风光电的新难题:设备大规模退役后的回收处理

守望自然 2024-07-04 13:30:48

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。

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,退役老旧风电场规模将超过1.2GW(1GW等于1百万千瓦);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。根据未来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。与此同时,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(1MW等于1000千瓦);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。

退役风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。整体上看,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。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。

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。

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,处置也尚处于起步阶段,并暴露出不少环境管理问题。废光伏组件超过80%的价值集中于层压件中,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。

目前,我国主要采用热处理法对退役光伏层压件进行解离,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,如完整玻璃的回收单价约为0.36万元/吨,碎玻璃回收单价仅约为0.05万元/吨。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。

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,形成支撑我国庞大新能源产业循环发展的科技能力。目前,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,市场参与主体呈现小作坊野蛮生长的特点,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。为促进废弃设备及消费品进入规范回收处理主渠道,生态环境部已在政府网站开通“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。

同时,《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》将生态设计作为构建风电和光伏设备循环利用体系的重要一环。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,使今后的设备回收创造有利条件。

摘编自“风光设备大规模退役将至,如何打通回收处理“最后一公里”?“,原载《中国环境报》。

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