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機組退役難題如何解?

2020-06-17 來源:《風能》雜志作者:夏云峰 瀏覽數:4584

按照20 年設計壽命推算,我國最早投運的一批風電機組已經陸續步入“暮年”,少數項目更是需要進行退役處理。未來幾年,大批量風電機組的退役期就將到來。然而,本刊記者在走訪中了解到,這一問題尚未成為各方關注的焦點,與之相配套的制度安排、技術儲備基本處于缺位狀態。這些都表明,要為應對機組“退役潮”做好準備,時間非常緊迫,業界應當立即著手推進相關工作。

  按照20 年設計壽命推算,我國最早投運的一批風電機組已經陸續步入“暮年”,少數項目更是需要進行退役處理。未來幾年,大批量風電機組的退役期就將到來。然而,本刊記者在走訪中了解到,這一問題尚未成為各方關注的焦點,與之相配套的制度安排、技術儲備基本處于缺位狀態。這些都表明,要為應對機組“退役潮”做好準備,時間非常緊迫,業界應當立即著手推進相關工作。
  
  “非主要矛盾”的棘手問題
  
  在采訪過程中,當被問及我國風電機組退役問題有可能將在何時迎來爆發時,多數受訪人認為2025 年是關鍵節點。
  
  背后的邏輯在于,2005 年是我國風電產業發展史上的一次分水嶺。這一年,可再生能源法由第十屆全國人民代表大會常務委員會第十四次會議審議通過,于次年1 月1 日正式施行。受此重大利好因素的刺激,我國風電產業進入快速的規?;l展階段。
  
  梳理這段發展歷程可以看出,截至目前,我國風電行業經歷過三輪高速發展時期。第一階段始自2005 年,到2010 年結束,此后進入兩年的調整期。從2013 年年中開始,產業擺脫下滑趨勢,在行業環境得到有效凈化的形勢下,實現新一輪有質量的增長,新增裝機容量在2015 年創新高。隨后受前期搶裝透支需求的影響,2016年、2017 連續兩年的新增裝機容量出現下滑,但2017年的降幅趨緩。在新的電價下調截止時間臨近導致“搶裝”、“三北”地區棄風限電改善促使投資回流、分散式風電崛起、海上風電加速發展等多重因素驅動下,2018 年的新增裝機容量止跌回升,2019年再創新高。這意味著,2025 年后我國風電機組同樣會迎來幾次“退役潮”。
  
  新疆金風科技股份有限公司全資子公司北京金風慧能技術有限公司總經理楊建告訴本刊記者,如果以20 年的運行壽命計算,我國風電機組的第一次退役高峰將出現2025―2030年間,預計涉及4400 萬千瓦的老舊機組;第二次高峰將在2031―2035 年間,預計涉及1億千瓦的老舊機組;第三次高峰會在2036―2040 年間,預計涉及1.18 億千瓦的老舊機組。
  
  “當然,市場發展往往受到一些特殊因素的影響,比如劃定生態紅線、淘汰落后產能等。此外,或許對于老舊風電場來說,運營10 年或15年就會壽終正寢,需要處置。所以,機組退役問題也可能提前爆發。”他補充說。
  
  這些總數不少于10 萬臺的機組接近設計壽命時,需要確定是通過技改來延長壽命,還是進行更新換代。而與之相伴相生的一個難題是廢棄零部件的處置,尤其是葉片的回收再利用。對復合材料葉片有著深入研究的專業人士文韜撰文指出,制作風電機組葉片的主要材料為聚合物基復合材料(樹脂基復合材料,俗稱“玻璃鋼”),其基體材料為環氧樹脂,固化后無法再進行二次利用,玻璃纖維則固化在纖維體中,回收難度極大,面臨著環保和高成本的問題。
  
  據他初步估計,這部分材料的用量達到百萬噸之巨。“按照2019 年的累計裝機規模以及15 公斤/千瓦的復合材料用量來計算,我國所有已安裝風電機組的葉片復合材料用量高達350 萬~ 400 萬噸。”
  
  然而,綜合已有的公開報道以及本刊記者的近期調研來看,對于機組退役這個即將到來的棘手問題,從政府主管部門到風電企業,給予的關注度仍然很低,多數表示“開始關注”,但所做的工作僅限于開展前期市場調研、進行技術研發探索,相關投入嚴重不足。
  
  楊建認為,這主要是由機組退役并非當前風電發展的主要矛盾所致。“2005 年,我國風電新增裝機50.7 萬千瓦,至今運行了15 年,還不到退役時間。此外,2005 年的累計裝機容量為125 萬千瓦,僅占2019 年累計裝機容量的0.52%,規模很小,且單機功率大多數不超過1MW。”
  
  與此同時,近兩年,伴隨風電平價上網政策的落地,各大開發企業都將注意力集中于獲取新建項目資源,盡可能地擴大自有新能源資產規模,因此,短期內不太可能在已建項目上耗費過多人力和物力。
  
  政策以及技術空缺亟待填補
  
  關注度不足的最直接結果就是相關政策和技術的缺失。對于退役風電機組而言,無論是開展技改延壽,還是進行更新換代,目前均缺少審批和電價等方面政策的支撐。
  
  值得一提的是,早在2016 年12 月8 日,國家能源局在《關于加強發電企業許可監督管理有關事項的通知》(國能資質〔2016〕351號)中就明確要求,發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管機構申請退役,不得繼續并網發電。到期未申請退役的,由派出能源監管機構進行公示并依法注銷許可。發電機組符合國家產業政策和節能減排政策,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管機構申請延續運行,并應按照國家及地方有關規定開展延壽改造、安全評估,提供相應的證明材料。
  
  除這份文件以外,記者通過檢索并沒有找到其他與風電機組退役相關的政策文件。
  
  據了解,由于沒有配套的落地細則,再加上缺少先例可循,《通知》中有關機組延壽運行的規定在實際中并沒有得到很好的執行。對于采取“以大代小”的更新換代處理方式,目前更是沒有任何具體的政策規定。若是參照新建項目審批流程執行,會牽涉多個流程和政府部門,手續繁雜。
  
  有開發企業負責人曾坦言,“這實際上就是重新走一遍新項目開發的流程,完全沒有必要,還不如直接開發一個新的風電場來得簡單。”
  
  電價則是另一個困擾退役機組處理的政策因素。此前的20 年間,國家主管部門對風電定價機制進行過多次調整。那些老舊機組經改造后多發的電量,或者經翻新后再次投入運行會執行何種電價,現有政策文件并未做出明確規定。面對平價上網時代的到來,這個問題會變得更加復雜。在這種情況下,開發企業將難以充分把控翻新所帶來的經濟性風險。
  
  政策層面之外,處置退役機組的技術手段也十分欠缺。
  
  據文韜介紹,葉片是風電機組退役面臨的最大難題,在露天堆放、填埋或焚燒等傳統處理方式的基礎上,為了更加環保地解決葉片回收的問題,目前存在三種較為主流的葉片處置嘗試:將葉片拆解,用于市政建設等領域;將葉片打碎,回收后添加到建筑材料中,增強其材料性能;通過化學方式,將葉片所用的復合材料分解后進行回收再利用。
  
  在他看來,現有的葉片回收處理技術手段只能被視為臨時性處理方案,無法滿足大量報廢葉片的回收需求。“這些手段缺少專業的解決方案和裝備,多數研究也僅限于實驗室階段,無法達到工程化階段。它們中值得大規模推廣的寥寥無幾,或因經濟性不強,或是對生態環境不夠友好。”
  
  除了葉片因不可降解處理回收困難外,無論是直驅機組還是雙饋機組,塔筒的再利用、發電機的回收處理、增速機的再制造以及基礎用鋼材的回收利用等機組退役問題,都需要專業廠家開展深入的專題研究。另一個應當探索的方向是,部分運行良好的1.5~2.0MW 機型退役后是否可以通過再制造,用于千瓦級風電機組風電場的更替,最大限度地提升退役機組的利用效率。
  
  應對機組退役必須未雨綢繆
  
  業內人士普遍認為,對于風電機組的大規模退役問題,政策制定必須具有前瞻性,盡早啟動相關工作,做到未雨綢繆。
  
  楊建建議,應由國家主管部門牽頭,組織開展調研,收集各地區老舊風電場的運行情況、地方政府的發展規劃、老舊風電場翻新改造技術、各個風電開發企業的建議等信息,“在2025 年之前出臺機組退役或老舊風電場處置的相關政策”。
 
  他認為,政策需要靈活,以引導提質增效為核心,涵蓋以下原則:
  
  第一,主推對退役機組通過“以大代小”的方式進行翻新,在電網容許的情況下最大限度增擴容量,實現平價上網,節約土地資源,提高發電性能。
  
  第二,鼓勵提前技改,早技改早收益。非增容的技改部分在服役期限內仍然享有補貼電價,到服役期限后執行平價上網政策;增容部分執行平價上網政策。
  
  第三,到服役期限前一年對性能較好的機組開展壽命評估,實施小型技改,延壽以5 年為一個評價周期,電價執行平價上網政策。第四,盡可能地簡化審批手續。
  
  針對加快技術儲備的問題,文韜在接受采訪時呼吁,開發企業應當投入一定資金作為退役機組處理費用,聯合葉片制造企業、整機企業以及科研院所等一道研究解決方案。同時,在前期階段,國家也有必要為相關技術與裝備的研發提供適當資助。
  
  此外,有業內專家曾在接受本刊記者采訪時強調,應該從三個環節來構建退役風電機組回收再利用的前期商業生態系統。“簡單來說,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惠政策,為退役風電機組的處理提供補貼或者優惠的稅收政策;行業層面則應該加大技術研發力度,進一步優化技術,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,為這些產品找到市場消化出口。

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風電
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