構建新時代綠色低碳循環(huán)經濟體系的思考與建議
——以退役風電葉片為例

文｜羅錦程 郭林燕 紀亞建

2023年7月17日至18日，全國生態(tài)環(huán)境保護大會在北京召開。會議強調，要正確處理好高質量發(fā)展和高水平保護的關系，要站在人與自然和諧共生的高度謀劃發(fā)展，通過高水平環(huán)境保護，不斷塑造發(fā)展的新動能、新優(yōu)勢，著力構建綠色低碳循環(huán)經濟體系，有效降低發(fā)展的資源環(huán)境代價，持續(xù)增強發(fā)展的潛力和后勁。與此同時，要積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，堅持全國統(tǒng)籌、節(jié)約優(yōu)先、雙輪驅動、內外暢通、防范風險的原則，落實好碳達峰碳中和“1+N”政策體系，構建清潔低碳安全高效的能源體系，加快構建新型電力系統(tǒng)。

大力發(fā)展新能源產業(yè)，是我國實現碳達峰碳中和目標的必由之路。從環(huán)境保護的角度來看，發(fā)展風力發(fā)電產業(yè)有利于推進清潔能源使用，有效降低能源消耗過程中對環(huán)境的污染，進一步引領能源生產和消費革命的主流方向，發(fā)揮能源綠色低碳轉型的主導作用，為實現碳達峰碳中和目標提供主力支撐。同時，推進新能源產業(yè)發(fā)展對于確保國家長遠的能源安全、引導能源轉型具有方向性、戰(zhàn)略性意義。

2022年，我國可再生能源開發(fā)利用規(guī)模達到6.8億噸標準煤，相當于替代煤炭近10億噸，減少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分別約達17.9億噸、86.4萬噸和79.8萬噸。此外，國家能源局發(fā)布的2023年1—6月全國電力工業(yè)統(tǒng)計數據顯示，截至2023年6月底，全國累計發(fā)電裝機容量約27.1億千瓦，同比增長10.8%。其中，風電裝機容量約3.9億千瓦，同比增長13.7%。由此可見，未來可再生能源還將長期保持快速發(fā)展，并將持續(xù)推動世界能源轉型走深走實。

風電產業(yè)概況與退役風電葉片環(huán)境管理要求

據統(tǒng)計，截至2022年年底，我國風電累計裝機超過18.5萬臺，陸海風機裝機總容量達3.96億kw，位居世界第一。按照風力發(fā)電設備設計壽命進行測算，國內風電產業(yè)將在2025年迎來第一波大規(guī)模風電機組“退役潮”，預計退役規(guī)模將超過1.2GW。風力發(fā)電設備相關固體廢物中包含主機部分（發(fā)電機、齒輪箱、變頻器等）、塔筒等金屬部件，在運維期間或報廢退役后，經過評估可以進入再制造或者直接回收。而以風電葉片為代表的復合材料，在回收循環(huán)中是目前處理難度最大的部件。

目前的風電葉片由玻璃纖維（GF）、碳纖維（CF）或玻璃纖維與碳纖維混合物（GF+CF）增強的熱固性樹脂基復合材料制成。由于熱固性聚合物復合材料的交聯反應而不能再熔化或重塑，因此，此類復合材料難以再循環(huán)利用，而退役風電葉片傳統(tǒng)的處理方法通常為露天堆放、填埋或焚燒。預計到2025年，我國退役風電葉片將產生近5800噸復合材料固體廢物，到2028年將進一步增長至7.4萬噸，在未來不到十年間，退役風電葉片產生的固體廢物將可能產生超80倍的增長規(guī)模。

退役風電葉片中含有數量可觀的碳纖維、玻璃纖維等材料，具有較高的資源回收循環(huán)利用價值。因此，對退役風力發(fā)電機組進行全生命周期管理，開展退役后綠色環(huán)保回收與處理處置，不僅能夠為退役的組件賦予新價值，還能夠大幅削減風力發(fā)電機組在全生命周期中的碳足跡，助力可再生能源行業(yè)綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。國際環(huán)保組織綠色和平（Greenpeace）PowerLab項目組近期發(fā)布的《可再生能源零廢未來：風電、光伏回收產業(yè)發(fā)展研究》報告中提到：以一臺1.5MW的風力發(fā)電機為例，如果能得到完全的處理處置與資源再生利用，可在退役風電葉片中獲得玻璃纖維11.55噸、樹脂和膠6.3噸，同時二氧化碳排放可減少約600噸。隨著未來回收規(guī)模的增長，預計到2040年，我國退役風力發(fā)電機組累計回收規(guī)模將達到280GW，若能得到全量回收與處理處置，預計可減少約1.13億噸的碳排放。風電行業(yè)有望累計回收近3000萬噸廢鋼、近80萬噸廢銅、近220萬噸廢棄玻璃纖維以及近120萬噸廢棄樹脂和膠，將產生相當可觀的經濟效益、資源效益和生態(tài)效益。

由此可見，全社會在大力發(fā)展新能源的同時，也要高度關注相關設備退役后的回收與循環(huán)利用問題，實施全面節(jié)約戰(zhàn)略，推進各類資源節(jié)約集約利用，加快構建廢棄物循環(huán)利用體系，打通清潔能源綠色產業(yè)鏈“最后一公里”，實現全生命周期的綠色循環(huán)。

為應對清潔能源產業(yè)即將到來的風力發(fā)電設備退役“大潮”，我國先后頒布了多項相關固體廢物環(huán)境管理政策。例如，2021年10月，國務院發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》明確要求，推進退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片等新興產業(yè)廢物循環(huán)利用。2022年1月，工業(yè)和信息化部等八部門聯合印發(fā)的《關于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》提出，推動廢舊光伏組件、風電葉片等新興固體廢物綜合利用技術研發(fā)及產業(yè)化應用，加大綜合利用成套技術設備研發(fā)推廣力度，探索新興固體廢物綜合利用技術路線。2022年5月，國家發(fā)展改革委、國家能源局制定的《關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案》強調，推動退役風電機組、光伏組件回收處理技術和相關新產業(yè)鏈發(fā)展，實現全生命周期閉環(huán)式綠色發(fā)展。2022年6月，生態(tài)環(huán)境部等七部門發(fā)布的《減污降碳協同增效實施方案》（環(huán)綜合〔2022〕42號）指出，推進固體廢物污染防治協同控制，強調推進光伏組件、風電機組葉片等新型廢棄物回收利用。2023年6月，國家能源局印發(fā)《風電場改造升級和退役管理辦法》（以下簡稱《管理辦法》），其中第十八條提出，發(fā)電企業(yè)應依法依規(guī)負責風電場改造升級和退役的廢棄物循環(huán)利用和處置；第十九條指出，鼓勵發(fā)電企業(yè)、設備制造企業(yè)、科研機構等有關單位開展風電場廢舊物資循環(huán)利用研究，建立健全風電循環(huán)利用產業(yè)鏈體系，培育壯大風電產業(yè)循環(huán)利用新業(yè)態(tài)。《管理辦法》的出臺，填補了風電場改造升級和退役管理政策的空白，為加快健全風電場改造升級和退役項目廢舊物資回收利用體系指明了方向。2023年7月，國家發(fā)展改革委聯合國家能源局、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、商務部、國資委等部門印發(fā)《關于促進退役風電、光伏設備循環(huán)利用的指導意見》（發(fā)改環(huán)資〔2023〕1030號），我國首份系統(tǒng)部署退役風電、光伏設備循環(huán)利用工作的政策文件就此出臺。該文件部署了大力推進綠色設計、建立健全退役設備處理責任機制、完善設備回收體系、強化資源再生利用能力、穩(wěn)妥推進設備再制造、規(guī)范固體廢棄物無害化處置等重點任務。

在地方層面，江蘇省、河南省、廣東省等省份均發(fā)布了有關清潔能源新興固體廢物的管理文件。如江蘇省工業(yè)和信息化廳等多部門聯合發(fā)布的《關于印發(fā)江蘇省環(huán)保裝備制造業(yè)高質量發(fā)展工作方案（2023—2025年）的通知》強調，要開展關鍵核心技術攻關，圍繞新污染物治理、光伏組件、風電葉片回收利用等新興領域，部署前沿技術裝備研究。河南省人民政府辦公廳印發(fā)的《河南省加快推進城鎮(zhèn)環(huán)境基礎設施建設實施方案》提到，推進退役光伏組件和風電機組葉片等廢棄物分類利用和集中處置。廣東省發(fā)展改革委等十部門印發(fā)的《廣東省全面推行清潔生產實施方案（2023—2025年）》提出，開展報廢汽車、廢舊電器電子產品的智能拆解和拆解物自動化分選等關鍵技術裝備研發(fā)，發(fā)展退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片、大型舊輪胎等新興產業(yè)廢物循環(huán)利用技術，研發(fā)廢舊塑料的改性改質技術。

退役風電葉片處理處置技術工藝與企業(yè)實踐

目前，用于退役風電葉片等熱固性復合材料的回收技術主要包括三類，即機械回收法、熱回收法和化學回收法。在機械回收過程中，復合材料被切碎或研磨成不同尺寸的塊狀顆粒、短纖維和其他材料，可用作新復合材料中的填料或增強材料。該方法工藝簡單，但在回收過程中纖維結構受到很大損害，限制了再次獲得長纖維的可能性。熱回收法可以通過空氣或惰性氣體的熱量來分解樹脂基體，從而獲得玻璃纖維或碳纖維。化學回收法利用化學試劑將復合材料的樹脂基體轉化為小分子，從而實現纖維回收。此外，還可通過能量回收方法將復合材料的燃燒熱能轉換成其他形式的能量，這一方法看似簡單，但生產成本較高，且廢物燃燒時容易排放有毒氣體，對燃燒后的灰分填埋也易造成環(huán)境二次污染。可見，不同的回收方法能夠回收得到具有不同特性的樹脂和纖維產物，也可匹配不同的方向對其進行再利用。纖維等回收產物通常被制成新的結構或功能復合材料，此外還可用于建筑材料，如水泥、混凝土和聚合物砂漿等。

當前，常用的針對退役風電葉片的處理處置方法主要有能量回收（焚燒）法和粉碎加工法等物理回收法，此外還有超臨界流體法、溶劑溶解法等化學回收法。其中，能量回收（焚燒）法是利用風電葉片樹脂所含熱值，將風電葉片復合材料與燃煤等燃料摻混燃燒，通過熱量回收利用進行發(fā)電，燃燒后的灰渣可以作為工業(yè)固體廢物加以利用。風電葉片的粉碎加工法，則是將葉片中廢棄復合材料進行機械處理（切割、破碎、粉碎）后，通過分選分離，獲得單一的玻璃纖維或碳纖維樹脂復合材料，應用于不同場景以實現二次利用，例如作為添加劑用以提升建筑材料性能。據測算，將退役風電葉片重復利用或者機械粉碎制成粉末、塑料等，每噸退役風電葉片可產生3000元以上的回收價值。

國內風機葉片的循環(huán)利用仍處于小規(guī)模的、探索性的起步階段，距離規(guī)模化和商業(yè)化尚需時日。在企業(yè)實踐方面，江蘇南通某環(huán)保科技有限公司將廢棄風電葉片等物料回收并加工處理，經過破碎、分離、改性并再次加工為新的材料和產品，可年產50萬片標準化復合材料物流托盤，具有耐高低溫、耐酸堿浸蝕、高強度、高模量、可重復循環(huán)使用等特點，能夠應用于高強板材、物流載具、短切纖維、碳纖維制品等多類產品線，并可形成完整的循環(huán)利用產業(yè)鏈。

江蘇鹽城某環(huán)保科技有限公司開展了退役葉片回收再利用產品多樣性開發(fā)，通過設計切割方案裁剪出特定形狀的板材以代替木材、鋼材，制作化工托盤、圍板箱、地板、圍欄，達到降碳環(huán)保目標。此外，新疆某科技公司探索讓退役風電葉片沿著“就地回收→就地破碎→粉篩配料→固體廢物原料3D打印→制成成品”模式形成完整的、規(guī)模化的配套產業(yè)鏈，將退役風電葉片轉化為3D打印的原材料，借助3D打印產業(yè)實現對葉片固體廢物的規(guī)模化消納。

未來發(fā)展建議

“頂層設計+政策加持”，實現退役風力發(fā)電設備固體廢物管理有章可依

做實做細清潔能源產業(yè)固體廢物規(guī)范回收與再生利用頂層設計，實現全覆蓋、全鏈條、高效能環(huán)境風險防范與治理，盡快完善行業(yè)標準、技術規(guī)范、認證體系等。研究制定國家生態(tài)環(huán)境保護標準—— “退役風力發(fā)電設備拆除處置環(huán)境污染防治技術規(guī)范”等配套政策文件。持續(xù)建立健全退役風力發(fā)電設備回收利用政策體系，探索建立行業(yè)資格許可管理制度，設置行業(yè)環(huán)境準入門檻，研究制定“退役風力發(fā)電設備拆除與回收利用企業(yè)資格審查指南”，倒逼退役風電葉片流向碳排放更低、污染更少的回收處理企業(yè)。將退役風力發(fā)電設備回收處理環(huán)境管理與“無廢城市”建設、“雙碳”戰(zhàn)略目標、“城市礦山”綜合利用、生產者責任延伸制度落地實踐等熱點環(huán)保問題緊密結合。推進全鏈條全生命周期管理，強化風電葉片新材料研發(fā)與制造端生態(tài)設計，強化固體廢物污染源頭治理，通過技術改造延長風力發(fā)電設備使用壽命，減少退役風力發(fā)電設備組件產生總量，減輕后期回收和循環(huán)利用壓力。加強風電設備前端生產制造以及服役期運行維護過程中的固體廢物管理。建立退役風電葉片等零部件評估延壽與就地（異地）回用機制，對符合安全使用條件的風電葉片延長服役年限，實現經濟效益與環(huán)保效益共生共贏。建議對于裝機量達到一定規(guī)模的縣市區(qū)配建退役風電葉片回收“綠島”項目，實現涉風電產業(yè)固體廢物統(tǒng)一收集、高效治理、循環(huán)利用，助力生態(tài)環(huán)境主管部門提高環(huán)境綜合監(jiān)管效能。研究給予財稅政策優(yōu)惠，或向退役風電葉片循環(huán)利用產業(yè)化生產線建設提供國家預算內資金支持。

“產學研用+行業(yè)加盟”，加強退役風電葉片循環(huán)利用低碳技術革新

縱深推進產學研用融合，打造一批低碳拆除技術產教融合創(chuàng)新平臺，從產業(yè)全生命周期管理的角度出發(fā)，積極探索退役風電葉片等新興產業(yè)固體廢物規(guī)模化、規(guī)范化回收及其綠色化、高值化再生利用途徑，加快創(chuàng)新成果轉化。鼓勵開展低碳拆除技術應用示范，制定退役風電葉片等復合材料固體廢物處理標準、復合材料固體廢物處置企業(yè)主體評價準則和跨區(qū)域轉運處置辦法。建立跨行業(yè)合作交流機制，鼓勵其他行業(yè)參與退役風電葉片回收技術的應用示范。落實落細生產者延伸責任制，鼓勵設備制造企業(yè)完善回收再利用體系，培育風力發(fā)電設備制造、使用、回收再利用的完整產業(yè)鏈。提升技術裝備自主可控水平，重視上下游協同，依托具有自主知識產權和核心競爭力的骨干企業(yè)，積極推動從建設、生產、運營到回收的全產業(yè)鏈發(fā)展。推進退役風力發(fā)電葉片綠色處理處置，削減風電組件全生命周期的碳足跡，探索建設“無廢風力發(fā)電場”。鼓勵地方政府、企業(yè)、金融機構、技術機構等聯合設立新興固體廢物回收處理產業(yè)投資基金，優(yōu)化創(chuàng)新資源配置，促進風電葉片材料回收循環(huán)利用基礎研究，推動商業(yè)模式創(chuàng)新，打造一批“專精特新”企業(yè)。通過風電場改造升級和退役的有序開展，開啟增量市場空間，建成區(qū)域型新興固廢與一般工業(yè)固廢集中處理處置中心，解決現階段退役風電葉片回收處理企業(yè)“吃不飽”問題。積極尋求綠色經濟發(fā)展內生動力，通過退役風電葉片的區(qū)域集中化處理，達到處理處置規(guī)模化、成本節(jié)約化、再利用產業(yè)集中化、產業(yè)鏈效益最大化目的，避免出現低效率產業(yè)集群。

“部門協同+平臺輔助”，打好凝聚環(huán)境監(jiān)管合力“組合拳”

促進相關職能部門高效協同，共同構建退役風力發(fā)電設備閉環(huán)管理機制和聯合聯動執(zhí)法機制。積極協調生態(tài)環(huán)境、發(fā)展改革、能源、工業(yè)和信息化、自然資源、公安等部門，持續(xù)提升生態(tài)環(huán)境保護監(jiān)管的精度和準度。建立信息共享機制和案件線索移送機制。依托區(qū)塊鏈、物聯網、大數據等新興科技，加強清潔能源新興固體廢物數據統(tǒng)計和行業(yè)基礎研究工作，構建退役風力發(fā)電設備環(huán)境監(jiān)管和信息化回收公共服務系統(tǒng)，為風力發(fā)電設備全生命周期環(huán)境管理提供智能化監(jiān)管平臺。建立退役風電葉片檔案，形成來源可查、去向可追、責任可究的追溯鏈條。進一步明確清潔能源等新興產業(yè)上下游各環(huán)節(jié)環(huán)境保護主體責任。研究創(chuàng)設退役風力發(fā)電設備利用相關方履行回收責任評價及回收再生利用效果評價考核體系，完善廣泛參與的相關方責任評價監(jiān)督機制，確保梯次利用相關組件產品質量安全可靠。