风光设备大规模退役将至，如何打通回收处理“最后一公里”？
2024-07-0508:31
▲一处风机叶片拆解现场。资料图片
作为新兴固废，退役风电和光伏设备因具有环境与资源的双重属性，并同时包含一般固体废弃物和危险废弃物，其规范处置成为循环利用的重要环节，也成为当前环境监管的焦点问题之一。
据近日生态环境部官网消息，为促进废弃设备及消费品进入规范回收处理主渠道，生态环境部拟在全国范围内集中开展违法拆解废弃设备及消费品污染环境专项整治，并已在生态环境部政府网站开通“废弃设备及消费品非法拆解处理污染环境投诉举报专栏”，重点征集废光伏组件、废风机叶片等6类废弃设备和消费品拆解处理活动中的污染环境问题线索，严厉打击非法拆解污染环境行为。
“当前，我国退役风电和光伏设备循环利用呈现规模化的新趋势。统计数据显示，2023年，我国退役风电设备回收金属等资源5万多吨；回收光伏组件约10万多片，回收资源6000多吨。但是，针对即将大规模退役的风机叶片，目前尚无全面推广的回收技术和处理标准，同时也没有针对大宗工业固废回收的法律法规和行业体系，因此，退役叶片处置成为当前难点之一。此外，光伏组件回收利用的工序较多、流程较长，整个工艺路线及每道工序必须优先考虑的是在无害化前提下进行资源化利用，再加上小工厂、小作坊对正规企业生存空间的挤占，造成正规企业光伏组件回收利用的盈利能力偏弱。”在近日召开的中国风光设备循环利用大会暨辽宁风光设备循环利用产业促进会上，一位业内专家向记者表示，退役风电叶片、光伏组件的回收体系、技术标准、污染控制标准等瓶颈问题，仍需通过产、学、研深度融合进行解决。
风光设备循环利用市场总额将超1500亿元
据中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会主任程刚齐预测，2025年—2035年，风电和光伏设备循环利用市场总额将超过1500亿元。届时，这一领域将形成规模化发展态势。退役光伏组件处置市场的规模化发展主要取决于具体政策，可能相较退役风电设备循环利用会推迟3年—5年。
中国物资再生协会风光设备循环利用专业委员会预计，到2025年，我国将迎来第一批大规模退役风电机组，退役的老旧风电场规模将超过1.2GW；2030年—2035年间，累计退役风机规模将超过100GW；2036年—2040年间，累计退役风机规模将达到150GW。与此同时，自2030年开始，我国将进入光伏组件报废密集期，至2030年，累计待回收容量将达到90MW；从2035年开始，待回收总量将呈爆发式增长；2040年，预计累计回收量将达到254GW。
据业内人士介绍，退役风电和光伏设备的循环利用技术路线基本可以遵循拆解（拆除）预处理—部件再制造（功能修复）—材料级回收利用的基本原则。
根据未来我国3年—5年内需要退役的风力发电机组数量将达上万台来估算，拆除后将产生约2000万吨废弃物资。其中，废钢铁、废铜、混凝土及复合材料等一般固体废物近1970万吨，废矿物油、废铅酸蓄电池等危险废物约30万吨。
退役风光设备回收处理有哪些突出环境管理问题？
“从整体层面看，退役风力发电机组呈现出废物产量大、种类复杂、危害性大等特点。”一位业内专家向记者表示，目前，退役风力发电设备回收处理突出环境管理问题包括拆解处理环节环境风险交织叠加，回收成本高、堵点多，废物资源化程度有限，配套环境管理政策供给不足等。
例如，在拆解处理环节，风电机组叶片和钢制塔筒的切割、齿轮箱的拆解、混凝土基础底座的破碎等环节可能产生扬尘；拆解过程产生的废弃铅酸蓄电池、废旧齿轮润滑油等危险废物可能发生“跑冒滴漏”情况。
此外，退役风力发电设备多位于偏远地区，尺寸较大、难以切割，人工成本与运输成本高昂，业主单位参与回收处理的积极性和主动性不强。退役设备中有价元素分散且含量低，大多以合金等复杂形态存在，导致其中的稀贵金属难以得到回收和资源化利用。
“现阶段国内退役风力发电设备的回收规模较小，没有形成配套的产业链，有关环境管理政策制定进度缓慢。大部分风力发电机组仍在服役期内正常运转，业主单位进行回收处理的迫切性不强。现行的退役风力发电设备回收或无害化处理的通用性、指南性技术标准文件的约束性有限，尚无针对性的强制回收处理要求。”上述专家表示。
与退役风电设备类似，退役光伏组件处置也尚处于起步阶段，并暴露出不少环境管理问题。
“目前，市场参与主体呈现小作坊野蛮生长、龙头企业鲜见的特点，由于缺乏政策和标准，加之技术装备短板明显，处置过程中容易造成二次污染。”一位业内人士向记者表示。
据了解，废光伏组件超过80%的价值集中于层压件中，其高效解离与高值回收是实现循环利用的关键。其中，脱除封装材料（EVA）胶膜与背板，实现各组分解离，是层压件有价元素高值回收的首要前提。
然而，“EVA的剥离强度大，用物理破碎方法分选，金属回收率仅为70%；用化学试剂溶解的方法易产生大量废液，污染严重；用热转化分解易产生含有氟化物的有害气体等。”中国科学院广州能源研究所研究员、博士生导师吴奔腾介绍。
华中科技大学教授、博士生导师罗光前介绍，目前，我国主要采用热处理法对退役光伏层压件进行解离，即利用高温环境处理，使胶膜丧失粘性并受热分解，处理效率高，产物易分离，具有大规模利用前景。不过，现有热法解离技术也存在技术瓶颈，直接高温热解易导致玻璃炸裂，影响产品价值。完整玻璃的回收单价约为0.36万元/吨，回收价值达到3240元/吨光伏板，但碎玻璃回收单价仅约为0.05万元/吨，回收价值为352元/吨光伏板。而低温降黏剥离法虽然可避免高温热处理过程中的剥离破碎问题，但需要手动剥离背板，处理效率有待提升。
亟需突破核心技术难点，优化商业模式，协同集群发展
据他介绍，目前，由中科院广州能源研究所承担的“退役新能源器件循环利用研发平台”纳入“十四五”科教基础设施建设规划，获得中央投资经费4.99亿元，正全力推进建设。项目的主要内容包括建设退役新能源器件智能拆解分选技术装备平台、杂化废材高效清洁热转化及智能装备平台、废杂有色金属清洁回收与高质再生技术平台。
清华苏州环境创新研究院副院长么新认为，风电和光伏行业企业应借设备更新之势做好生态设计产线布局，设定轻量化、易回收、易运输、易拆解的设计目标，优先选用再生材料，升级优化生产加工设备等。
“在不断加强技术升级，突破卡脖子难题的同时，应建立规范监管以及支持引导政策制度，系统构建清晰的协同发展格局，创新优化商业模式，同时推动风光设备回收和处理后的再生产品的市场消费引导，方可打通风电和光伏设备回收利用‘最后一公里’。”中国华能集团有限公司东北分公司副总经理杜东明说。
程刚齐表示，地方政府要加强产业规划与引导，促进区域内循环经济发展，以渐进式投入协同集群发展。
据辽宁省发改委新能源处处长孙淼介绍，为了确保辽宁省新能源的可持续发展，辽宁省未来将着力于新能源和新能源装备产业协同发展，将风电和光伏循环产业打造成新质生产力。
“风电和光伏循环产业实际上是生产环节的逆向再造，通过这种方式，我们可以拉动化工、冶金、建材、环保、生态修复等多产业协同发展，助力全省工业产业体系进一步优化升级。”孙淼透露了辽宁省推动循环利用产业的发展思路。
她说：“首先，要做好规划，发展风电和光伏循环产业一定要进行产业集聚。我们立足本省优势，加快产业体系建设，集中力量打造一两个重点产业园区。其次，风电和光伏循环产业还是系统性工程，因此，要构建覆盖绿色设计、规范回收、高值利用、无害处理等环节的设备循环利用体系，并且发挥链长的作用，鼓励生产制造企业、发电企业、运营企业、回收企业、利用企业等建立长效合作机制，加强产业衔接协同。最后，从政府层面看，建议将退役风电和光伏设备循环利用产业链条进行细分，在剔除机械粉碎、填埋等简单处理方式的基础上，对其中的高技术、高附加值环节予以重点支持。”