內蒙古一個偏遠的戈壁灘上,上百支灰白色的“巨臂”斜插在黃沙中,像是大地伸出的枯骨,不遠處,另一個風電場的空地上,幾十支風電葉片橫七豎八地疊在一起,長度和波音737的機翼差不多,風吹日曬之下,葉片表面的涂層已經開始剝落,沒有人來處理它們。
過去二十年,中國風電裝機容量從零增長到超過6.5億千瓦,這些“白色巨人”平均使用壽命20到25年,第一批大規模安裝的風機,正好到了該“退休”的年紀,塔筒可以拆了賣廢鋼,機艙里的銅和鋁也能回收。
唯獨葉片,沒人知道怎么處理,一個風電場的葉輪從六十多米高空緩緩吊下之后,那些曾在天上轉了二十年的“巨翼”,落地之后就成了全行業最頭疼的巨型垃圾。
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中國風電的大規模發展始于2006年,按照20年的設計壽命計算,2025年正好是退役的起跑線。
2025年,全國退役風電機組達到1800多臺,2025年退役葉片約8112噸,這個數字只是開始,到2028年,退役葉片總量將飆升至41萬多噸,到2029年更是高達約71.5萬噸。
業內預測,到2030年全國年退役機組將突破10GW,隨之產生300萬噸固體廢物,其中超過50萬噸是葉片,50萬噸復合材料葉片,像一群“沉睡的巨人”橫亙在風電產業的最后一段路上,全球范圍來看,到2030年全球累計退役葉片約4300萬噸,中國占比約40%,到2050年,全球廢棄葉片總量將從2025年的約20萬噸暴增至260萬至600萬噸。
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一臺退役的風力發電機組拆開之后,塔筒、機艙、發電機這些部件各有去處,塔筒是鋼材,切割之后當廢鋼賣,發電機里的銅和鋁可以回收,有研究指出,一臺1.5兆瓦風機每千瓦用鋼量約0.11噸,用銅量2.9到3.52千克,除了葉片之外,85%到90%的部件都可以回收利用。
葉片不一樣。
風電葉片主要由玻璃纖維、碳纖維和環氧樹脂等熱固性復合材料制成,這種材料在服役期間表現出色,輕便、堅韌、抗腐蝕,但它有一個致命問題:一旦固化成型,就無法再熔或重塑,金屬可以回爐重煉,塑料可以加熱重塑,葉片不行,它不能被熔化,不能被分解,在自然環境中幾乎不會降解。
中國工程院院士邢鋒在第802次香山科學會議上說,當前風電葉片、光伏組件和動力電池的回收率均遠低于預期,若處理不當,“綠色動能”有可能變成“綠色負擔”,葉片的處置難題,已經成為制約風電產業可持續發展的“最后一公里”。
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過去幾十年,全球處理退役葉片的主流方式只有兩種:填埋和焚燒。
填埋看起來最簡單,把葉片切割之后直接埋進土里,但這種方法正在被越來越多的國家禁止,原因很直接:葉片占用土地面積太大,一個總裝機20萬千瓦的風電場。
如果所有葉片平鋪擺放,占地面積比三個足球場還大,而且葉片中的復合材料在自然環境中無法降解,會長期存在于土壤中,影響土壤結構和肥力,阻礙植物生長,處理不當還會釋放有害物質,污染土壤和地下水。
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焚燒是另一種選擇,但焚燒熱固性復合材料會釋放有毒氣體和溫室氣體,一臺風機辛辛苦苦發了二十年清潔電,最后燒掉的時候反而排放污染物,這與風電的綠色初衷背道而馳。
德國、荷蘭、芬蘭等國家已經禁止將退役葉片進行填埋處理,歐洲預計到2030年每年退役葉片將達5.2萬噸,填埋這條路正在被堵死,中國目前還沒有全國性的填埋禁令,但隨著環保政策收緊,這只是時間問題。
為了不讓葉片進填埋場,全世界都在找替代方案,目前主流的技術路線有三條:物理法、熱解法、化學法。
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物理法是目前最成熟的方法,把葉片切割、破碎、研磨,提取玻璃纖維,用來做建筑材料、物流托盤、步道板材,鹽城遠實能源科技有限公司用退役葉片的復合材料生產環保托盤,可循環使用超過30次。
天津龍津節能科技有限公司建成了年處理1500噸退役葉片的生產線,問題在于:物理法只能利用30%到40%的玻璃纖維,產品附加值低,一個葉片幾十噸重,最后只能做成幾百塊錢的托盤,經濟上不劃算。
熱解法在高溫無氧條件下把樹脂分解,回收纖維,但單噸處理成本超高,需要消耗大量能源,化學法通過溶劑解聚樹脂,回收質量更高的纖維,但溶劑回收率不足60%,容易造成二次污染,兩種方法目前都停留在實驗室或小規模試驗階段,距離產業化還有很遠的路。
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技術難題之外,還有一堆現實問題。
風電葉片回收面臨的一個核心障礙是“收不上來”,截至2023年底,全國風電裝機容量約4.4億千瓦,分布在全國30個省份,風場分屬不同的業主單位。
一臺風機退役了,葉片怎么運到幾百公里外的處理廠,葉片長度動輒四五十米,單支重五六噸,運輸本身就是高成本、高風險的工程,把葉片從塔筒上安全拆下來、現場切割到6米左右才能上公路運輸,這一套流程下來,成本已經花出去不少。
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有業內人士透露,在某地現場,大概200畝的土地被葉片占據,業主已經付費給處置公司,但這些公司缺乏處置能力,并未對葉片進行處理,不具備處置能力的公司僅憑低價競標獲取葉片,隨后采取簡單切割、焚燒等粗暴方式處理。
既然舊葉片處理不了,能不能從源頭改變。
答案是:正在做。
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時代新材研發出全國首套可回收風電葉片,采用可回收熱固性樹脂,退役之后,葉片切割成合適大小,在溫和條件下完成樹脂解聚,玻璃纖維的強度保留率高達85%,再生樹脂可直接用于手糊樹脂、環氧地坪等產品,相比傳統填埋或焚燒,全生命周期碳足跡可減少26%以上。
可回收葉片的玻璃纖維回收率可以達到85%,2025年3月,全國首套可回收風電葉片已經發往風電場投入應用。
但這只是第一步,可回收葉片的成本比傳統葉片高,大規模推廣還需要時間,而且已經安裝的幾十萬支傳統葉片,不可能全部換掉,它們退役之后,該填埋還是填埋,該焚燒還是焚燒。
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風電葉片退役問題不只是環境問題,也是經濟問題。
按當前廢鋼、廢銅回收價格計算,到2030年全國退役風機中廢鋼、廢銅的可回收價值預計可達240億元左右,但這240億里,葉片貢獻的份額微乎其微,真正值錢的是塔筒、機艙、發電機,葉片是倒貼錢的。
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如果未來十年找不到經濟上可行的葉片回收方案,50萬噸葉片將變成50萬噸無人愿接的工業垃圾,堆在戈壁灘上,埋在土里,燒在爐子里,每一支葉片,都是風電產業綠色神話背面的一道灰色裂痕。
那些曾在高空追風二十年的“巨翼”,落地之后成了全行業最不愿面對的“遺物”,風還在吹,風機還在轉,但第一批退役的葉片已經堆在那里,等著一個還不知道在哪里的答案。
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