百万吨叶片化身固体废料！面对未来风机退役潮我们该如何解决？

　　七十年代初期，石油危机现象加剧了能源紧缺，各国意识到石油能源存在高度有限性，于是开始注重寻找

　　风能的蓬勃发展解决了一定的能源紧缺，但也带来了全新的难题。今年12月初，国家能源集团龙源电力新疆公司达坂城风电二场的155台老旧风机逐渐停止了转动，以20年工龄正式退休。

　　风机在运转时，能为社会带来源源不断的能源和财富，但退役后也会形成庞大沉重的包袱。根据数据显示，我国在2030年将面临3万多台风机组，形成的固体废物将达到94.79万吨，退休的无用风机应该如何处理？这是我国风电产业迫在眉睫的难题碰块体。

　　什么是风电？风力发电原理就是将风能转换为机械能，之后再转换为电能机电一体化系统设计。我们可以说它是以太阳为热源、大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电机由风轮、发电机装置、调向器、塔架、储能装置等一系列配件构成。

　　我们对风电的误解普遍是风推动叶片，然而实际上叶片之所以能够旋转，是因为叶片横截面是不对称形状，致使风在通过时会造成上方压强小，下方压强大的现象，这种压差才是叶片旋转的动力来源。

　　中国风电发展迅猛，自2021年起陆上风电累计装机规模连续十二年位居全球第一。而我们之所以能获得如此耀眼瞩目的成就，还要在一定程度上“感谢”美国。

　　1973年石油危机爆发，世界各国加大风力发展。美国加利福尼亚州率先推行风电福利政策，瞬间吸引全球近九成的风电投资。但转眼间美国的福利政策于1985年到期，丹麦风电巨头维斯塔斯因此遭受惨重冲击，甚至几近破产。

　　恰逢中国此时正值改革开放制动过载系数，并且拥有大力发展风电的想法，于是在1986年，我国山东马兰风电场从丹麦维斯塔斯引进了3台V15-55/11kW型风电机组。

　　3年后，新疆地区凭借风力资源优势，在达坂城一马当先建成了全亚洲最大规模风电场。后来通过积极运作申请到丹麦政府的320万美元赠款，并依靠这320万美元进口了14台风电机组。

　　其实无论丹麦或者维斯塔斯是否出力相助，中国都会势必大力发展风电产业凯发k8官方网站登录。我国属于富煤少油、风能丰富的国情。长达1.8万公里的海岸线能提供相当充沛的海上风能鞍形键。根据勘测预估，我国5米至50米水深以内海域摆动从动件，风电可装机容量为5亿千瓦，可利用风能储量约为10亿千瓦，其潜力相当于45座三峡水电站。

　　所以中国无论如何都会点燃风电梦，只不过丹麦方面的鼎力相助，替我们提前揭开了风电发展的伟大篇章。

　　后来直到1999年，中国才掌握风电自研技术，推出了第一台国产风机——S600。2005年7月国家发改委出台政策：要求全国所有风电场设备都要达到70%以上国产率。

　　这项强制性的政策使得国产风机扶摇直上、得势崛起，但同时也让维斯塔斯早年间在中国的布局幻化为了一场泡影。

　　第二年，中国新增风电装机量一日千里，达到了133.7万千瓦，超过此前20年装机量总和。2007年中国内资新增风电装机份额为55.9%，外资为42.5%，国产风机首次完成对外企的超越。

　　接下来中国风电产业就进入了超车道，2016~2022年，中国风电累计并网装机容量持续飙升，截止2021年底达到3.28亿千瓦，其中陆上3.02亿千瓦圆锥内圈组件，海上2639千瓦。2022年底我国风电装机容量再次增长15.1%，来到了3.5096亿千瓦，同时发电量占比全国社会总发电量为8.6%。

　　并且在全球十大风电整机制造商中，中国企业就占据了六个席位，国产风电产业以精益求精之态，成功后来居上。

　　陆上风机的普遍寿命为20年，在未来的2~7年间，我国将迎来第一批退役风机浪潮。这个规模有多庞大呢？中国风能协会预测，2023年我国退役风机装机量为10万千瓦、2025年为50万千瓦、2030年为4473万千瓦。

　　今年六月，能源局颁发《风电场改造升级和退役管理办法》，提倡并网运行超过15年或者单机组容量小于1.5兆瓦的风电场进行自我升级。要知道国家早期因技术发展滞后，所以建造的风电场相当一部分都存在单机容量小、运行效率低的缺陷，目前国家推行该政策，就是想让一部分老旧风机提前退役，避免固体废物集中爆发。

　　一位风机制造企业负责人叙述道：以规模20万千瓦、单机容量5兆瓦、单叶片20吨的风电场为例，这些风机全部退役后，仅叶片重量就高达2400吨。并且全国此类风场比比皆是、不计其数，如何处理确实是个棘手难题。

　　事实上风机退役不仅是摆在中国面前的难题，全球多国目前都对风机废料束手无策。

　　比如欧洲，作为风电发展最早的地区，截止到2023欧洲大约有4000台风机濒临退役。美国也表示在未来30年内，全美风机叶片废料总量将超过210万吨。

　　那么他们是如何处理这些退休风机的呢？答案很简单粗暴，就地掩埋或者焚烧。英国、欧盟对于风机的处理方式无一例外都是掩埋焚烧，2022年3月美国怀俄明州还曾经对1000多个报废风机叶片进行切段堆积掩埋处理。

　　但这些方法显然不是正确处理方式，更无法应对未来十年间的大规模风机退休浪潮，它占用浪费大量土地资源，还会带来不可估量的环境危害。

　　那怎样才是正确无危害的处理方式呢？答案就是将退役风机剩余价值最大化，将包袱转变为财富。

　　中国物资再生协会的主任程刚解答道：一台风机可被拆解为塔筒、叶片、机舱及发电机等几部分，其中风机塔筒作为金属材质可以进行废旧金属处理，发电机、轴承作为机电产品也已经有成熟处理通道。理论上风机可回收比例几乎能达到百分之百，只有叶片处理起来极为棘手。

　　风机叶片是热固性复合材料，由玻璃纤维、树脂等原材料制成。这类材料加工成型后，虽然结构稳定且质量轻、强度高，但同时也极其难处理，只有在高温下才能降解。

　　梯次利用是现今叶片主流处理方式，对退休叶片经过评估后，将状态较佳的叶片优先选做风机备件，或者增加气动附件等等。

　　但这仍然不是长久之计，目前实现叶片资源化回收利用只有两种主流方式：物理法和化学法。

　　物理法就是通过切割、分拆等方式改变叶片形态，将其做成长椅摩擦衬片、顶棚等物品，或者切割成粒融入混凝土中，还能增强混凝土强度。

　　化学法就是利用高温、化学溶剂将叶片中的玻璃纤维和树脂分离，接着再进行进一步回收。但两种方式都存在技术不成熟、经济性较差的问题，未来仍需要不断打磨。

　　可以预料到，叶片退休后所产生的大规模固体废料确实会为我们带来一些麻烦，但科技界和产业界的共同探索必将为风电产业的绿色闭环提供一份满意的答卷，让我们拭目以待！