《廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置環境管理規范》標準研究

黃進 程剛齊 林翎 馮志剛 方菲 張曉昕

摘 要：我國目前已成為全球最大的風力發電設備生產國和全球最大的風力發電應用國，預計3～5年內需要退役的風力發電機組數量將達上萬臺，拆除后產生的大量固體廢棄物將帶來嚴重的環境污染和風險，因而亟需對廢棄風力發電設備的回收利用進行規范化和綠色化管理。本文重點闡述了風力發電設備拆除、回收利用及處置環境管理規范的研制思路和原則，針對廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置的基本流程及其相關環境影響，提出各階段環境管理要求、安全和應急響應要求，以及監測、分析、評價和改進要求，旨在使我國廢棄風力發電設備的拆除、回收利用及處置過程中的環境管理工作有標可循，助力風力發電行業綠色高質量發展。

關鍵詞：風力發電設備，環境管理

DOI編碼：10.3969/j.issn.1674-5698.2023.07.013

1 標準研制的目的和意義

1.1 行業發展迅猛

全球能源革命和低碳經濟的發展使得國際社會越來越重視能源安全與生態環保問題，減少化石能源燃燒并加快開發和利用可再生能源已成為世界共識。隨著近年來風力發電技術的快速進步，加之商業模式的不斷創新，風電正作為一種技術成熟、環境友好的可再生能源，在全球范圍內實現大規模的開發應用，新增裝機容量不斷上升。截至2021年，全球已有100多個國家開始大力發展風力發電，風電累計裝機容量達837GW，其中美國、英國、德國、加拿大、荷蘭、丹麥、瑞典等國在風力發電的研究和應用方面均走在前列。

我國風電行業經過30余年的迅猛發展，目前已成為全球最大的風力發電設備生產國和全球最大的風力發電應用國。截至2021年底，我國已投產運營的風力發電機組約15萬臺。從累計裝機量來看，陸上風電累計裝機容量320GW，占全球陸上總裝機量的40%，海上風電累計裝機容量25. 35GW，占全球海上總裝機量的48%；與此同時，從新增裝機容量來看，2021年全國風電新增裝機容量55.92GW，也已成為全球第一大新增裝機國家。國家能源局最新數據顯示，截至2022年6月底，全國風電累計裝機3.42億千瓦，其中陸上風電累計裝機3.16億千瓦、海上風電累計裝機2666萬千瓦。“雙碳”目標下，我國風電市場更是獲得了史無前例的巨大發展，新增裝機容量逐年遞增，與之相呼應的，包含風電運維、技改升級、以大代小的風電后市場服務也已迎來新一輪增長。

1.2 退役大潮將至

我國新能源產業高速發展的20年，隨著最早一批風電機組設計運行年限的臨近，在20 0 0年左右投入使用的風電機組，將率先在2025年迎來第一批大規模退役潮。根據CWEA數據，2012年底我國風電裝機總量7532萬千瓦，裝機臺數5，3764臺。風力發電機組設計壽命通常為20年，這意味著到2022年底，運行10年及以上的風電機組已超過5萬臺，預計3～5年內需要退役的風力發電機組數量將達上萬臺，拆除后將產生廢棄物資近20 0 0萬噸，其中，固體廢棄物（廢鋼、廢銅、混凝土、復合材料等）約1970萬噸，危險廢棄物（廢油、廢電池）約30萬噸。風電機組拆除將產生成倍劇增的廢棄物，這無疑將為生態環境保護工作帶來巨大壓力。另一方面，進入“十四五”以來，風電高質量發展訴求明顯，“上大壓小”改造逐步開展，初步測算2 0 21-2 0 3 0年全國有改造退役需求的風電機組累計容量將超過6000萬千瓦。因此，如何科學合理地解決風光設備退役問題，如何做好風電行業的全生命周期低碳發展，探索規范回收、可循環、高值化的再生利用途徑，從而有效應對大規模退役所帶來的環境問題，對于構建新能源行業的綠色循環產業體系將起到關鍵性作用。

1.3 政策規劃引領

我國對再生資源行業的支持政策經歷了從“技術發展”到“制度延伸”再到“體系建設”的變化。為積極應對大量報廢的風力發電設備及組件等新型產業固廢，國家相關部門高度重視，陸續出臺政策部署相關工作。從頂層設計來看，相關的宏觀政策和規劃已對退役風電設備的回收處置工作指明了方向。

《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》（發改環資〔2021〕381號）規定：加快完善大宗固廢綜合利用標準體系，推動上下游產業間標準銜接。加強大宗固廢綜合利用行業統計能力建設，明確統計口徑、統計標準和統計方法，提高統計的及時性和準確性。

《“十四五”循環經濟發展規劃》（發改環資[2021]969號）指出，對包括退役光伏組件和風電機葉片等廢舊物資進行分類循環利用和集中處置。《2030年前碳達峰行動方案》提出，要全面提高資源利用效率，充分發揮減少資源消耗和降碳的協同作用。報廢風力發電設備及組件拆解物料的再生利用對碳減排貢獻顯著，是實現碳減排、碳達峰的重要抓手。

2021年12月14日，工信部、國家發改委、科技部、生態環境部4部委共同編制了《國家工業資源綜合利用先進適用工藝技術設備目錄（2021年版）》。目錄共評選了94項工業資源綜合利用先進適用工藝技術設備，其中再生資源利用工藝技術設備19項。

2022年10月31日，國家市場監督管理總局、國家發改委、工信部、自然資源部、生態環境部等9部門聯合發布《建立健全碳達峰碳中和標準計量體系實施方案》，方案提出要圍繞風電和光伏發電全產業鏈條，開展關鍵裝備和系統的設計、制造、維護、廢棄后回收利用等標準制修訂。

1.4 亟待標準規范

從當前我國風電行業發展的狀況看，風電設備的退役和回收將是整個風電行業高質量發展繞不過去的重點。退役風力發電設備作為一種新興固廢，其物質組成與相應產品基本相同，含銅、鋁、銀、錫等多種有價金屬，資源回收價值相對較高，因而，對其進行資源化利用是資源再生利用產業的重要內容。一方面，退役風力發電設備的高效回收利用具有巨大的經濟效益，有利于減少相關資源的進口依賴，防范原材料供給風險，對保障國家戰略資源安全具有重要戰略意義；另一方面，如果對退役風電設備處置不當，其帶來的環境和生態影響也會極為嚴重，因此退役風力發電設備的環境管理工作，也是保護生態環境和促進風力發電產業可持續發展的重要內容。

風力發電機組可以拆解為葉片、發電機、齒輪箱、機艙、塔筒、箱變、混凝土基礎底座、連接電纜等部分。在拆解作業過程中，現場會將葉片（樹脂復合材料）、塔筒（鋼材）進行切割，齒輪箱進行拆解，混凝土基礎底座進行破碎處置，過程中會產生漏液、揚塵等環境污染現象，拆解過程將產生廢舊鉛酸蓄電池、齒輪潤滑油等危險廢物。有鑒于此，在對退役風電設備進行綠色拆除的同時，對退役風力發電設備及組件的全組分進行高值化清潔利用，實現設備、組件及材料的高回收利用率和材料的高可再生利用率，憑借其拆解過程中近乎100%的水循環利用率和廢氣零排放，將能更好地實現循環經濟技術的環境友好性。

上述風電設備的綠色退出、循環利用等核心問題均離不開標準化的技術支撐。梳理當前有關風力發電設備方面的國家標準發現，有關風力發電機組、設備方面的國家標準多達140余項，主要包括：GB/T 19960.1-2005《風力發電機組 第1部分：通用技術條件》、GB/T 19960.2-2005《風力發電機組 第2部分：通用試驗方法》、GB/T 18451.1-2022《風力發電機組 設計要求》、GB/T 25385-2019《風力發電機組 運行及維護要求》、GB/T 20319-2017《風力發電機組 驗收規范》等；此外，還包括風輪葉片、塔架、主軸、齒輪箱、電力變壓器、復合材料機艙罩、風力發電場監控系統、雙饋式變流器、異步發電機、永磁同步電機、小型風力發電機組、雷電保護、專用潤滑劑、變槳距系統、防護涂裝、建設工程驗收等方面的標準。這些標準多為風力發電機組相關的產品標準、檢測標準、設計運維驗收標準，而非專門針對廢棄風電設備拆除、回收利用及處置過程環境管理方面的技術標準。可見，運用標準化手段規范并引領風電設備的拆除、回收利用及處置全過程的環境管理工作，已成為當前迫在眉睫的重要課題。

2 標準總體原則

研制《廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置環境管理規范》（以下簡稱《規范》）遵循以下總體原則。

2.1 符合性原則

《規范》的編制應符合現行的國家節能、環保、綠色、低碳、循環相關的法律法規和政策的要求，做到合規首位；同時符合風力發電行業發展現狀和實際需求，堅持問題導向和目標導向，體現行業環境管理的需求和特點。

2.2 科學性原則

《規范》的技術內容應充分體現風力發電設備拆除回收利用及處置全過程管理的思想、管理學PDCA思想、清潔生產和循環經濟理念，以及持續改進的思想，力求做到先進合理，操作性強，體現行業綠色發展、創新發展。

2.3 代表性原則

相關方的廣泛參與是標準科學性、合理性、可操作性的決定因素，規范的編制應充分依靠各相關方的力量，開放聽取各相關方的需求、意見和建議，求同存異的前提下力求實現廣泛代表性和普適性。

2.4 協調性原則

《規范》的編制與現行的本領域相關的國家、行業、地方標準（包括污染物排放標準，污染物治理技術標準，污染物治理工藝、設備、檢測標準，環境管理標準，廢棄產品回收、利用和處理標準等）緊密結合并保持相互協調一致；同時協調好風力發電設備拆除、回收利用及處置環境管理工作中各相關方（參與方）的權力和義務。

3 標準核心內容

《規范》主要技術內容包括：風力發電設備拆除、回收利用及處置環境管理規范的范圍，規范性引用文件，術語和定義，拆除、回收利用及處置基本流程及其相關環境影響，基本要求，拆除階段環境管理，回收利用階段環境管理，處置階段環境管理，安全和應急響應，監視、測量、分析和評價，以及改進。

3.1 范圍

《規范》適用于因風力發電設備到達使用年限、失去維修價值，或升級更新、機位變更等原因對風力發電設備進行拆除、回收利用及處置全過程的環境管理。

3.2 規范性引用文件

《規范》的規范性引用文件包括風力發電機組相關國家標準，水、氣、聲、渣污染物排放標準，危險廢物焚燒、貯存、填埋污染控制標準，質量、環境、職業健康安全管理體系標準，廢棄產品回收利用、再生利用、再制造相關標準，固體廢物鑒別、危險化學品貯存及安全標準等。

3.3 術語和定義

《規范》對風力發電設備、廢棄風力發電設備、拆除、拆解、收集、貯存、處理、回收利用、再使用、梯次利用、再生利用、再制造、處置、參與方等關鍵術語進行定義。

（1）按照GB/ T 290 0.53-20 01《電工術語 風力發電機組》的2.1.2，將“風力發電設備”定義為“將風的動能轉化為電能的設備。通常包括風力發電機組（風輪葉片、機艙、塔架、箱變）、輸變電線路等”。

（2）按照GB/T 20861-2007《廢棄產品回收利用術語》的2.1，將“廢棄風力發電設備”定義為“設備的擁有者不再使用且因達到使用年限、失去維修價值、升級更新、機位變更等原因放棄的風力發電設備”。

（3）“參與方”定義為“參與風力發電設備拆除、回收利用及處置工作的相關各方。具體到規范，所指參與方包括行業組織、風電場運營商、風力發電設備制造商、零部件制造商、運行維護方、維修方、施工方、回收方、處理方、處置方等”。

（4）其余術語和定義均來源于GB/ T 20861-2 0 0 7《廢棄產品回收利用術語》和GB/ T 28619-2012《再制造 術語》國家標準。

3.4 拆除、回收利用及處置基本流程及其相關環境影響

廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置的基本流程主要包括拆除階段、回收利用階段和處置階段。其中，拆除階段主要是在對廢棄風力發電設備進行現場檢查后對設備及零部件進行拆除和拆解；回收利用階段主要是對廢棄風力發電設備和零部件進行收集、分類、運輸和貯存，在處理方廠內進行除污、拆解或破碎，對除污、拆解后的廢棄風力發電設備和零部件進行再使用或梯次利用，對破碎后的廢棄風力發電設備和零部件進行再生利用及能量回收，或進行再制造；處置階段主要是對無法回收利用或再制造的廢棄風力發電設備零部件和材料進行焚燒或填埋等最終無害化處理。

廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置基本流程如圖1所示，對全過程中產生的相關環境污染及影響可概括為：揚塵、廢液、噪聲、有毒有害氣體、散落、水源污染和土壤破壞等。危險廢物則主要包括：廢舊鉛酸蓄電池、廢齒輪潤滑油、廢潤滑脂、廢液壓油、廢冷卻液等。

3.5 基本要求

《規范》對廢棄風力發電設備拆除、回收利用???????? 及處置全過程的環境管理基本要求做了統一規定。主要涉及：參與方應具備經營資質和與之對應的特種作業資質，包括營業執照的營業范圍應包含回收處理的相關內容、與回收處理內容相對應的資質證明文件等。從事拆除、回收利用及處置活動應滿足國家、行業、地方法律法規、政策及強制性標準的要求，參與方的管理體系建設和實施要求，全過程監管和信息管理系統要求，作業設施、設備、技術和工藝的要求，采用的環境保護相關技術和設備的要求，現場環境污染防治和生態環境修復要求，危廢管理要求，人員專業培訓和資質上崗要求等。

3.6 拆除階段環境管理

《規范》將拆除階段的環境管理分為“檢查和準備”“現場拆除和拆解”兩個子階段的環境管理。按照“基本要求”中所規定的“從事回收利用和處置的參與方應優先考慮廢棄風力發電設備和零部件的再使用、梯次利用，其次考慮再生利用，采用最佳適用技術和設備提高再使用率、再生利用率，最大限度地減少對環境的影響”的規定，在“檢查和準備”子階段，應對廢棄風力發電設備進行拆除前的檢查，記錄有關環境污染控制的注意事項，并在醒目位置標識信息標簽。應查閱廢棄風力發電設備的有關圖樣資料，了解設備結構和裝配關系，了解拆除過程可能產生的環境污染影響，根據零部件連接形式、規格尺寸設計及環境污染預防需求，選擇并確定合適的拆除方法和工具。對存在危險的拆除操作，應制定專門拆除方案，方案應明確對可能發生的環境污染和危險的應對措施。

在“現場拆除和拆解”子階段，應考慮的因素包括“進行必要的試驗和診斷”“避免破壞性拆除和拆解”“有毒有害物質進行識別”“拆除前采取合理的防漏保護措施和安全防護措施”“拆解場地，拆除、拆解設施和設備地面防護”“拆除和拆解噪聲、粉塵排放要求”“拆除后的風力發電機基礎及附屬設施基礎（包括但不限于風機基礎、箱變基礎、集電線路桿塔基礎等）的合規處理”等環境管理要求，對于風電場運營商，要求施工方、回收方、處理方、處置方等提供《風力發電設備綠色拆除報告》，行業組織以信息系統方式對項目報告進行收集歸檔。

3.7 回收利用階段環境管理

《規范》將回收利用階段的環境管理分為“回收”和“利用”兩個子階段的環境管理。回收涵蓋收集和分類、運輸和貯存；利用涵蓋除污、破碎、再使用或梯次利用、再生利用和再制造。

在“回收”子階段，對于收集和分類，應考慮的因素包括“零部件分類收集”“危廢單獨分類收集”“有毒有害物質不得隨意丟棄、焚燒或存放”“集中放置并委托有資質的處理方或處置方處置”“記錄處理方式和最終流向”等要求。對于運輸和貯存，應考慮的因素包括“運輸防護、避免二次污染”“一般工業固體廢物貯存和填埋污染控制要求”“危險廢物貯存污染控制要求”“貯存場所的環境管理要求”等，另外對于拆除或拆解后的廢棄風力發電設備和零部件應分類存放，明確標識并建立管理臺賬，分類記錄入庫、出庫數量，保持“賬物卡”一致。

在“利用”子階段，對于除污，應考慮的因素包括“環保型除污方法選擇”“化學品安全貯存”“清洗除污原材料應可循環使用”“清洗劑安全使用和防護”“清洗廢液、廢渣、廢氣應進行無害化處理”等要求。對于破碎，應考慮的因素包括“破碎裝備應采取防爆措施”“破碎噪聲和粉塵應滿足的排放標準”的要求。對于再使用或梯次利用，應考慮的因素包括“評估再使用環境效果”“優先選擇直接再使用”“梯次利用前性能檢測和安全評估”“進行標識，做好臺賬管理”“再使用和梯次利用滿足安全規范”等要求。對于再生利用，應考慮的因素包括“環評資質”“企業選址環保要求”“具有節能低碳環保的再生利用設備和生產工藝流程”“具有專職技術人員和規范的化驗評定手段”“選用適宜的預處理技術”“電線電纜、塑料和樹脂的再生利用”“有價成分和有害成分分離環境污染防治”“采用節能、高效的環境治理技術及裝備”“廢渣、廢液的排污許可證管理”“危廢屬性判定和最終處置”等要求，此外，《規范》還規定廢棄風力發電設備和零部件再生利用時，應根據添加應用比例，做好臺賬管理，實現可追溯、可查詢。對于再制造，應考慮的因素包括“再制造毛坯件清洗污染防治”“再制造所需環保型拆解方法的選擇”“再制造處理方具備完善的環保和安全生產技術及設施，具備避免污染和質量安全事故發生的能力”等要求。

3.8 處置階段環境管理

《規范》將處置階段的環境管理分為“焚燒”和“填埋”兩個子階段的環境管理。在有毒有害物質的“焚燒”子階段，應考慮的因素包括“焚燒企業資質”“應進行環境影響評價、安全生產評價和企業衛生評價。環境影響評價應符合H J 2 .1的規定，安全生產評價應符合AQ 8001的規定，企業衛生評價應符合GBZ 1的規定”“易燃危險廢物不得焚燒”“節能環保型焚燒設備的選取和清潔能源的使用”“應對焚燒過程產生的異味進行治理”“污染物處理設施和排放標準要求”“爐渣的玻璃化處理”等要求。在有毒有害殘余物質的“填埋”子階段，應考慮的因素包括“被填埋的有毒有害殘余物質的性質要求、安全性要求”“填埋場滲濾液的環保處置”和“填埋場環境噪聲”等要求。

3.9 安全和應急響應

《規范》對“風險及安全管理”和“應急準備和響應”兩方面做出規定。“風險及安全管理”主要要求參與方確定其所處的環境、相關方需求和期望、合規義務，開展風險分析和研判，制定并實施相應的風險管控措施，建立健全并實施各階段的安全管理制度和措施。“應急準備和響應”主要要求參與方識別廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置各階段可能發生的潛在事故或緊急情況，制定適合各參與方特別需求的應急準備和響應計劃或應急響應預案，定期試驗預案并進行應急措施的演習，開展培訓和信息交流；按照應急響應預案對實際發生的事故或緊急情況做出響應，以預防或減輕事故或緊急情況發生可能帶來的不利環境影響和人身傷害。在事故或緊急情況發生后，或應急預案定期試驗后，還應對應急響應預案及措施進行及時評審和調整改進。

3.10 監視、測量、分析和評價

《規范》要求參與方應對廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置各階段的環境管理過程及環境管理績效進行監視、測量、分析和評價。其中，需要監視和測量的內容通常包括但不限于：各階段環境影響及控制措施的運行、參與方合規義務、各階段關鍵的環境績效參數等，參與方應確定監視和測量的時機、頻次和方法。“分析和評價”則主要是參與方對環境管理過程及環境管理績效進行分析和評價，需要考慮的事項包括分析和評價的時機、所采用的方法、所依據的準則或標準、選取適當的環境績效參數、環境管理的有效性評價、數據分析方法等。

3.11 改進

《規范》要求參與方應通過分析監視和測量結果識別合規義務規定的限定要求的遵守情況、環境管理績效的趨勢和持續改進的機會。一旦發生不合規的情況時，從事廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置各階段活動的參與方首先應對不做出響應，采取適當措施控制并糾正，處理其所造成的后果，減輕不利的環境影響；其次，通過調查和評審，確定原因，舉一反三，避免或防止再次產生；同時，可采取預防措施避免存在潛在問題的事項發生。最后，還要跟蹤所采取的糾正和預防措施，并評審其有效性，必要時，對糾正措施和預防措施予以調整。

關于持續改進，要求參與方應持續評價廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置各階段的環境管理績效，持續改進廢棄風力發電設備拆除、回收利用及處置環境管理工作的適宜性、充分性和有效性，以提升環境管理績效水平。

4 結 論

（1）推動廢棄風電設備及組件等新興固廢綜合利用，是提高工業資源利用效率，推動實現資源節約和循環利用的重要舉措。研制《規范》將更好地支撐退役風光發電設備相關政策落地，賦能循環利用和環保技術創新，在政策引領、標準完善、技術推廣等方面協同發力，推動新興固廢綜合利用產業加快實現綠色高質量發展。

（2）《規范》的研制及應用，將實現對風力發電設備全生命周期科學的環境管理，有助于促進資源合理利用，減少環境污染事故的發生，落實風電場相關各方的環境保護職責，提升風電場運營方及施工方的環境效益和經濟效益，從而有助于構建科學有效的退役風光發電設備閉環管理體系。

參考文獻

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