮮明對比的是，整個行業(yè)對該問題的關注嚴重不足，相關的討論只是零散地見諸報端，各方面的工作缺乏系統(tǒng)性。雖然有部分企業(yè)開展過前期市場調研和技術研發(fā)，但多將其作為潛在業(yè)務進行儲備，投入嚴重不足。

改造與翻新，政策環(huán)境有待改善

從理論上來說，對行將退役的風電機組進行改造，即更換老化零部件、升級系統(tǒng)，使之壽命盡可能延長應該說是一個不錯的選項。

目前，部分廠家向市場推出了相關的業(yè)務：通過細致評估，借助適當?shù)募夹g改造，在控制維護成本的同時延長老舊機組的運行壽命，從而幫助客戶提高或者保持項目的盈利能力。

記者了解到，歐美是當前此類業(yè)務的主要應用市場，國內則鮮有案例。

“看似簡單的解決方案，在我國仍面臨著不少阻礙?！庇胁辉妇呙娜耸肯虮究浾弑硎?。

他解釋道，按照前述《通知》的要求，在實施機組改造前，必須向能源監(jiān)管機構提交申請；改造完成后，還應該做出安全評估，并提供相應的證明材料。這里牽涉到復雜的審批流程，加大了開展機組改造的難度。

此外，另一個難點是電價政策。20多年來，我國風電定價機制做出過多次調整。這些老舊機組經(jīng)過改造后再次投入運行將執(zhí)行何種電價，已有的政策文件中并未作出明確規(guī)定，使得開發(fā)商很難完全把控改造所帶來的經(jīng)濟性風險。

政策因素之外，技術層面也存在不小的挑戰(zhàn)。對于投運數(shù)十年的老舊機型，尤其是國內早期從國外引進的一批機組而言，在部分制造廠家倒閉，大部分機型停產(chǎn)的情況下，一些核心零部件已經(jīng)無處可尋。同時，這些風電機組的控制系統(tǒng)與現(xiàn)有版本存在很大差異，升級難度較大。

考慮到用現(xiàn)有的容量更大、技術更先進的機組取代老舊機型能夠顯著提高發(fā)電量，并降低征地、運維等成本，翻新就成為處理退役風電機組的另一條可行途徑，但這同樣受到審批流程繁瑣、政策不明晰等不利因素的困擾。

據(jù)了解，按照政策規(guī)定，對老舊機組進行翻新，需要重新選址和審批，這牽涉多個流程和政府部門，手續(xù)復雜。因此，風電企業(yè)對此多持觀望態(tài)度。

“實際上就是重新走一遍新項目開發(fā)的流程，完全沒有必要?！庇虚_發(fā)商表示，“還不如直接開發(fā)一個新的風電場來得簡單?！?/p>

與老舊機組改造相似，“以大代小”的做法也面臨著電價政策不明的問題。

媒體此前報道，2012年，曾有國家能源主管部門相關負責人表示，已經(jīng)開始關注風電機組的以大代小、以舊換新政策，但此后一直沒有就此釋放出太多有效的信息。

回收再利用，提升經(jīng)濟性是關鍵

無論是改造，還是翻新，都會產(chǎn)生大量廢棄材料，由此，合理處置這些材料就成為廢舊機組處理中至關重要的一環(huán)。

在整個風電機組中，相較于其他零部件，由于所用材料的特殊性，葉片成為了處理難度最大的部件。

縱觀全球，對退役葉片的主流處置方式包括堆放、掩埋、回收再利用三種。但因葉片所用的玻璃鋼等材料自然降解難度大，周期長，再加上占地面廣，通過堆放和掩埋方式處理葉片會造成大量白色污染，顯然不符合我國日趨嚴厲的環(huán)保政策要求。

“2000年，我在北京玻璃鋼研究設計院工作的時候參與過一個項目，將1964年以前掩埋的一些垃圾堆挖開，對里面的玻璃鋼板進行彎曲、拉伸等性能測試，發(fā)現(xiàn)其大多性能幾乎沒有變化。”李永國說，“玻璃鋼復合材料的性能在應用的前十年是增加的，十年之后就一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，而且會持續(xù)很多年?！?/p>

也正因為如此，歐洲、美國、加拿大、日本、韓國等地區(qū)都嚴禁通過掩埋的方式處理玻璃鋼廢棄物。

相對而言，回收再利用是一種更加環(huán)保的處置方式，主要包括物理回收、化學回收和能量回收三條路徑。物理回收是指采用物理的方法將葉片處理加工成可再次利用的材料；化學回收是運用化學方法分離出葉片中的可用部分，剩余部分采用物理回收方法再行處置；能量回收指的是采用焚燒的方法回收葉片中的可燃部分，并對剩余產(chǎn)物進行物理回收方法處置。

攝影：李少輝

在物理處理方式方面，國內外進行過多個技術路線的探索。比如，早在2012年，荷蘭嘗試將退役葉片用于兒童公園的構筑物。此后，荷蘭設計公司Superuse還將葉片用于城市建筑（如公共座椅）和戶外遮蔽場所（如公交候車亭）。當然，這種方式難以應對大規(guī)模風電葉片退役的問題。

此外，美國華盛頓州立大學與西雅圖的全球玻璃纖維解決方案公司（GFS）曾經(jīng)共同開展過退役葉片復合玻璃纖維材料的回收和制造工作。后者先將風電葉片切碎成手掌大小的碎片，再由華盛頓州立大學的研究人員進行提煉并加工成新型的復合材料。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，新材料可以與許多木質復合材料相媲美，回收后的葉片可以用于從地磚到塑料路面障礙等的不同途徑。

在國內，吉林重通成飛新材料股份公司則嘗試不經(jīng)過化學分離，將退役風電葉片直接破碎，經(jīng)篩選產(chǎn)生出占總質量30%的玻璃鋼粉末，用作地坪涂料的粉末增強劑或者防腐涂料的高價值添加劑。

在化學處理方式方面，丹麥奧胡斯大學的科學家組織開展了“DreamWind”研究項目，其目標是開發(fā)一種溶劑，可以在無需加熱和沒有其他限制條件下對葉片中的材料進行化學分離，這將使它能夠分離葉片中的不同材料。

能量回收方面具有代表性的案例是，德國的一家進行再加工葉片的工廠將葉片切成塊后粉碎，并將它們錘成與其他濕廢料混合，用于水泥制造工廠的燃料。

國內的中材科技則重點攻關更為綜合性的解決方案——水泥窯協(xié)同技術，即把玻璃鋼廢棄物先粉碎為粒徑10毫米大小的粒料，吹入水泥窯爐內，作為燃料燃燒，殘渣作為水泥原料使用。借助這種方式，可以把玻璃鋼廢棄物全部處理完畢。

在李永國看來，僅就技術層面而言，廢舊葉片的處置已經(jīng)不存在太多的障礙。目前的主要問題是上述技術手段的經(jīng)濟性還有待提高。“這些方式的應用成本依然較高，僅靠加工費用以及制成品的售賣收入還很難為廢舊葉片處置成本兜底。因此，目前多數(shù)技術依然處于小規(guī)模應用中?！?/p>

正是由于缺乏經(jīng)濟性，國內一些開展相關業(yè)務的企業(yè)選擇劍走偏鋒，導致因違規(guī)填埋而被罰款甚至被關停的事件時有發(fā)生。

除了葉片，李永國還特別提醒要重視廢機油以及電子元件的處理。

“機油的殘渣、清洗出的殘油，以及電池等電子元件都屬于危險廢物，對零部件上機油的清洗也會產(chǎn)生大量危險廢物。這些都需要單獨處理，否則將污染地下水、破壞生態(tài)環(huán)境?！彼f。

嚴把準入關，合力共建良性生態(tài)

在走訪中，多位專家都反復向記者提到了要完善政策體系。

眾所周知，一個新興市場的培育離不開良好的政策環(huán)境。從目前的現(xiàn)狀來看，在應對退役風電機組方面，政策體系還有諸多有待改進之處。

攝影：鄒大勇

有受訪者建議，國家主管部門應該在前期調研的基礎上，針對退役機組的翻新、改造，盡快明確審批和電價政策，做好簡化流程以及明晰細則的工作?！斑@樣可以加快早期機組的退役進程，積累出一些有益經(jīng)驗，為后面的風電機組大規(guī)模退役提供示范，最終推動整個市場進入良性發(fā)展中?！?/p>

在此基礎上，由于目前退役機組回收再利用的經(jīng)濟性仍需提高，李永國認為，應該從三個環(huán)節(jié)來構建前期的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)?！昂唵蝸碚f，前面要有錢，中間要有轉化能力，后面要有出口。也就是說，國家層面應該出臺優(yōu)惠政策，為退役風電機組的處理提供補貼或者優(yōu)惠的稅收政策；行業(yè)層面則應該加大技術研發(fā)力度，進一步優(yōu)化技術，快速降低成本；此外，還需要有一些支撐單位，比如市政與交通部門、水泥協(xié)會，在諸如政府采購中向退役機組處理的制成品傾斜，為這些產(chǎn)品找到市場消化出口?！?/p>

他還特別強調了規(guī)則在這一過程中的重要性，要求必須對市場參與者進行嚴格篩選，以此營造良好的競爭氛圍。

“為了避免在市場發(fā)展的初期，實力參差不齊的企業(yè)一擁而上，造成市場呈‘野蠻’生長之勢，設置準入門檻是必要的舉措?！崩钣绹赋觯皯尚袠I(yè)協(xié)會牽頭，組織相關各方共同建立資質認證體系，這相當于一塊‘敲門磚’，是進入行業(yè)的最低門檻。”

我國風電裝機容量多年保持迅猛增長，預示著未來退役機組處置的市場規(guī)模會十分可觀。若行業(yè)能夠未雨綢繆，盡早進行全方位布局，退役機組處置或許可以成為繼運維之后，風電市場的另一個增長點，為我國風電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。