构建新时代绿色低碳循环经济体系的思考与建议——以退役风电叶片为例

文｜罗锦程 郭林燕 纪亚建

2023年7月17日至18日，全国生态环境保护大会在北京召开。会议强调，要正确处理好高质量发展和高水平保护的关系，要站在人与自然和谐共生的高度谋划发展，通过高水平环境保护，不断塑造发展的新动能、新优势，着力构建绿色低碳循环经济体系，有效降低发展的资源环境代价，持续增强发展的潜力和后劲。与此同时，要积极稳妥推进碳达峰碳中和，坚持全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险的原则，落实好碳达峰碳中和“1+N”政策体系，构建清洁低碳安全高效的能源体系，加快构建新型电力系统。

大力发展新能源产业，是我国实现碳达峰碳中和目标的必由之路。从环境保护的角度来看，发展风力发电产业有利于推进清洁能源使用，有效降低能源消耗过程中对环境的污染，进一步引领能源生产和消费革命的主流方向，发挥能源绿色低碳转型的主导作用，为实现碳达峰碳中和目标提供主力支撑。同时，推进新能源产业发展对于确保国家长远的能源安全、引导能源转型具有方向性、战略性意义。

2022年，我国可再生能源开发利用规模达到6.8亿吨标准煤，相当于替代煤炭近10亿吨，减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别约达17.9亿吨、86.4万吨和79.8万吨。此外，国家能源局发布的2023年1—6月全国电力工业统计数据显示，截至2023年6月底，全国累计发电装机容量约27.1亿千瓦，同比增长10.8%。其中，风电装机容量约3.9亿千瓦，同比增长13.7%。由此可见，未来可再生能源还将长期保持快速发展，并将持续推动世界能源转型走深走实。

风电产业概况与退役风电叶片环境管理要求

据统计，截至2022年年底，我国风电累计装机超过18.5万台，陆海风机装机总容量达3.96亿kw，位居世界第一。按照风力发电设备设计寿命进行测算，国内风电产业将在2025年迎来第一波大规模风电机组“退役潮”，预计退役规模将超过1.2GW。风力发电设备相关固体废物中包含主机部分（发电机、齿轮箱、变频器等）、塔筒等金属部件，在运维期间或报废退役后，经过评估可以进入再制造或者直接回收。而以风电叶片为代表的复合材料，在回收循环中是目前处理难度最大的部件。

目前的风电叶片由玻璃纤维（GF）、碳纤维（CF）或玻璃纤维与碳纤维混合物（GF+CF）增强的热固性树脂基复合材料制成。由于热固性聚合物复合材料的交联反应而不能再熔化或重塑，因此，此类复合材料难以再循环利用，而退役风电叶片传统的处理方法通常为露天堆放、填埋或焚烧。预计到2025年，我国退役风电叶片将产生近5800吨复合材料固体废物，到2028年将进一步增长至7.4万吨，在未来不到十年间，退役风电叶片产生的固体废物将可能产生超80倍的增长规模。

退役风电叶片中含有数量可观的碳纤维、玻璃纤维等材料，具有较高的资源回收循环利用价值。因此，对退役风力发电机组进行全生命周期管理，开展退役后绿色环保回收与处理处置，不仅能够为退役的组件赋予新价值，还能够大幅削减风力发电机组在全生命周期中的碳足迹，助力可再生能源行业绿色低碳可持续发展。国际环保组织绿色和平（Greenpeace）PowerLab项目组近期发布的《可再生能源零废未来：风电、光伏回收产业发展研究》报告中提到：以一台1.5MW的风力发电机为例，如果能得到完全的处理处置与资源再生利用，可在退役风电叶片中获得玻璃纤维11.55吨、树脂和胶6.3吨，同时二氧化碳排放可减少约600吨。随着未来回收规模的增长，预计到2040年，我国退役风力发电机组累计回收规模将达到280GW，若能得到全量回收与处理处置，预计可减少约1.13亿吨的碳排放。风电行业有望累计回收近3000万吨废钢、近80万吨废铜、近220万吨废弃玻璃纤维以及近120万吨废弃树脂和胶，将产生相当可观的经济效益、资源效益和生态效益。

由此可见，全社会在大力发展新能源的同时，也要高度关注相关设备退役后的回收与循环利用问题，实施全面节约战略，推进各类资源节约集约利用，加快构建废弃物循环利用体系，打通清洁能源绿色产业链“最后一公里”，实现全生命周期的绿色循环。

为应对清洁能源产业即将到来的风力发电设备退役“大潮”，我国先后颁布了多项相关固体废物环境管理政策。例如，2021年10月，国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》明确要求，推进退役动力电池、光伏组件、风电机组叶片等新兴产业废物循环利用。2022年1月，工业和信息化部等八部门联合印发的《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》提出，推动废旧光伏组件、风电叶片等新兴固体废物综合利用技术研发及产业化应用，加大综合利用成套技术设备研发推广力度，探索新兴固体废物综合利用技术路线。2022年5月，国家发展改革委、国家能源局制定的《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》强调，推动退役风电机组、光伏组件回收处理技术和相关新产业链发展，实现全生命周期闭环式绿色发展。2022年6月，生态环境部等七部门发布的《减污降碳协同增效实施方案》（环综合〔2022〕42号）指出，推进固体废物污染防治协同控制，强调推进光伏组件、风电机组叶片等新型废弃物回收利用。2023年6月，国家能源局印发《风电场改造升级和退役管理办法》（以下简称《管理办法》），其中第十八条提出，发电企业应依法依规负责风电场改造升级和退役的废弃物循环利用和处置；第十九条指出，鼓励发电企业、设备制造企业、科研机构等有关单位开展风电场废旧物资循环利用研究，建立健全风电循环利用产业链体系，培育壮大风电产业循环利用新业态。《管理办法》的出台，填补了风电场改造升级和退役管理政策的空白，为加快健全风电场改造升级和退役项目废旧物资回收利用体系指明了方向。2023年7月，国家发展改革委联合国家能源局、工业和信息化部、生态环境部、商务部、国资委等部门印发《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》（发改环资〔2023〕1030号），我国首份系统部署退役风电、光伏设备循环利用工作的政策文件就此出台。该文件部署了大力推进绿色设计、建立健全退役设备处理责任机制、完善设备回收体系、强化资源再生利用能力、稳妥推进设备再制造、规范固体废弃物无害化处置等重点任务。

在地方层面，江苏省、河南省、广东省等省份均发布了有关清洁能源新兴固体废物的管理文件。如江苏省工业和信息化厅等多部门联合发布的《关于印发江苏省环保装备制造业高质量发展工作方案（2023—2025年）的通知》强调，要开展关键核心技术攻关，围绕新污染物治理、光伏组件、风电叶片回收利用等新兴领域，部署前沿技术装备研究。河南省人民政府办公厅印发的《河南省加快推进城镇环境基础设施建设实施方案》提到，推进退役光伏组件和风电机组叶片等废弃物分类利用和集中处置。广东省发展改革委等十部门印发的《广东省全面推行清洁生产实施方案（2023—2025年）》提出，开展报废汽车、废旧电器电子产品的智能拆解和拆解物自动化分选等关键技术装备研发，发展退役动力电池、光伏组件、风电机组叶片、大型旧轮胎等新兴产业废物循环利用技术，研发废旧塑料的改性改质技术。

退役风电叶片处理处置技术工艺与企业实践

目前，用于退役风电叶片等热固性复合材料的回收技术主要包括三类，即机械回收法、热回收法和化学回收法。在机械回收过程中，复合材料被切碎或研磨成不同尺寸的块状颗粒、短纤维和其他材料，可用作新复合材料中的填料或增强材料。该方法工艺简单，但在回收过程中纤维结构受到很大损害，限制了再次获得长纤维的可能性。热回收法可以通过空气或惰性气体的热量来分解树脂基体，从而获得玻璃纤维或碳纤维。化学回收法利用化学试剂将复合材料的树脂基体转化为小分子，从而实现纤维回收。此外，还可通过能量回收方法将复合材料的燃烧热能转换成其他形式的能量，这一方法看似简单，但生产成本较高，且废物燃烧时容易排放有毒气体，对燃烧后的灰分填埋也易造成环境二次污染。可见，不同的回收方法能够回收得到具有不同特性的树脂和纤维产物，也可匹配不同的方向对其进行再利用。纤维等回收产物通常被制成新的结构或功能复合材料，此外还可用于建筑材料，如水泥、混凝土和聚合物砂浆等。

当前，常用的针对退役风电叶片的处理处置方法主要有能量回收（焚烧）法和粉碎加工法等物理回收法，此外还有超临界流体法、溶剂溶解法等化学回收法。其中，能量回收（焚烧）法是利用风电叶片树脂所含热值，将风电叶片复合材料与燃煤等燃料掺混燃烧，通过热量回收利用进行发电，燃烧后的灰渣可以作为工业固体废物加以利用。风电叶片的粉碎加工法，则是将叶片中废弃复合材料进行机械处理（切割、破碎、粉碎）后，通过分选分离，获得单一的玻璃纤维或碳纤维树脂复合材料，应用于不同场景以实现二次利用，例如作为添加剂用以提升建筑材料性能。据测算，将退役风电叶片重复利用或者机械粉碎制成粉末、塑料等，每吨退役风电叶片可产生3000元以上的回收价值。

国内风机叶片的循环利用仍处于小规模的、探索性的起步阶段，距离规模化和商业化尚需时日。在企业实践方面，江苏南通某环保科技有限公司将废弃风电叶片等物料回收并加工处理，经过破碎、分离、改性并再次加工为新的材料和产品，可年产50万片标准化复合材料物流托盘，具有耐高低温、耐酸碱浸蚀、高强度、高模量、可重复循环使用等特点，能够应用于高强板材、物流载具、短切纤维、碳纤维制品等多类产品线，并可形成完整的循环利用产业链。

江苏盐城某环保科技有限公司开展了退役叶片回收再利用产品多样性开发，通过设计切割方案裁剪出特定形状的板材以代替木材、钢材，制作化工托盘、围板箱、地板、围栏，达到降碳环保目标。此外，新疆某科技公司探索让退役风电叶片沿着“就地回收→就地破碎→粉筛配料→固体废物原料3D打印→制成成品”模式形成完整的、规模化的配套产业链，将退役风电叶片转化为3D打印的原材料，借助3D打印产业实现对叶片固体废物的规模化消纳。

未来发展建议

“顶层设计+政策加持”，实现退役风力发电设备固体废物管理有章可依

做实做细清洁能源产业固体废物规范回收与再生利用顶层设计，实现全覆盖、全链条、高效能环境风险防范与治理，尽快完善行业标准、技术规范、认证体系等。研究制定国家生态环境保护标准—— “退役风力发电设备拆除处置环境污染防治技术规范”等配套政策文件。持续建立健全退役风力发电设备回收利用政策体系，探索建立行业资格许可管理制度，设置行业环境准入门槛，研究制定“退役风力发电设备拆除与回收利用企业资格审查指南”，倒逼退役风电叶片流向碳排放更低、污染更少的回收处理企业。将退役风力发电设备回收处理环境管理与“无废城市”建设、“双碳”战略目标、“城市矿山”综合利用、生产者责任延伸制度落地实践等热点环保问题紧密结合。推进全链条全生命周期管理，强化风电叶片新材料研发与制造端生态设计，强化固体废物污染源头治理，通过技术改造延长风力发电设备使用寿命，减少退役风力发电设备组件产生总量，减轻后期回收和循环利用压力。加强风电设备前端生产制造以及服役期运行维护过程中的固体废物管理。建立退役风电叶片等零部件评估延寿与就地（异地）回用机制，对符合安全使用条件的风电叶片延长服役年限，实现经济效益与环保效益共生共赢。建议对于装机量达到一定规模的县市区配建退役风电叶片回收“绿岛”项目，实现涉风电产业固体废物统一收集、高效治理、循环利用，助力生态环境主管部门提高环境综合监管效能。研究给予财税政策优惠，或向退役风电叶片循环利用产业化生产线建设提供国家预算内资金支持。

“产学研用+行业加盟”，加强退役风电叶片循环利用低碳技术革新

纵深推进产学研用融合，打造一批低碳拆除技术产教融合创新平台，从产业全生命周期管理的角度出发，积极探索退役风电叶片等新兴产业固体废物规模化、规范化回收及其绿色化、高值化再生利用途径，加快创新成果转化。鼓励开展低碳拆除技术应用示范，制定退役风电叶片等复合材料固体废物处理标准、复合材料固体废物处置企业主体评价准则和跨区域转运处置办法。建立跨行业合作交流机制，鼓励其他行业参与退役风电叶片回收技术的应用示范。落实落细生产者延伸责任制，鼓励设备制造企业完善回收再利用体系，培育风力发电设备制造、使用、回收再利用的完整产业链。提升技术装备自主可控水平，重视上下游协同，依托具有自主知识产权和核心竞争力的骨干企业，积极推动从建设、生产、运营到回收的全产业链发展。推进退役风力发电叶片绿色处理处置，削减风电组件全生命周期的碳足迹，探索建设“无废风力发电场”。鼓励地方政府、企业、金融机构、技术机构等联合设立新兴固体废物回收处理产业投资基金，优化创新资源配置，促进风电叶片材料回收循环利用基础研究，推动商业模式创新，打造一批“专精特新”企业。通过风电场改造升级和退役的有序开展，开启增量市场空间，建成区域型新兴固废与一般工业固废集中处理处置中心，解决现阶段退役风电叶片回收处理企业“吃不饱”问题。积极寻求绿色经济发展内生动力，通过退役风电叶片的区域集中化处理，达到处理处置规模化、成本节约化、再利用产业集中化、产业链效益最大化目的，避免出现低效率产业集群。

“部门协同+平台辅助”，打好凝聚环境监管合力“组合拳”

促进相关职能部门高效协同，共同构建退役风力发电设备闭环管理机制和联合联动执法机制。积极协调生态环境、发展改革、能源、工业和信息化、自然资源、公安等部门，持续提升生态环境保护监管的精度和准度。建立信息共享机制和案件线索移送机制。依托区块链、物联网、大数据等新兴科技，加强清洁能源新兴固体废物数据统计和行业基础研究工作，构建退役风力发电设备环境监管和信息化回收公共服务系统，为风力发电设备全生命周期环境管理提供智能化监管平台。建立退役风电叶片档案，形成来源可查、去向可追、责任可究的追溯链条。进一步明确清洁能源等新兴产业上下游各环节环境保护主体责任。研究创设退役风力发电设备利用相关方履行回收责任评价及回收再生利用效果评价考核体系，完善广泛参与的相关方责任评价监督机制，确保梯次利用相关组件产品质量安全可靠。