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随着我国最早一批风电场设计运行年限的临近,风电退役问题成为行业面临的主要问题之一。
据统计,截至2005年年底,全国共计运行1250MW、1827台风电机组,按风电机组设计寿命20年测算,至“十四五”末期,即2025年年底,全国将有同等规模风电场、同等数量的风电机组面临退役。
下表数据显示,从2006年开始(暨《可在生能源法》正式施行),我国风电累计装机基本逐年翻倍。因此,如果认为“十四五”是风机退役的起始,“十五五”则是风机退役问题的第一个高峰。截至2010年年底,全国共计运行44734MW、34483台风电机组,按风电机组设计寿命20年测算,至“十五五”末期2030年年底全国将有同等规模风电场、同等数量的风电机组面临退役。
风电项目退役
退役是指风电机组到达设计寿命前或设计寿命时,采取一次性解列拆除全部风电机组及配套设施,并对场址进行植被恢复,原场址不再建设新的风电项目。
退役的原因主要包括风电机组实际发电效率低下,发电能力差;风电机组设计制造技术不足,机组环境适应能力差,造成风电机组故可靠性低,性能无法满足安全要求,存在较大的安全隐患;风电机组技术指标不能满足电网要求;风电机组的零部件采购困难,运维难度大,导致风电机组运维成本高或无法进行运维;风电机组到达设计寿命时,存在严重影响机组或风电场的结构完整性或者预计会导致机组损坏的缺陷,且难以进行技改或需要难以承受的经济成本进行技改;因其他原因,项目业主自行选择风电机组退役;风电机组涉及环保、林草、军事等因素被要求退役;风电机组未经审批超期运行。
风电机组退役按照申请退役时的服役时间可以分为提前退役和直接退役。
提前退役是指风电机组到达设计寿命前采取一次性解列拆除全部风电机组及配套设施,并对场址进行植被恢复,原场址不再建设新的风电项目。
直接退役是指风电机组到达设计寿命时采取一次性解列拆除全部风电机组及配套设施,并对场址进行植被恢复,原场址不再建设新的风电项目。
政策难点
目前政策对风电机组退役仅有要求,但无具体审批流程及操作细则。开发商希望退役流程明确,退役过程安全经济。政府则需要保证风电机组退役不会产生较大社会影响和环境影响。
政策难点解决方案
建议未到设计寿命的风电机组项目业主可自行确定并申请风电机组退役,到达设计寿命的风电机组,项目业主应当主动申请退役,不得继续并网发电。到期未申请退役的,由所在地派出能源监管机构进行公示并依法注销许可。
对风电机组退役流程提出以下建议:项目业主申请风电机组退役前需认真评估机组退役条件及社会稳定工作,制定具体退役计划,提前半年由地方政府和项目业主共同向所在地派出能源监管机构申请,所在地派出能源监管机构结合风电机组退役的实际情况,充分考虑退役影响,经统筹安排后予以备案。经所在地派出能源监管机构备案后,项目业主需要制定具体风电机组退役实施方案,并通过相关部门审查,取得批复文件。项目业主将各部门批复交给所在地派出能源监管机构,申请组织实施风电机组退役及电力业务许可证变更,获得所在地派出能源监管机构批复并完成电力业务许可证注销后,方可组织实施风电机组退役。退役实施后,征用土地由原项目审批土地部门收回。
项目业主负责风电机组及风电场配套设施的拆除及处置,并对风电场区进行植被恢复。风电机组及风电场配套设施的处置需经济环保,满足国家环保政策要求。对于风电机组因涉及环保、林草、军事等因素被要求退役且退役后以一定比例规模的新建项目置换,其它风电机组退役置换情况,应服从政府及能源主管部门的相关政策及管理办法要求。
风电项目退役后不予置换形成的容量缺口,由各省能源主管部门按照有关技术规范要求组织编制本地区的退役置换风电项目年度开发建设方案,并上报国家能源局,国家能源局负责风电项目退役置换机组工作的统筹管理,对各省上报的退役置换风电项目年度开发建设方案进行审批。退役置换风电项目年度建设方案不受新建风电项目方案影响,由国家能源局按年度单独审批。
技术难点
风电机组退役的技术难点主要集中在风电机组及配套设施的回收处理,目前尚无相关标准或技术规范要求。
风电机组退役后,需要采取一定的措施对包括对基础、塔架、整机、叶片、集电线路、电气设备、升压站建筑进行处理。基础中的混凝土一般不能再次利用,可将其破碎加工后,重新用于混凝土材料的生产,减轻废弃混凝土对环境的影响,但若考虑回收的经济性,一般直接就地废弃。基础中的钢材、塔筒可作为废品报废处理,回收残值或经过评估之后二次利用。整机中的发电机、齿轮箱、主轴和电气设备等可采用以旧换新、二次维修使用的方式处理或作为废品报废处理,回收残值。主机中的其他金属材料、集电线路的电缆和导线可作为废品报废处理,回收残值或经过评估之后二次利用。除此之外,蓄电池等电子元器件及废旧油品、油脂属危险废物,需要项目业主委托给有处理资质企业回收处理。升压站建筑设施依据具体情形拆除或保留。
在整个风电机组中,叶片是处理难度最大的部件。叶片主体材料为聚合物基复合材料,俗称玻璃钢,是一种热固性复合材料,无法简单进行再利用。叶片基体材料为环氧树脂和玻璃纤维,环氧树脂固化后无法二次利用,玻璃纤维固化在纤维体中,回收难度也极大。
结合国内外研究及案例,对退役叶片的处置主要包括堆放、掩埋、回收再利用三种情况。玻璃钢等材料自然降解难度大、周期长、占地面广,通过堆放和掩埋方式处理叶片会造成大量白色污染,显然不符合我国日趋严厉的环保政策要求。相对而言,回收再利用是一种更加环保的处置方式。叶片的回收利用主要有三种方式,包括物理回收、化学回收和能量回收。
仅就技术层面而言,废旧叶片的处置已经不存在太多的障碍。目前的主要问题是上述技术手段的经济性还有待提高以及能否大批量处理叶片且不会造成环境影响的问题。欧洲风能协会、欧洲化学工业理事会和欧洲复合材料工业协会发布的《加速风机叶片循环》报告中也指出,现有风机叶片循环利用技术多种多样,但这些解决方案尚未具备产业规模和经济竞争力,应对风机叶片回收的最佳策略是将设计、测试、维护、升级和适当的回收技术结合起来,以确保其在整个使用周期内发挥最大价值。
技术难点解决方案建议
建议国家或行业尽快制定退役风电机组及配套设施的处理技术标准和规范,在未出台相关技术标准和规范前,企业自行评估、自行采取环保方式处理退役风电机组及配套设施,且需优先考虑回收再利用的方式,避免资源浪费。对于无法处理的零部件,建议采用先集中存放,等待先进且经济的方式再进行处理。具体处理方案需以专题报告的形式,由环保部门审查批准。
国家应提供政策和资金支持,鼓励相关企业与科研机构积极合作,重点解决大规模退役风电机组及配套设施处理的技术、经济、环保问题。
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