2024年10月17日,北京风能展“循环经济助力风电行业迈向零废未来专题论坛”在北京顺义新国展顺利举办。清华大学环境学院教授/循环经济产业研究中心主任温宗国受邀出席论坛并作主题发言。
温宗国教授在论坛上进行了以“循环经济政策对风电行业的影响分析 ”为主题的发言。温宗国教授在发言中首先对风电行业相关循环经济政策进行了解读:
温宗国教授进行发言
随着风电行业设备退役潮的来临,废旧风机叶片等复合材料的回收成为重点。国家政策鼓励发展循环经济,通过资源综合利用提升效益,推动风电设备的升级改造和退役管理。强调要构建废弃物循环利用体系,实现废旧风机设备的高效回收和再利用,并提出到2030年风电与太阳能发电装机容量达12亿千瓦的目标。退役设备回收市场预计将超过1500亿元,前景广阔。
风电机组装备面临批量退役亟待处理
随后,温宗国教授提出了风电机组回收利用存在的四大难题:
问题1—拆除成本高昂
风电机组回收利用面临的拆除成本高昂问题主要包括吊装、运输、设备拆解和生态修复费用。由于风电场多处于偏远、地形复杂的区域,拆解难度大、运输距离远,导致成本显著上升。每台风机拆除成本可达177万元。
拆除成本高昂
问题2—回收利用责任主体不明确,市场缺乏统一规范和回收机制,商业模式还处于探索期
风电机组回收利用面临责任主体不明确、市场缺乏统一规范和回收机制的问题,导致回收流程混乱。同时,复合材料处理难度大,商业模式尚未成熟,仍处于探索阶段,限制了废旧风电设备的高效回收与再利用。
回收利用责任主体不明确,市场缺乏统一规范和回收机制,商业模式还处于探索期
问题3—国内缺乏综合性系统性的技术方案
国内缺乏风电机组回收利用的综合性、系统性的技术方案。不同部件处理难度大,特别是叶片回收缺乏有效技术,回收再利用和最终处理尚未标准化,导致无法形成完整的回收闭环,影响资源高效再利用。
国内缺乏综合性系统性的技术方案
问题4—针对风机叶片,国内多采用物理法处置,回收技术水平有限,大多处于研究和探索阶段,尚未形成产业化规模
风电机组叶片回收技术水平有限,主要采用物理法处置,效率低下。大多数企业的回收技术处于研究和探索阶段,尚未实现大规模产业化,处理能力有限,经济效益不明显,阻碍了风机叶片回收利用的全面推广。
针对风机叶片,国内多采用物理法处置,回收技术水平有限,大多处于研究和探索阶段,尚未形成产业化规模
为解决这些难题,温宗国教授通过分析风电项目的投资构成、风机叶片的主要原材料构成、退役风电叶片处理方法、当前和未来产业化的方向、以及各处理技术成熟度,提出了从“风电机组复合材料拆解回收技术”到“复合材料能源化资源化关键技术研究”再到“吨级复合材料热解气化中试应用”的风电机组用复合材料拆解回收及资源化能源化关键利用技术。
风电机组用复合材料拆解回收及资源化能源化关键利用技术
随后,温宗国教授详细介绍了两种风电叶片回收及综合利用路径:
路径1—废风电叶片复合材料热解气化制氢技术
废旧风电叶片复合材料热解气化制氢技术通过三大步骤实现资源化利用和经济效益。首先,龙头技术对叶片进行有机提质、玻纤分离和碳粉制备;其次,关键技术通过高温气化将热解碳和油转化为合成气;最后,成熟技术通过气体分离提纯氢气,并回收CO2。同时,经济性评估表明,处理规模达到一定水平后,该技术具有显著的经济效益,可为废旧风电叶片的处理提供一条可持续、经济有效的解决路径。
废风电叶片复合材料热解气化制氢技术原理
路径2—废风电叶片复合材料增值转化制备碳化硅材料
废风电叶片复合材料增值转化制备碳化硅材料通过粉碎混合后进行闪速焦耳热反应,实现碳热还原生成高价值的碳化硅和石墨烯,转化率高于95%,无废气排放。经济效益显著,碳化硅材料市场价值为8000-10000元/吨,项目年处理1万吨废叶片,产出碳化硅0.5万吨,年收益预计达1500万元,具有良好的市场前景和投资回报。
废风电叶片复合材料增值转化制备碳化硅材料技术原理
最后,温宗国教授总结到,实现退役风电机组综合利用和循环经济发展是一项复杂的系统工程,面临诸多严峻挑战,需要持续的技术研发和政策引导,无法一蹴而就。该过程需要通过回收技术更新、减量化和全生命周期循环利用三个阶段逐步实现,最终目标是回收率达到100%,并且推动可降解材料的开发和应用,形成完整的无废管理体系。
温宗国教授出席循环经济助力风电行业迈向零废未来专题论坛
温宗国教授在循环经济助力风电行业迈向零废未来专题论坛上发言现场
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清华大学环境学院循环经济产业研究中心(Tsinghua CICE)重点开展循环经济与节能减碳领域的管理政策分析、关键技术研发与产业化应用。