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老旧风机“焕”新难

随着国内风电的迅速发展,“三北”地区已有大量风电机组迈入“暮年”,老旧风电场的改造和退役逐渐提上日程。2021年12月,国家能源局发布《风电场

随着国内风电的迅速发展,“三北”地区已有大量风电机组迈入“暮年”,老旧风电场的改造和退役逐渐提上日程。 

2021年12月,国家能源局发布《风电场改造升级和退役管理办法》(征求意见稿)(下称《办法》征求意见稿),鼓励并网运行超过15年的风电场开展改造升级和退役。 

2022年1月20日,国家能源局综合司发布《2022年能源行业标准计划立项指南》,将风电场改造升级,风电设备退役循环利用列入能源行业标准计划立项重点方向。 

运维市场待提升 

我国风电装机容量已经突破3亿千瓦,与此同时,早期风电检修和维护管理粗放,运维成本高昂且效率低下。一些风电场缺乏合理的运营策略,风机叶片“带病运行”。有业内人士认为,与规模增速并不匹配的风电运维市场,或成为风电发展的一大瓶颈。 

国家发改委能源研究所可再生能源发展中心副主任陶冶在近日举办的“首届风电运维技改大会”上提到,海上风电、分散式风电、老旧风电场/机组改造将形成“多元化”的新能源增量市场,是支撑风电可持续发展的三个重要板块。 

据东方证券汇编的数据,2020-2025年间,全球风电运维市场年复合增长率有望达到10%,到2025年全球风电运维市场规模有望超过1000亿元。在我国,“十四五”期间出质保风电容量中的老机龄比例将有所提升,运维市场增速将明显变快,到2025年,国内风电运维市场规模将达到250亿元。 

然而,目前运维容量超过5吉瓦的第三方服务公司较少,规模化的服务管理能力是大部分运维企业的成长瓶颈。面对“小而散”的新能源资产,如何保证一致的优良品质和较强的成本竞争力,实现规模化发展,成为服务公司发展的主要挑战。 

尽管风机大规模出质保的容量持续增长,市场蛋糕也越做越大,但在综合风场地理位置、作业难度、人力成本、车辆住宿、工具损耗等因素下,风电运维检修的效果存疑。 

一方面,常规运检对于运维方来说利润较低,另一方面,在当前补贴退坡压力持续增长的情况下,业主在运维检修上的投入较少,并没有发挥出风电资产的最大价值和效益。 

2022年1月,国家能源局发布《2022年能源行业标准计划立项指南》,将风电场改造升级、风电设备退役循环利用列入能源行业标准计划立项重点方向。 

“以大代小”之难 

国内风资源最优的“三北”区域,受到早期风电机组技术的限制,多为兆瓦级以下机组,如今各地区对于风电项目在土地、环保、电网等方面的要求逐年提高,新风电项目的开发难度增加,对于存量资产,尤其是针对老旧风电场改造的研究愈发重要,在“以大代小”适量增容的政策鼓励下,可能会引发新一轮风机改造热潮。 

水电水利规划设计总院风电处处长胡小峰在前述会议上指出,研究显示,“十四五”期间,运行时长超过20年的老旧风电场规模约90万千瓦,运行时长超过15年的老旧风电场规模将超过3000万千瓦,风电升级改造市场空间广阔、潜力大。 

《办法》征求意见稿鼓励并网运行超过15年的风电场开展改造升级和退役,但不少业内人士认为,实际操作中,风电机组技改的审批手续、补贴电价等政策并不明晰,或缺乏可以依据的细则,或存在一定不合理性。 

中国科学院广州能源研究所能源战略研究中心副主任蔡国田研究员对eo表示,风电场“以大代小”在技术上不存在太大问题,但土地紧缺是一个难题。我国土地利用规划非常严格,风电开发强度提高,会对土地有不同的要求,需要重新做规划和环境影响评价。 

《办法》征求意见稿规定,风电场改造项目应依法履行环评手续,同时,风电场改造升级应尽量不占或少占林地,改造升级确需使用林地的,应符合使用林地条件并依法办理使用林地手续。对不改变风电机组位置且改造后用地面积总和小于改造前面积的改造升级项目,符合国土空间规划的,不需重新办理用地预审与选址意见书。 

TüV北德中国区风能项目工程师方堃表示,早期风场风资源都非常优越,但往往选址的时候会出现一些技术偏差,导致目前机组与现场的风资源并不完全适配。 

业内人士对eo表示,风机选址用地审批由自然资源部负责,若在原址更新,很难不涉及扩建或就近迁移,这就需要把风电场的核准手续重新跑一遍,工作量和投资费用或不亚于找新址建一个风电场。 

风电场土地续租政策不明确也是“拦路虎”。风电场内建筑物通常办理50年不动产证书,土地租赁合同通常为20-25年。当风电机组达到使用寿命时,不动产证书还未到期,后续政策尚未明晰。 

部分老旧风电场已接近20年运营期的末尾,运营期结束后,安装新机组的风电项目能否继续发电运营,也缺乏政策保障。同时,国家层面暂未明确增容上限,政策一般会基于原场规模或现有送出线路最大容量,对增容规模进行限制,不利于充分发挥存量风资源价值。 

此外,蔡国田认为,补贴电价也存在一定问题。 

《办法》征求意见稿中规定,运营期未满20年且累计发电量未超过改造前项目全生命周期补贴电量的改造升级项目,风电场改造升级期间须计入项目全生命周期补贴年限,改造升级完成后按照有关规定进行补贴清单变更,每年补贴电量为改造前项目全生命周期补贴电量的5%。 

知情人士对eo表示,5%太少了,很多风场曾遭遇弃风限电,现在换成大风机就是想尽量多地把原来少发的电发出来,弥补之前的损失,剩下只有不到五年的时间了,现在限制了5%,“欠账”可能永远也追不回来。 

龙源电力生产技术部主任贾克斌在接受媒体采访时呼吁,国家亟需推进已达到设计寿命周期的风电机组“以大代小”试点示范,通过试点推动“退旧上新”,试点示范内容需包括政策可实施性、电气设备改造、拆除与回收利用等。此外,国家还需明确土地手续变更、环评、电力许可延期等审批备案方式,简化办理手续。 

相关政策制定者对eo表示,风机“以大代小”要避免蜂拥而上,要注意对正在运行的风机进行理性评估,有些风机正值壮年,“以大代小”不一定是最合理的做法,要把失去的机会成本放在新项目里考虑。 

他还提醒,应充分利用原有风场过去十几年的测风数据以及老设备的运行数据,这些大数据有助于对该地的风资源进行精准评估,从而提高“以大代小”的质量。 

“废品”无处可去 

老旧风机替换下来的叶片、塔筒钢材等“废品”也面临无处可去的情况。 

前述相关政策制定者表示,要注意资源的节约和循环利用,无论是风机的叶片还是塔筒,不能“一炸了之,一抛了之”。 

据了解,风电机组的叶片、机械和电气等部件主要材料,均有一定的回收利用价值。相关媒体统计,到2025年,全国将约有1800台风电机组服役期满,2030年将增加至3.4万多台。2025年,我国累计退役叶片将达8112吨,2025年后,总量将增长至41.3万吨,2029年将达到约71.6万吨。 

目前,在老旧风机再利用中,对部件的状态检查、功能测试和寿命评估等,需要在方法、流程、评定限值等细化。大多数风电叶片所采用的玻璃纤维增强环氧树脂是一种热固性材料,一旦固化成型,通常采用掩埋、焚烧或粉碎再塑型等方式处理。而风电机组的机械和电气系统的大部分原材料,可重新回炉冶炼回收,少部分通过检测评估后,可以作为备品备件继续使用。 

“目前老旧机组的回收再利用还处于起步阶段,利用率还很低。”润阳能源技术有限公司总经理王建明在接受媒体采访时说。 

国家能源集团联合动力技术有限公司相关负责人表示,按照目前国际通用的风电装备回收工艺,除叶片外90%以上的原材料可实现回收利用。然而,叶片无害化处理需要投入大量资金,在平价上网的大背景下,由于没有明确退役机组回收再利用的补贴或税收优惠政策,风电开发商开展叶片无害化处理的动力和意愿不强。 

有业内人士认为,风力发电机组退役处理,包含大量的分项工作。为了充分利用机组零部件的剩余价值,保护风场生态环境,防止污染或次生灾害,应该对每个环节进行严格限定,并设立相应的监督机制。 

据相关媒体报道,细则已经开始制定,可再生能源专家委员会将于2022年底完成评审和专家委员会发布技术手册。 

王建明表示,为保证服役期满的风电机组可以更好地回收再利用,需要从风机制造的源头开始把控,在其到达使用寿命时,完成绿色回收。所谓源头控制,就是要在风电机组设计、材料选择的时候,把整个寿命周期的利用考虑进去,国家或行业要制定相关标准,为服役期满后的绿色回收做好准备。

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