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风电退役与再开发:挑战与建议

浏览数量: 3     作者: dagang     发布时间: 2022-03-11      来源: 北极星风力发电网

北极星风力发电网讯 :随着我国最早一批风电场设计运行年限的临近,风电退役问题成为行业面临的主要问题之一。

据统计,截至2005年年底,全国共计运行1250MW、1827台风电机组,按风电机组设计寿命20年测算,至“十四五”末期,即2025年年底,全国将有同等规模风电场、同等数量的风电机组面临退役。

下表数据显示,从2006年开始(暨《可在生能源法》正式施行),我国风电累计装机基本逐年翻倍。因此,如果认为“十四五”是风机退役 的起始,“十五五”则是风机退役问题的第一个高峰。截至2010年年底,全国共计运行44734MW、34483台风电机组,按风电机组设计寿命20年测算,至“十五五”末期2030年年底全国将有同等规模风电场、同等数量的风电机组面临退役。

风电项目退役

退役是指风电机组到达设计寿命前或设计寿命时,采取一次性解列拆除全部风电机组及配套设施,并对场址进行植被恢复,原场址不再建设新的风电项目。

退役的原因主要包括风电机组实际发电效率低下,发电能力差;风电机组设计制造技术不足,机组环境适应能力差,造成风电机组故可靠性低,性能无法满足安全要求,存在较大的安全隐患;风电机组技术指标不能满足电网要求;风电机组的零部件采购困难,运维难度大,导致风电机组运维成本高或无法进行运维;风电机组到达设计寿命时,存在严重影响机组或风电场的结构完整性或者预计会导致机组损坏的缺陷,且难以进行技改或需要难以承受的经济成本进行技改;因其他原因,项目业主自行选择风电机组退役;风电机组涉及环保、林草、军事等因素被要求退役;风电机组未经审批超期运行。

风电机组退役按照申请退役时的服役时间可以分为提前退役和直接退役。

提前退役是指风电机组到达设计寿命前采取一次性解列拆除全部风电机组及配套设施,并对场址进行植被恢复,原场址不再建设新的风电项目。

直接退役是指风电机组到达设计寿命时采取一次性解列拆除全部风电机组及配套设施,并对场址进行植被恢复,原场址不再建设新的风电项目。

政策难点

目前政策对风电机组退役仅有要求,但无具体审批流程及操作细则。开发商希望退役流程明确,退役过程安全经济。政府则需要保证风电机组退役不会产生较大社会影响和环境影响。

政策难点解决方案

建议未到设计寿命的风电机组项目业主可自行确定并申请风电机组退役,到达设计寿命的风电机组,项目业主应当主动申请退役,不得继续并网发电。到期未申请退役的,由所在地派出能源监管机构进行公示并依法注销许可。

对风电机组退役流程提出以下建议:项目业主申请风电机组退役前需认真评估机组退役条件及社会稳定工作,制定具体退役计划,提前半年由地方政府和项目业主共同向所在地派出能源监管机构申请,所在地派出能源监管机构结合风电机组退役的实际情况,充分考虑退役影响,经统筹安排后予以备案。经所在地派出能源监管机构备案后,项目业主需要制定具体风电机组退役实施方案,并通过相关部门审查,取得批复文件。项目业主将各部门批复交给所在地派出能源监管机构,申请组织实施风电机组退役及电力业务许可证变更,获得所在地派出能源监管机构批复并完成电力业务许可证注销后,方可组织实施风电机组退役。退役实施后,征用土地由原项目审批土地部门收回。

项目业主负责风电机组及风电场配套设施的拆除及处置,并对风电场区进行植被恢复。风电机组及风电场配套设施的处置需经济环保,满足国家环保政策要求。对于风电机组因涉及环保、林草、军事等因素被要求退役且退役后以一定比例规模的新建项目置换,其它风电机组退役置换情况,应服从政府及能源主管部门的相关政策及管理办法要求。

风电项目退役后不予置换形成的容量缺口,由各省能源主管部门按照有关技术规范要求组织编制本地区的退役置换风电项目年度开发建设方案,并上报国家能源局,国家能源局负责风电项目退役置换机组工作的统筹管理,对各省上报的退役置换风电项目年度开发建设方案进行审批。退役置换风电项目年度建设方案不受新建风电项目方案影响,由国家能源局按年度单独审批。

技术难点

风电机组退役的技术难点主要集中在风电机组及配套设施的回收处理,目前尚无相关标准或技术规范要求。

风电机组退役后,需要采取一定的措施对包括对基础、塔架、整机、叶片、集电线路、电气设备、升压站建筑进行处理。基础中的混凝土一般不能再次利用,可将其破碎加工后,重新用于混凝土材料的生产,减轻废弃混凝土对环境的影响,但若考虑回收的经济性,一般直接就地废弃。基础中的钢材、塔筒可作为废品报废处理,回收残值或经过评估之后二次利用。整机中的发电机、齿轮箱、主轴和电气设备等可采用以旧换新、二次维修使用的方式处理或作为废品报废处理,回收残值。主机中的其他金属材料、集电线路的电缆和导线可作为废品报废处理,回收残值或经过评估之后二次利用。除此之外,蓄电池等电子元器件及废旧油品、油脂属危险废物,需要项目业主委托给有处理资质企业回收处理。升压站建筑设施依据具体情形拆除或保留。

在整个风电机组中,叶片是处理难度最大的部件。叶片主体材料为聚合物基复合材料,俗称玻璃钢,是一种热固性复合材料,无法简单进行再利用。叶片基体材料为环氧树脂和玻璃纤维,环氧树脂固化后无法二次利用,玻璃纤维固化在纤维体中,回收难度也极大。

结合国内外研究及案例,对退役叶片的处置主要包括堆放、掩埋、回收再利用三种情况。玻璃钢等材料自然降解难度大、周期长、占地面广,通过堆放和掩埋方式处理叶片会造成大量白色污染,显然不符合我国日趋严厉的环保政策要求。相对而言,回收再利用是一种更加环保的处置方式。叶片的回收利用主要有三种方式,包括物理回收、化学回收和能量回收。

仅就技术层面而言,废旧叶片的处置已经不存在太多的障碍。目前的主要问题是上述技术手段的经济性还有待提高以及能否大批量处理叶片且不会造成环境影响的问题。欧洲风能协会、欧洲化学工业理事会和欧洲复合材料工业协会发布的《加速风机叶片循环》报告中也指出,现有风机叶片循环利用技术多种多样,但这些解决方案尚未具备产业规模和经济竞争力,应对风机叶片回收的最佳策略是将设计、测试、维护、升级和适当的回收技术结合起来,以确保其在整个使用周期内发挥最大价值。

技术难点解决方案建议

建议国家或行业尽快制定退役风电机组及配套设施的处理技术标准和规范,在未出台相关技术标准和规范前,企业自行评估、自行采取环保方式处理退役风电机组及配套设施,且需优先考虑回收再利用的方式,避免资源浪费。对于无法处理的零部件,建议采用先集中存放,等待先进且经济的方式再进行处理。具体处理方案需以专题报告的形式,由环保部门审查批准。

国家应提供政策和资金支持,鼓励相关企业与科研机构积极合作,重点解决大规模退役风电机组及配套设施处理的技术、经济、环保问题。

风电项目再开发

风电项目再开发是指风电场内风电机组到达设计寿命前或达到设计寿命时,对部分或全部风电机组及基础进行拆除,并在原地或异地新建风电机组的情形。

由于老旧机组在服役寿命、质量、效率、安全、经济等原因无法满足项目业主需求,而风电场址风能资源较好,且不存在建设新的风电机组的限制性因素,项目业主采取“以大代小”的方式,用现有的容量更大、技术更先进的机组取代老旧风电机组,能够显著提高发电量,并降低征地、运维等成本,且可以避免风电场优质的风能资源闲置。

为了便于分析按照风机更新时间、拆除台数、新建机位位置,风电机组更新可以分:提前部分原地更新,提前部分异地更新,提前全部原地更新,提前全部异地更新,直接全部原地更新,直接全部异地更新。

提前部分原地更新是指风电机组到达设计寿命前,对部分风电机组及基础进行拆除,且全部新建风电机组位置均位于原拆除风电机组位置。

提前部分异地更新是指风电机组到达设计寿命前,对部分风电机组及基础进行拆除,且至少有一台新建风电机组布置不在原拆除风电机组位置,但所有新建风机均位于原风电场范围内。

提前全部原地更新是指风电机组到达设计寿命前,对全部风电机组及基础进行拆除,且全部新建风电机组位置均位于原拆除风电机组位置。

提前全部异地更新是指风电机组到达设计寿命前,对全部风电机组及基础进行拆除,且至少有一台新建风电机组布置不在原拆除风电机组位置,但所有新建风机均位于原风电场范围内。

直接全部原地更新是指风电机组到达设计寿命时,对全部风电机组及基础进行拆除,且全部新建风电机组位置均位于原拆除风电机组位置。

直接全部异地更新是指风电机组到达设计寿命时,对全部风电机组及基础进行拆除,且至少有一台新建风电机组布置不在原拆除风电机组位置,但所有新建风机均位于原风电场范围内。

政策难点

针对风能协会对开发商及主机厂家调研结果,目前对风电机组更新的政策难点主要集中在风电机组更新的审批流程、土地使用、容量、上网电价、电网接入、项目经营权等政策问题。从行业角度,应该鼓励项目业主在合理利用风能资源条件下,完成项目更新,促进风电行业的发展。政府则需要保证风电机组退役不会产生较大社会影响和环境影响。

(1)审批流程

更新项目可能涉及机位重新选址和风电机组总容量变更等问题,原则上需要重新进行审批,但若需要重新进行审批,审批手续复杂繁琐,从风电场建设方和投资方角度分析,基本与重新开发新风电场无差别。对于更新后风电机组容量不变的情况,审批流程是否需要单独规定。

(2)土地使用政策

原地更新较大单机容量风电机组涉及基础占用更大面积的土地;异地更新需重新进行征地,原始机位用地年限可能也没有到期;风电机组更新施工建设时,可能还涉及新建或拓宽原始道路、临时用地等问题;原地更新风电机组还存在永久征地到期的问题。

(3)容量

早期建设风电机组多数处于优质风能资源区域,但是受制于风电机组单机容量较小问题,风电场装机容量通常不大。随着技术发展,大容量机组成为主流,更新后风电场址理论上可以增加总装机容量,从合理利用风能资源和提升企业经济效益角度,都存在增容的需求。但是若风电机组总容量增大,还涉及配套电网建设、消纳条件和增容容量管理问题。

(4)电价

对更新后的风电机组的上网电价没有明确规定。是否能够延续原风电机组的上网补贴,还是规定按照新建风电机组的电价政策执行。若风电机组部分更新,是否会影响没有更新的风电机组的电价。

(5)电网接入

对更新后电网接入政策没有明确规定。若项目更新不涉及容量变化,电网接入批复能否简化,若项目更新后容量发生变化,电网能否允许并解决消纳问题。

(6)经营权

对风电机组全部更新,所有在役运行风电机组设计寿命相同,便于计算项目业主申请电力业务许可证延期时间,而对于部分更新,由于在役运行的风电机组设计寿命不同,可能影响项目业主申请电力业务许可证延期,若无法申请延期,原风电场运营期结束后,新装机组可能无法继续运行。

政策难点解决方案建议

风电机组项目业主可自行确定并申请风电机组更新,但更新审批流程、土地使用、容量、上网电价、电网接入、项目经营权需满足相关要求。

(1)审批流程

对于审批流程,以鼓励更新、精简流程为原则。项目业主申请风电机组更新前需认真评估机组更新条件及社会稳定工作,制定具体更新计划后向项目所在省能源主管部门报批,省能源主管部门将全省风电场更新年度计划报国家能源局备案,取得省能源主管部门同意开展更新工作的批复文件后开展风电机组更新的前期工作,包括选址测风、风资源评价、建设条件论证、可行性研究。

各省能源主管部门在落实项目风能资源、项目场址和电网接入等条件的基础上,综合项目更新的经济效益和社会效益,按照有关技术规范要求组织编制本地区的更新风电项目年度开发建设方案,并上报国家能源局。

国家能源局负责风电项目更新工作的统筹管理,对各省上报的更新风电项目年度开发建设方案进行审批。更新风电项目年度建设方案不受新建风电项目方案影响,由国家能源局按年度单独审批。

对于土地利用发生变化的更新,包括变更风机位置、异地新建风机、新修道路等情形,需要重新办理并取得土地预审、环评、水土保持、安全预评价等支持性文件。对于原地更新,仅基础扩大的情况,原则上仅需办理土地预审手续。

对于涉及机位点变化,还应取得相应规划选址批复。

对风电机组更新后风电场总容量不变,风电项目按照属地原则向省能源主管部门及原接入系统审批部门备案,无需重新申请核准和接入系统批复。若风电机组更新后风电场容量变化,可以采用如下两个流程:①仅申请原接入审批部门批复,并保持上网容量不变。②重新进行项目核准,解决新增容量消纳问题。

机组完成更新实施方案后,需要向国家能源局派出机构申请电力业务许可证变更。原则上,各审批部门应简化风电机组更新的审批流程。

项目业主负责旧风电机组及风电场配套设施的拆除及处置,新风点机组建设前需要完成所有老旧机组的拆除,并对未安装新风电机组的区域进行植被恢复。风电机组及风电场配套设施的处置需经济环保,满足国家环保政策要求

(2)土地使用

永久征地或临时征地未超使用权期限的,土地应延续使用。超过永久征地年限、新增永久征地及因建设需要临时征地的情况,应再次征地,并享有优先使用权。对于拆除后未利用的且未到期的永久征地,在不影响规划的前提下,原则可以采取等面积、等年限的方式与新增永久征地进行替换。

(3)容量

允许项目业主在合理利用风能资源的条件下适当扩容,但更新后风电机组的总容量不得低于原风电机组总容量。对于扩容情况,项目业主可选择备案并取得原项目电网接入审批部门批复,并通过AGC等技术手段,确保上网容量控制在原项目容量的范围内,提高风电场的置信容量和全场发电量,为风电场的调压和一次调频服务打下基础,推动风电场改善电网友好性,提升辅助服务能力,促进新技术的应用。或项目业主选择核准,则新增容量按照核准解决消纳问题。

(4)上网电价

第一种政策为:参考不同风电项目规定的合理小时数,无论更新与否,原服役期内总发电量在20年内合理小时数对应的总发电量以内的上网电量给予原有电价,超出部分按平价执行。

第二种政策为:新机组新办法、老机组老办法。在到达该批风电装机组服役期限之前,未替换的机组仍享受原电价,替换的机组按照现电价政策执行。

(5)电网接入

风电场应该与电网相互协调、共同配合。对于更新后风电机组容量不变、更新后风电机组总容量增大且项目业主完成备案保持上网容量不变,电网接入保障原有模式,配合输送通道建设进行一定改造。对于更新后风电机组总容量增大的项目业主完成核准的,按照核准予以电网接入。

(6)经营权

对于项目经营权,风电机组每次更新后,项目业主均需要向国家能源局派出机构申请电力业务许可证变更。

对于提前全部更新、直接全部更新情况,项目业主直接申请原电力业务许可证注销,并重新办理电力业务许可证;或以更新后风电机组并网时间为起始点,申请延续。

对于提前部分更新情况,申请电力业务许可证延续可以有以下规定:在原服役期结束后,项目业主可申请电力业务许可证延续,在延续期间,对于未更新风电机组设计寿命到期情况,项目业主需要按照退役或更新流程要求,结合现有风电机组,完成电力业务许可证变更。

(7)“十四五”更新的政策建议

2020~2025年(“十四五”)期间,风电机组设计寿命到期可能面临更新处理的风电机组88%为单机容量小于1MW的风电机组,且风电机组的主机厂家多为外企,风电机组客观存在零部件采购困难,运维难度大的问题,且经济上一般不具备继续运行条件。为简化流程,便于国家与地方能源主管部门统筹管理,实现“十四五”期间风电机组退役与更新平稳过渡,建议规定2020~2025年有更新需求的1MW以下的风电机组必须一次性申请全部更新。

技术难点

同退役一样,拆除的风电机组及更新的配套设施的处理也是技术难题,尚无相关标准或规范要求。

技术难点解决方案建议

建议国家或行业尽快制定退役风电机组及配套设施的处理技术标准和规范,在未出台相关技术标准和规范前,建议企业自行评估、自行采取环保方式处理退役风电机组及配套设施,且需优先考虑回收再利用的方式,避免资源浪费。对于无法处理的零部件,建议采用先集中存放,等待先进且经济的方式再进行处理。具体处理方案需以专题报告的形式,由环保部门审查批准。国家应提供政策和资金支持,鼓励相关企业与科研机构积极合作,重点解决大规模退役风电机组及配套设施处理的技术、经济、环保问题。




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