在金風科技,可持續(xù)發(fā)展是貫穿于所有業(yè)務布局的主線之一。面對新形勢,這家風電整機商攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游加緊開展風電場改造升級及風電設備循環(huán)利用,致力于補齊風電機組可持續(xù)發(fā)展的“最后一塊拼圖”。
2023年4月,北京,金風科技在亦莊智慧園區(qū)舉行了一場隆重儀式,以慶祝公司發(fā)展迎來歷史性時刻——全球風電裝機容量突破1億千瓦。這是一項了不起的成就,意味著全球每10千瓦風電裝機中,就有超過1千瓦來自金風科技。
二十五載,從“0”到“1億”,金風科技成為中國首家、也是全球最快突破1億千瓦裝機的風電整機商。
這些分布于六大洲、36個國家和地區(qū)的風電機組,每年可發(fā)出2200億千瓦時以上的綠色電力,是三峽水電站2022年發(fā)電量的2.8倍,能夠滿足7680萬戶中國三口之家的全年用電需求,或者供中國高鐵運行477天;可減排二氧化碳1.8億噸,約占2022年中國二氧化碳排放總量的1.6%,相當于再造超過1億立方米森林。
從以上數(shù)據(jù)中,可以領略到風電領域的“中國速度”,可以感受到中國落實雙碳目標的底氣。
立于新巔,金風科技一如既往保持謙遜之姿,清醒地認識到,成就屬于過去,前路任重而道遠,只因這家企業(yè)有著更高的追求目標——構建“可持續(xù)、更美好”的未來。顯然,這一目標的落地離不開風電的可持續(xù)發(fā)展。
“當下,我國風電發(fā)展迎來拐點,既蘊藏著無限可能,也凸顯出諸多問題,進而賦予了可持續(xù)發(fā)展新的內(nèi)涵和更高的要求,給業(yè)界帶來挑戰(zhàn)。”金風科技副總裁兼風電產(chǎn)業(yè)集團總經(jīng)理薛乃川向《風能》表示。
基于這樣的認識,金風科技主動擁抱變化,積極探索新技術與新模式。
實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展面臨更緊迫任務
近些年,國際新形勢與產(chǎn)業(yè)新常態(tài)對風電的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。
一方面,各國紛紛明確各自的氣候目標,全球碳約束日益收緊。比如,從2020年起歐盟部分國家將環(huán)境產(chǎn)品聲明(EPD)作為產(chǎn)品招投標和公共采購的強制約束條件。
在風電領域,歐洲多家電力公司提出了風電機組產(chǎn)品的碳足跡要求,供應商需要提供機組產(chǎn)品的碳足跡信息,并將機組碳足跡水平折合成打分項,納入采購決策等。
回到國內(nèi),國務院于2021年10月24日公布的《2030年前碳達峰行動方案》提出,建立重點企業(yè)碳排放核算、報告、核查等標準,探索建立重點產(chǎn)品全生命周期碳足跡標準。2022年7月7日,工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)領域碳達峰實施方案》,鼓勵符合規(guī)范條件的企業(yè)公布碳足跡。
可見,碳足跡已是影響中國風電設備國際競爭力的重要因素。
另一方面,老舊風電場及退役風電機組處置成為各方關注的焦點。根據(jù)中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會(CWEA)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),我國風電退役換新市場規(guī)模呈現(xiàn)指數(shù)級增長之勢。按照陸上風電機組設計使用壽命20年測算,到2025年退役機組將達到1800多臺,裝機容量為125萬千瓦;到2030年將超過3.4萬臺,裝機容量約4500萬千瓦。退役葉片產(chǎn)生的復合材料固體廢物隨之將逐年增加,到2030年累計達到94.79萬噸。存量風電機組到期退役已是不可回避的現(xiàn)實挑戰(zhàn),且規(guī)模會越來越大。
正是在此背景下,2023年6月5日,《風電場改造升級和退役管理辦法》出臺,明確了財政補貼、上網(wǎng)電價、電網(wǎng)接入、用地保障、循環(huán)利用和處置等方面的政策規(guī)定,填補了風電場改造升級和退役管理政策的空白。
2023年7月21日,《關于促進退役風電、光伏設備循環(huán)利用的指導意見》印發(fā),提出了到2025年和2030年退役風電、光伏設備循環(huán)利用的主要目標,以及相應的重點任務及保障措施。
薛乃川認為,兩項政策為解決風電機組“最后一公里”問題、形成可持續(xù)發(fā)展的閉環(huán)指明了方向,表明推進風電改造升級和風電設備循環(huán)利用刻不容緩。
金風方案:賦予風機綠色的一生
作為引領者,金風科技自然敏銳意識到挑戰(zhàn)所在,并將之視為提升自身及產(chǎn)業(yè)發(fā)展質量的契機。
薛乃川告訴《風能》,金風科技編制了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,不斷完善自身的管理經(jīng)營活動,在誠信合規(guī)經(jīng)營、綠色環(huán)保運營、可持續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈等五大領域確立了可持續(xù)發(fā)展目標和行動方案。
以綠色環(huán)保運營為例,金風科技依托包括分散式風電、分布式光伏、儲能、智能微網(wǎng)和數(shù)字化能源管理平臺在內(nèi)的“三減碳+一平臺”零碳解決方案,大力建設零碳智慧園區(qū)、綠色工廠。其中,位于北京的金風科技亦莊智慧園區(qū)是國內(nèi)首個碳中和園區(qū);另有4家工廠通過了國家級綠色工廠認證,4家工廠通過了省級綠色工廠認證。
為做到綠色環(huán)保,金風科技十分注重細節(jié)。比如,通過應用可降解塑料材質硬質包裝等,降低了單位千瓦風電機組大部件塑料包裝重量;對傳動系外包裝開展PE熱收縮膜試驗,既更加低碳環(huán)保,也降低了成本。
實現(xiàn)綠色發(fā)展,供應鏈是不可或缺的一環(huán)。2016年,金風科技在業(yè)內(nèi)率先啟動“綠色供應鏈”項目,推行綠色設計、綠色采購、綠色生產(chǎn)、綠色交付,打造風電全過程、全鏈條、全環(huán)節(jié)的綠色供應鏈建設。
結合供應鏈的節(jié)能減排需要,金風科技推出了α綜合能碳管理系統(tǒng)。該平臺基于物聯(lián)網(wǎng)技術和人工智能算法,實現(xiàn)自動感知、自動預測、自動策略、自動交易與控制,滿足供應鏈企業(yè)用能場景的能耗和碳排放監(jiān)測與分析需求,實現(xiàn)能源動態(tài)監(jiān)測和可視化管理,提升企業(yè)能碳管理水平和能源收益。
據(jù)薛乃川介紹,在該系統(tǒng)的碳賬戶中,客戶能夠動態(tài)了解其產(chǎn)品全生命周期的碳足跡,而非后期再進行評估。“這樣,金風科技可以為客戶提供定制化減碳解決方案,如通過能效管理降低能耗,通過建設分布式新能源和微網(wǎng)增加零碳能源的使用,通過綠電交易提高綠電使用比例,通過碳交易實現(xiàn)進一步減排。”
目前,金風科技已幫助100多家供應商實現(xiàn)了綠電使用和低碳轉型,并運用碳中和解決方案助力部分客戶建設碳中和智慧園區(qū)。
不僅如此,金風科技還通過完善評價標準、開展供應商綜合評價等方式,推動供應鏈綠色低碳轉型。
2021年4月,金風科技參與編制的《風力發(fā)電裝備制造業(yè)綠色供應鏈管理評價規(guī)范》由國家能源局發(fā)布,填補了風電行業(yè)綠色供應鏈標準領域的空白。
今年9月,由金風科技主導的《產(chǎn)品碳足跡評價類別規(guī)則風力發(fā)電機組》中關村標準發(fā)布,是國內(nèi)首個針對風電機組產(chǎn)品類別的碳足跡評價標準,標志著金風科技獲得了開展風電機組生命周期評價(LCA)和碳足跡核算的工作能力與技術基礎。
值得注意的是,金風科技的綠色供應鏈建設成效顯著。2022年,其已完成覆蓋67.3%核心零部件供應商的綠色度評估,綠色度三級及以上的供應商占49%,使用綠電供應商覆蓋比例達55.45%,產(chǎn)品的綠電使用比例已經(jīng)達到45.89%。在進行零部件采購時,金風科技會優(yōu)先選擇綠色供應鏈企業(yè)。面向雙碳目標,金風科技承諾到2025年使主要供應商生產(chǎn)其產(chǎn)品的綠電使用比例達到100%。
薛乃川表示,金風科技將繼續(xù)實施綠色供應鏈項目,與全球合作伙伴努力打造低碳共贏、綠色可持續(xù)的美好未來。
多個權威機構的評估結果表明,金風科技在減少機組碳足跡方面做了許多卓有成效的工作。
2021年,金風科技攜手瑞典環(huán)境科學研究院完成了兩款風電機組的全生命周期環(huán)境影響評估,發(fā)布了中國首個風電機組EPD。結果顯示,兩款機組全生命周期單位發(fā)電量對應的二氧化碳排放量僅為7.25克/千瓦時和8.04克/千瓦時。一個鮮明的對比是,我國煤電機組單位發(fā)電量的二氧化碳排放高達700~800克/千瓦時。
今年9月,金風科技獲得了由中關村標準化協(xié)會和中標合信(北京)認證有限公司聯(lián)合頒發(fā)的“風力發(fā)電機組碳足跡暨‘1字標’產(chǎn)品認證證書”,是國內(nèi)首個風電產(chǎn)品碳足跡核算證書。針對金風科技GWH182-5.3/6.2/7.2/7.5MW風電機組,綜合考慮生產(chǎn)、制造、運輸、吊裝、運行等過程,25年服役期內(nèi)單位上網(wǎng)電量的二氧化碳排放為3.88~4.55克/千瓦時,不足煤電機組的0.7%。
近些年,隨著退役風電機組的逐漸增多,作為國內(nèi)最早一批實現(xiàn)裝機、且現(xiàn)有裝機規(guī)模最大的風電整機商,金風科技正加快推進風電場改造升級及退役機組處置。
未雨綢繆著力挖掘存量資源潛力
歷經(jīng)十多年的迅猛發(fā)展,國內(nèi)越來越多風電機組達到了設計使用壽命,業(yè)內(nèi)普遍預計進入“十五五”我國將迎來風電機組大規(guī)模“退役潮”。而《風電場改造升級和退役管理辦法》的出臺,迅速激發(fā)出市場活力。
據(jù)金風慧能產(chǎn)品中心總經(jīng)理岳健介紹,金風科技針對老舊機組技改安全性和經(jīng)濟性問題提供“以大代小”解決方案,自2018年在國網(wǎng)吉林通榆項目嘗試探索并成功實施驗證以來,金風科技已累計實施老舊風電機組改造升級容量達到62萬千瓦,包括單機等容15.3萬千瓦和“以大代小”46.8萬千瓦。
從已有案例來看,改造升級不僅解決了機組低效和安全隱患問題,還創(chuàng)造出顯著的社會經(jīng)濟效益。
以陜西省某風電場為例,通過采用金風科技的GWH171-5.0MW替代原廠家2.5MW機組,節(jié)約用地約34%,年利用小時數(shù)提高了107%,可利用率為99.5%,全投資收益率達到17.3%。
在貴州某風電場,通過采用金風科技的GW121-2.5MW機組替代原廠家2.5MW機組,年利用小時數(shù)提高了127%,可利用率為99.8%,全投資收益率達到19.27%,風電場完成扭虧為盈。
岳健認為,國內(nèi)存量風電場面臨場景多樣、低效治理、服役期滿、生態(tài)區(qū)延壽、落后產(chǎn)能淘汰等問題,需要多措并舉,做到“一場一策”乃至“一機一策”,這對實施企業(yè)提供產(chǎn)品與解決方案的綜合能力提出了更高要求。
在廣西桂林,金風科技實施了全國首個高山風電批量兆瓦級葉片增功項目,使技改機組年利用小時數(shù)平均提升6%
金風科技是國內(nèi)最早一批研究發(fā)電量提升的企業(yè),擁有20年以上的技術及現(xiàn)場經(jīng)驗累積,深諳機組全生命周期的性能特征,可以針對老舊風電場大部件質量風險高、收益低、運維成本高等痛點,經(jīng)過全面檢測和評估,為客戶提供個性化增功提效和延壽技改解決方案,幫助業(yè)主優(yōu)化設備性能,提升資產(chǎn)價值。
同時,金風科技擁有“以大代小”業(yè)務全產(chǎn)業(yè)鏈布局,覆蓋政策咨詢、可研、設計項目、后服務市場、老舊機組回收及處置利用、一體化新能源EPC整體解決方案、融資服務等。
在此基礎上,金風科技面向市場推出了“以大代小”一體化解決方案,覆蓋風能資源精準評估、最佳適配機型選擇、最優(yōu)擴容方案、老舊資產(chǎn)評估、老舊機組回收、機組拆除、生態(tài)恢復方案、處置利用等。
實施過程中,金風科技識別出關鍵影響因素并加以應對,力爭讓改造升級的收益最大化。
比如,考慮到《風電場改造升級和退役管理辦法》規(guī)定“改造升級工期計入項目全生命周期補貼年限”,金風科技通過提供量身定制的技術方案、優(yōu)化施工計劃和方案、采用新技術與新工藝、降低對生態(tài)環(huán)境的影響等措施,盡可能縮短改造升級的工期。
在華潤750kW機組改造項目中,面對工期緊、設備供貨緊張、工作面多、項目相關方多、技術難度大、天氣因素影響大等挑戰(zhàn),作為EPC總包方的金風科技,依靠上述措施將工期由原計劃的215天縮短至155天,節(jié)約了60天。
岳健強調(diào),開展“以大代小”項目時需要特別關注所用新機型的高可靠性。
“新設備的重量大、集成度高,拆解維護難度大。投運后一旦出現(xiàn)故障,維修成本會遠高于舊設備。”他解釋道。
金風科技有著25年的風電機組研發(fā)積淀,其機組的可靠性已經(jīng)在國內(nèi)外超過1.05億千瓦、逾4.9萬臺在運機組,以及各類風能資源和自然環(huán)境條件中得到了檢驗。支撐這一切的是,一套完善的研發(fā)和測試驗證體系,包括金風科技在全球建立的八大研發(fā)中心與覆蓋部件、子系統(tǒng)、整機、場網(wǎng)的四級測試驗證能力。
岳健坦言,目前,從舊機價值評估到舊設備拆除均缺少統(tǒng)一的標準,既影響到業(yè)主做決策,也埋下安全隱患。因此,亟待建立健全標準體系。
對此,金風科技在積極參與編制相關標準,如《風能發(fā)電系統(tǒng)風力發(fā)電場后評價及改造技術規(guī)范》《風能發(fā)電系統(tǒng)在役風電機組運行評價與改造提升》的同時,還組建了專門的技術團隊,負責老舊機組拆除安全施工方案的制定與實施。
讓退役風機走好“最后一公里”
伴隨風電場改造升級而來的是,大量退役風電機組的處置問題。金風科技經(jīng)過長期摸索,圍繞退役機組回收利用形成了從舊件回收、物流運輸、清洗拆解、技術開發(fā)、工藝標準、檢測試驗到規(guī)模應用的系統(tǒng)化流程。
目前,金風科技已經(jīng)成立具備再生資源回收資質的專業(yè)公司,并借助內(nèi)部資源和外部完整的供應鏈體系,打造出遍布全國的風電機組回收利用生態(tài)圈,逐步建立起“收、轉、運”的回收網(wǎng)絡。
考慮到退役的整機及核心部件存在較高的再利用價值,金風科技采用“再利用回收+部件分類回收”模式,通過整機再應用、部件再制造、報廢處理,實現(xiàn)設備的分類消納與梯次利用。
對于整機,在確保安全的前提下,將之用于高載能企業(yè)、實訓平臺等場景中。
在陜西省某采油廠,建有風光氣柴儲微電網(wǎng)示范項目,包括兩臺金風科技的750kW風電機組、200kW光伏、200kW柴油發(fā)電、10kW燃料電池等分布式能源。兩臺風電機組每年發(fā)電約300萬千瓦時。
“我們有金風教育板塊,面向風電客戶的培訓設備可以利用一部分退役機組零部件。而全國有幾百所院校開設了新能源課程,2022年教育部針對產(chǎn)學研深度融合印發(fā)了相關鼓勵政策,對于高校搭建與產(chǎn)業(yè)緊密結合的實驗室和裝置給予財政支持。我們與部分高校已經(jīng)開展相關合作,是非常有社會價值的利用渠道。”岳健補充說。
對于齒輪箱、發(fā)電機等核心部件,金風科技將之回收利用或經(jīng)維修后用于運維市場,以使殘值最大化。例如,2015—2022年金風科技回收廢舊磁鋼接近1800噸,節(jié)約640噸稀土精礦,重新產(chǎn)出1360噸磁鋼。
“由于退役葉片主要采用熱固性復合材料,是風電機組最復雜、也是最具技術和市場創(chuàng)新價值的部分,成為影響風電回收整體效果和產(chǎn)業(yè)綠色低碳形象的關鍵。”岳健表示。
金風科技一直在探索退役葉片循環(huán)利用途徑,如將役葉片制成長椅和小型會議室;將廢舊葉片轉化為3D打印的原材料,借助3D打印產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)對葉片固廢的規(guī)模化利用。
記者在金風科技北京總部碳中和智慧園區(qū)內(nèi)走訪時注意到,這里有著一座運用固廢3D打印技術建造的景觀花壇,隨處可見的花盆、柵欄等均是通過將廢舊風電葉片轉化為3D打印的原材料制造而成。
一臺丹麥政府于1989年援助中國的150kW風電機組靜靜躺在金風科技北京園區(qū)內(nèi),向世人訴說著早期中國風能人的奮斗經(jīng)歷,也見證著更多新機組開啟綠色旅程
需要提及的是,該技術應用已被收錄入國家能源局發(fā)布的《<關于促進新時代新能源高質量發(fā)展的實施方案>案例解讀》中。
另一條潛在途徑是將廢舊葉片用于制造可循環(huán)使用的包裝,替代現(xiàn)有木制一次性包裝。2022年,金風科技試點將回收葉片主梁、輔梁、腹板部分裁切制成托盤、包裝箱蓋板等;切割粉塵全收集,供實驗室研究制板;邊角余料用于破碎制板,添加至包裝膠合板或膠合木墩內(nèi)。全年共回收利用229支葉片。
岳健認為,基于可持續(xù)發(fā)展理念,新機型從設計時即需充分考慮低碳、循環(huán)利用方面的要求。由此便不難理解金風科技為何會啟動研制首支可回收葉片。據(jù)悉,該葉片的可回收材料比例超過98%,將實現(xiàn)葉片蒙皮、主梁、腹板、葉根等所有部件的綠色可回收,從根源上解決葉片回收難題。這也成為金風科技落實到2040年使風電機組100%回收利用目標的核心舉措之一。
薛乃川建議,為應對風電機組“退役潮”,需加緊培育制造、使用、回收利用產(chǎn)業(yè)集群。為此,應出臺稅收政策或回收利用專項基金補貼,鼓勵推進回收利用項目;建立新能源產(chǎn)業(yè)回收利用規(guī)范企業(yè)認證認可白名單,對符合回收標準且具有示范作用的企業(yè)和項目給予政策傾斜;保護具有示范作用的新技術和新工藝的知識產(chǎn)權,保障創(chuàng)新主體的合法利益,提升舊機回收綜合解決能力。
金風科技北京園區(qū)用退役葉片做成的長椅
完善標準體系同樣是緊迫的工作,包括推動風電機組綠色拆除標準化,出臺具備操作性的回收標準和監(jiān)管政策措施。
據(jù)悉,2021年7月,金風科技與鑒衡認證中心、中材葉片等19家企業(yè)和機構發(fā)起成立了風電葉片綠色回收與應用聯(lián)合體,共同推動葉片及玻璃鋼制品退役回收相關工作環(huán)節(jié)評價標準的制定。此后,聯(lián)合體擴容并更名為“風電設備綠色回收與應用聯(lián)合體”。
目前,聯(lián)合體已編制完成《風電場綠色拆除評價技術規(guī)范(初稿)》《風電葉片回收評估技術規(guī)范(初稿)》,并組織和參與團體標準《風力發(fā)電機組大型軸承再制造技術規(guī)范》《風力發(fā)電機組葉片再利用技術規(guī)范》的編寫。金風科技則與聯(lián)合體成員簽署了葉片回收與應用項目孵化合作備忘錄、“可回收熱固樹脂在風機葉片產(chǎn)品上的開發(fā)應用”項目合作意向書,完成了國家能源局和世界銀行項目“風電機組和光伏組件退役回收處理產(chǎn)業(yè)化發(fā)展及政策研究”。
薛乃川表示,“風電是一場‘長跑’,實現(xiàn)風電的可持續(xù)發(fā)展必須堅持長期主義精神。雖然眼下遇到了挑戰(zhàn),但只要行業(yè)群策群力,整個產(chǎn)業(yè)鏈條積極行動,按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展的科學和客觀規(guī)律,做好新技術和新模式的先行先試與快速落地,所有問題將迎刃而解。”
新程已啟,未來可期。在推動風電可持續(xù)發(fā)展的道路上,金風科技繼續(xù)穩(wěn)步向前、勇立潮頭。