近年来,伴随我国可再生能源产业的快速发展,风电、光电等新能源基础设施设备的大量应用,装机规模稳居全球首位。随着新一代技术的快速迭代以及产业升级与设备更新换代,以大规模风电、光电装置位置的可再生能源装置将普遍面临批量退役问题。为加快构建废弃物循环利用体系,促进退役风电、光伏设备循环利用,相关部门颁布了《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》。
该意见从总体要求、重点任务、保障措施三个方面对退役风电、光伏设备循环利用工作进行了系统部署,旨在构建覆盖绿色设计、规范回收、高值利用、无害处置等环节的风电和光伏设备循环利用体系,补齐风电、光伏产业链绿色低碳循环发展最后一环。
退役风电、光伏设备精细化拆解和高水平再生利用将成为未来重点关注方向,重点涵盖风、光电设施设备中的支架、塔架、叶片、面板等部件的高水平再利用,以及风机叶片纤维复合材料为重点的复杂材料再生利用产业化能力。
n 风机叶材料的高水平回收再利用
大型风电机组的涡轮风机85%-95%不分由金属组成,包括钢、铝、铜等材料,此列材料较易回收且经济价值突出。然而风电叶片材料的轻量化与高强度不但保证了叶片超长的设计使用年限(无需养护的前提下稳定服役20年-25年),也为其报废回收带来了“老大难”问题。风电叶片主要原材料包括树脂基体材料、增强材料、夹芯材料等,从目前来看,部分金属结构以及稀土金属等高价值基本可实现回收,热固性树脂基嵌入玻璃纤维或碳纤维的复合材料却存在回收成本较高、价值相对较低的挑战。
目前对于固废叶片处置的主要方式主要采用循环制包装箱和机械研磨两种方式,专家估计到 2050 年废弃叶片将达到总计 4300 万吨,目前这两种方式在量上无法跟进报废的速度,必须有更适合大规模运行的商业化方案。有初创项目正研究采用高温热分解技术,将玻璃纤维从复合材料中分离、收集、处理,最终实现再利用。国内风电行业龙头企业创新提出退役风机叶片沿“就地回收—就地破碎—粉筛配料—固废3D打印—制成成品”链条,已形成完整的、规模化的配套产业链,这也为叶片回收利用开辟了新方向。
n 光伏组件关键材料回收再利用
根据国家能源局发布的2023年全国电力工业统计数据,截至2023年12月底,全国太阳能发电累计装机容量约6.1亿千瓦,同比增长55.2%。2023年全年,光伏新增装机容量达到216.88GW(吉瓦),同比增长148%,创下历史新高。伴随近十年来超大规模的光伏装机量以及薄膜太阳能电池产业化进程的加速,随之而来的是超大规模硅基光伏组件的退役回收再利用问题。光伏组件材料可实现回收再利用的材料涉及主体硅材料及盖板玻璃、电极及连接线的铜、银材料以及支架边框的铁、铝基材料。
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