半月谈记者 张文静 王铭禹
我国风电产业经过多年发展,创造了显著的环保效益和经济效益,但由于风机叶片使用寿命通常为20年至25年,大量已工作多年的老旧风机叶片将迎来“退役潮”。如何让老旧风机叶片“体面退出”或“变废为宝”?
风机叶片“退役潮”即将到来
中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会发布的《2022中国风电光伏设备循环利用产业发展报告》预计,到“十四五”末,中国将迎来第一批大规模退役风电机组,届时运行时长超过20年的老旧风电场规模将超过120万千瓦。到“十五五”末期,年退役风机规模将达到1000万千瓦左右。
如此巨量的风机退役后,如何回收利用?兰州理工大学能源与动力工程学院副教授李寿图告诉半月谈记者,风机的塔筒、轮毂、齿轮箱等部件都可作为废旧金属回收,但叶片的回收利用难度大。目前常见的办法是将风机叶片分割加工,用作养殖牛羊的围栏;或者将其粉碎,用于建筑材料。
风电场一角 胡虎虎 摄
“风机叶片一般由玻璃纤维、碳纤维和环氧树脂等材料,经加热固化工艺制成,质量轻、强度高,抗风能力强。也正因如此,这种复合材料的回收难度大、成本也高,目前国内外尚无规模化的理想回收方式。”中国科学院兰州化学物理研究所精细石油化工中间体国家工程研究中心研究员唐志诚说。
据介绍,现有的叶片回收模式包括机械粉碎法、热解法、化学降解法等多条技术路线,但从实际应用上来说,由于回收利用成本过高、易对环境造成二次污染,各条技术路线大多处于研究和探索阶段,更没有形成产业化。而且,回收利用责任主体不明确,市场缺乏统一规范和回收机制,商业模式还处于探索期,限制了风机叶片的回收与利用。
促进新技术应用,破解回收难题
为了应对风电设备退役潮,2023年8月,国家发改委等部门出台了《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》,从绿色设计、规范回收、高值利用、无害化处置等方面构建我国退役风电、光伏设备循环利用体系。
2024年1月,中共中央、国务院发布《关于全面推进美丽中国建设的意见》,提出加快构建废弃物循环利用体系,促进废旧风机叶片、光伏组件、动力电池、快递包装等废弃物循环利用。
政策推动叠加退役高峰来临,倒逼企业和研发单位寻找退役风机叶片资源化、高值化、绿色化回收利用的解决方案。在甘肃省科技重大专项(创新联合体)等项目支持下,唐志诚团队从退役风机叶片材料结构和理化性质出发,利用退役风机叶片材料质量轻的特点,通过物理破碎和化学处理方式,将退役风机叶片改性,应用于沥青混合料和水泥混凝土中。
2024年9月,利用上述方式处理后的退役风机叶片改性沥青混合料,在甘肃兰州清傅公路辅路上开展示范铺设。
参与合作的甘肃路桥善建科技有限公司副总经理、甘肃省领军人才王兆力介绍,双方累计开展10批次77组退役风机叶片纤维性能验证试验。退役风机叶片纤维改性沥青混合料路面运行5个多月,没有出现裂缝、车辙、脱落掉料等病害,与常规沥青路面性能暂无差异,初步示范成果表明,将退役风机叶片应用于改性沥青混合料技术路线可行。
据介绍,该技术今年还将继续示范,或将为应对风机叶片“退役潮”提供新方案。
研究人员认为,应加大对退役风机叶片回收利用关键技术的研发支持力度,破解回收技术瓶颈。同时,加强补贴和税收支持,提高企业参与积极性,引导和鼓励企业消纳固体废弃物。相关部门可在综合考虑成本、应用场景、市场需求等因素基础上,对新技术路线进行示范性推广应用,并协同产业链各单位深化研究,开展更多实地应用与性能验证,为规模化应用奠定坚实基础。