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可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究 Zero-Waste Future of Renewable Energy a study on the development of recycling industry for wind and solar energy 2022.07 2 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究联合撰写著作权及免责声明本报告由绿色和平和中华环保联合会基于在北京取得的临时活动备案共同发布。本报告中提及的企业仅作为研究示例，並不代表绿色和平对相关企业进行批评或推荐。本报告中的引用的信息来源于已公开的资料，除标明引用的内容以外，报告内所有内容（包括文字、数据、图表）的著作权及其他知识产权归绿色和平所有。如需引用本报告中的数据及图表，请注明出处。标明由绿色和平拍摄的照片必须取得绿色和平授权后方可使用。本报告为基于有限时间内公开可得信息研究产出的成果。如本报告中相关环境信息存在与真实信息不符的情况，欢迎与我们沟通联系greenpeace. cngreenpeace.org。由于信息获取渠道的局限性，绿色和平、中华环保联合会不对报告中所涉信息的及时性、准确性和完整性作任何担保。本报告资料收集时间为 2022 年 3 月 1 日至 2022 年 5 月 30 日，研究期间之外，各信息平台上公开的环境信息如有被更改或增加的信息不被包括在此研究结果分析中。本报告仅用于政策参考、信息共享和环保公益目的，不作为公众及任何第三方的投资或决策的参考，绿色和平亦不承担因此而引发的相关责任。朱硕绿色和平创新业务负责人李嘉童绿色和平气候与能源项目主任风电篇李丹中国循环经济协会可再生能源专业委员会执行秘书长王卫权中国能源研究会能源与环境专业委员会秘书长马丽芳中国循环经济协会可再生能源专业委员会政策研究部主管光伏篇苗青零碳研究院理事长吴翠姑零碳研究院副院长王彤彤零碳研究院交流合作中心副主任田惠林零碳研究院技术研究中心副主任鸣谢以下人员对于此报告的贡献袁瑛、王赫、王蕴琪、王祎阳此外，感谢以下人员对本报告提出的宝贵意见和建议（按姓氏首字母排序）风电篇梁万良全球风能理事会中国区主任王晓东北京金风科创风电设备有限公司，风电产业集团研发中心机械设计专家/高工于可利中国物资再生协会秘书长张金峰北京鉴衡认证中心有限公司风能事业部副总经理赵建立浙江运达风电股份有限公司叶片专家/工程师光伏篇刘景洋中国环境科学研究院研发中心主任吕芳中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长宋登元光伏材料与技术国家重点实验室主任，中国绿色供应链联盟光伏专委会副主任，一道新能首席技术官肖鹏军晶科能源高级研究员 3 目录目录序言 . 1 摘要 . 5 第一章风电篇 . 8 1. 中国风电产业回收现状及展望 . 9 1.1 中国风电产业发展历程 9 1.2 中国风电产业规模现状 9 1.3 风电机组退役规模预期 11 1.4 风机叶片回收主流方式 11 1.5 风机材料回收市场估值 12 2. 不当处置对社会环境的影响 . 13 2.1 产生碳排放 . 13 2.2 造成资源浪费 . 14 2.3 污染环境 16 3. 不当处置对风电行业的影响 16 3.1 产业层面 16 3.2 企业层面 16 4. 中国风电回收的机遇与挑战 16 4.1 机遇 . 17 4.2 挑战 . 17 5. 国内外政策及市场的解决方案 . 18 5.1 相关政策对回收市场的引导 . 18 5.2 国内外回收市场的创新案例 . 20 6. 结语建议 25 第二章光伏篇 26 1. 中国光伏产业回收现状及展望 27 1.1 中国光伏产业发展历程 . 27 1.2 中国光伏产业规模现状 . 27 1.3 光伏组件预期退役规模 . 27 1.4 光伏组件主流回收方式 . 27 1.5 光伏组件回收市场估值 . 29 2. 不当处置对社会环境的影响 . 30 2.1 产生碳排放 30 2.2 造成资源浪费 . 31 2.3 污染环境 . 31 3. 不当处置对光伏行业的影响 32 3.1 产业层面 32 3.2 企业层面 . 32 4. 中国光伏回收的机遇与挑战 33 4.1 机遇 . 33 4.2 挑战 . 33 5. 国内外政策及市场的解决方案 34 5.1 相关政策对回收市场的引导 34 5.2 国内外回收市场的创新案例 37 6. 结语建议 . 39 参考文献 41 1 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究新疆金风科技股份有限公司董事长武钢将绿色进行到底 “风中舞者”如何完美谢幕序言 2 风电是最为绿色经济的发电形式之一，在推动全球清洁能源转型、减少二氧化碳排放、应对气候变化危机等方面发挥着重要作用。在风电大规模发展的同时，受限于风电机组20年的设计寿命，处置退役风机成为全球风电面临的共同课题。绿色和平PowerLab可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究这本报告的撰写正当其时，报告较为详尽地分析了当前中国风电产业风机回收现状，以及风电机组退役后回收不当给社会和风电行业所带来的危害，并提出了中国风电机组回收现阶段面临的机遇和挑战。报告还收集和总结了当前全球在风机回收领域所做的许多有效尝试，以案例的形式展现最前沿的风机回收技术和解决方案，具有重要的参考价值。根据国际能源署的报告，到2050年，实现快速的能源转型，打造实现净零排放的能源系统，将有近 90的发电来自可再生能源，风能和太阳能光伏发电合计占近70。近年来全球风电快速发展，2021年，全球新增风电装机93.6GW，是历史上第二高的一年。中国是全球最大的风电市场，2021年陆上风电新增30.7GW，约占全球新增装机的三分之一。海上风电方面，中国海上风电2021年增量占全球的80，同时也是全球海上风电累计装机最多的国家。但是，在越来越多的风机在陆地和海洋上起舞，产生绿色电力时，同样也有许多的“风中舞者”正面临如何谢幕的问题。尤其是那些随着时间的演进，已达到设计寿命的风电机组规模正快速增大。以中国为例，报告数据显示预计到2030年，每年退役风机规模将达到10GW左右；2030-3035年间，累计退役风机规模将超过100GW；2036-2040年间，累计退役风机规模将达到150GW。风机退役有可能带来大量待回收材料，这些退役的材料中所含有的铜、钢、水泥、碳纤维/玻璃纤维等物质仍然具备很高的回收价值。如何在不对环境产生危害的基础上，对退役风机进行高效回收再利用，已经成为产业可持续发展最重要的一环。不可否认，当前退役风机回收仍然需要挖掘和研究更成熟且经济的处理方法，尤其是在叶片回收方面。希望借由这本报告，能够进一步引起国家、行业对退役风机回收和再利用工作的重视，通过国家、企业以及产业链上下游协同，探索出退役风机回收再利用的成熟模式，真正将风机的绿色旅程进行到底序言 3 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究苗连生英利集团创始人打通光伏绿色产业链的“最后一公里” 序言 4 21世纪20年代，气候变化成为世界语言，全球携手，共同应对气候变化已经成为普遍共识和一致行动。习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。并在国内外重要会议上多次强调该目标落实的重要性。随着绿色低碳发展成为全球趋势，各国低碳减排政策不断出台，全球光伏发展迅猛，正迎来新一轮发展机遇。作为光伏组件的最大生产国和应用国，2021年我国累计装机量为306GW，全球累计光伏装机量超过 940GW，到2022年4月，全球光伏装机容量跨越至“TW时代”。光伏供应链包括了从硅材料提纯、铸锭拉棒、切片、电池和辅材、组件、平衡部件以及系统集成、应用和退役回收。当前，国内外的光伏产业界和环境界将光伏组件的回收处理列为核心关注问题之一。欧盟、美国、日本、法国等国家和地区都已经开始回收试验和示范，退役和废旧光伏组件的回收利用也成为越来越突出问题，同时也为行业带来了巨大的新机遇。绿色和平PowerLab可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究报告提及了退役光伏组件回收规模的预测，对社会环境的影响分析，以及全面切实的可行性建议，对中国推动碳达峰碳中和，实现资源循环利用具有很大的参考价值。根据报告预测，2025年光伏组件将进入报废的密集期；2030年左右光伏组件将进入报废的高峰；截至2040年，光伏组件的累计报废规模将达到约250GW，回收产业链价值或将超千亿元。大规模的组件退役潮即将到来。组件回收是光伏产业链上的最后一环，也被视为整个光伏绿色产业链的“最后一公里”。希望供应链上下游企业、科研院所、投资机构以及社会各界力量积极参与，探索切实可行的光伏回收产业商业模式，共建退役光伏组件回收的健康市场，实现光伏组件全生命周期绿色发展，实现资源循环利用，提高资源利用效率、减少环境污染，催生新的经济增长点，推动高质量绿色发展，助力双碳目标早日实现。序言 5 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究摘要 6 自千禧年初，中国的风电与光伏产业迈入规模化发展快车道，截止至2021年底中国风电累计装机量达328GW，光伏累计装机量达306GW，已连续数年保持世界风电与光伏装机量居首。中国风光产业高速发展二十年，而那些千禧年初期投入使用的风电机组和光伏组件，也即将抵达20到25年设计使用寿命的终点。我们预计，中国风电产业将在 2025年迎来第一批大规模退役潮，退役规模将超过 1.2GW；紧随其后，在2030年光伏组件报废将进入密集期，2005年左右大幅增长的装机规模将迎来25 年的设计使用寿命，预计可回收容量高达17.8GW。随着中国3060双碳目标的出台，无数目光聚焦可再生能源行业，风电光伏的全生命周期低碳发展更是其中焦点。绿色环保的回收方式，不仅能够为退役的组件赋予新的价值，在创新科技的加持下，前沿的回收方法能够大量减少风光寿命尽头的二氧化碳排放及对环境的负面影响，助力可再生能源行业可持续地高速发展。绿色和平PowerLab团队始终持续关注中国可再生能源领域的创新与机遇，希望通过本报告的“风电篇”、“光伏篇”分别对中国风电、光伏行业回收的现状、市场预估、规模增长对社会和产业的影响、机遇与挑战、全球创新实践等多维度解读并提供建议，为从业者提供开展回收业务的重要指引，为行业观察者提供判断识别回收市场的参考。通过对回收市场现状进行调研和分析、对2025- 2040年的风电及光伏回收市场进行预测，本报告观察到中国可再生能源行业迫在眉睫的挑战未来 20年内，风电退役累计将达到约280GW，光伏退役组件累计规模将达到约250GW，回收解决方案和支持政策急需完善和激活。在此基础上，本报告总结了在快速增长规模下回收之所以紧迫且必要的三大关键影响碳排放问题、资源浪费问题、环境污染问题。高效的回收方式可以大幅度减少焚烧填埋等废弃处置手段带来的大量碳排放和有害物释放，在实现资源循环利用的同时，减少原材料生产所产生的碳排放。以一台 1.5MW的风机为例，如果可以被100回收，将可以减少约600吨二氧化碳排放，随着回收规模的增长，在2040年累计回收规模达280GW，将可减少约1.13亿吨的碳排放。截至2040年，风电行业将累计产生回收价值超过900亿元的3000万吨废钢，近 500亿元的80万吨废铜，同时，难以回收的风机叶片将产生220万吨废弃玻璃纤维，近120万吨废弃树脂和胶，带来对生态环境的污染。同理，1吨废弃光伏组件，在回收利用后可以减少约5.41吨二氧化碳的排放。随着累计回收量的增长，截止至2040 年，累计回收量到达约250GW，可以减少约1.08亿吨二氧化碳排放。累计产生回收价值超过1.1千亿元的硅，铜，银，铝，玻璃等。同时报告延伸了上述这些影响反噬可再生能源行业的结果造成整个产业污名化，影响全产业链低碳发展，影响企业竞争力与声誉。尽管回收行业有长期遗留和短期新发的问题，我们研究发现了中国可再生能源回收行业具备高速高潜力发展的的三大机遇市场空间规模、产业链丰富度、双碳目标执行力。鉴于全球诸多国家的政府、企业、协会等正着力探索有效回收方法，为加速风电和光伏回收市场的发展，本报告总结形成了政策导向和市场导向的建议。风电政策方向 ● 完善固废回收利用体系，加快在包括退役风机叶片在内的固废回收利用网络，全面提高资源利用效率。 ● 加强财政税收支持力度，在回收规模相对较小的阶段，利用税收政策及回收专项基金补贴，鼓励回收项目推进，奖励推动产业链实施、或满足绿色供应要求的企业。 ● 建立风机回收标准和监管认证体系，出台具备操作性的回收标准和监管政策措施，确保实现全过程环保、实现循环经济、实现高值化利用。摘要 7 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究市场方向 ● 强化源头治理，鼓励整机制造企业牵头，实施绿色供应链，在风机组的设计、原材料选择环节将全生命周期利用纳入考量。 ● 探索商业模式，按照市场发展需求，在龙头企业的带动下，遵循分阶段、分目标的原则开展商业模式的推广，试验不同的商业模式，降低处理和回收成本。 ● 加强技术攻关，针对叶片回收技术的难点、对环境友好的替代材料的研发，由行业协会组织相关科研机构、风机制造企业、风电开发企业联合攻关，加强跨行业协作。光伏政策方向 ● 推出支持性税收政策和专利保护，增加对符合回收标准且具有示范作用的企业和项目的激励性税收政策，对于具有示范作用的新技术及工艺的知识产权予以保护，保证创新主体的利益。 ● 建立健全统一的光伏组件回收标准、规范和技术要求。由行业协会与龙头企业共同建立回收标准与流程化规范，建立权威性的产品检测中心进行质量认证和追踪。 ● 鼓励和支持多渠道、多形式的光伏组件回收技术国际合作和技术交流。充分利用国际组织、外国政府、行业协会和企业的相关技术经验、渠道、投融资等资源和能力，开展光伏组件回收技术和经验交流会，加快本土回收产业化发展进程。市场方向 ● 推动实施绿色供应链，鼓励光伏制造企业在产品设计初期按照可回收理念与标准展开设计，推动龙头企业先行示范。 ● 促进上下游合作开拓市场新模式。鼓励光伏组件回收企业、上游光伏制造商、下游材料循环再利用方通过建立信息互通和对话合作平台，形成规模优势，降低成本。 ● 加强跨领域合作，建立光伏组件回收技术发展及产业化基金，将资本引入回收市场，同时组建以市场为导向，产学研结合的清洁能源产业固废资源化团队，通过路演、推荐会、案例库等线上线下形式触达和对接更大资本市场。 8 风电篇 9 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究 1. 中国风电产业回收现状及展望 1.1 中国风电产业发展历程中国对近代风电技术的探索始于上世纪50年代后期 1 。上世纪70年代，风电产业在中国正式起步。经过近三十年的努力，到2005年中国的风电产业实现了规模化发展，并自此进入了快速发展时期。中国风电新增和累计装机容量分别于2009年和2010年升至世界首位 2，3 ，并保持至今，成为全球领先的风电生产和应用大国。为了更清晰地了解中国风电产业，分析产业发展规模及趋势，本报告按照技术和产业化情况对产业发展历程进行了梳理，其不同发展阶段和特点如下探索起步阶段（1986年之前）中国风电产业在此阶段多开展离网型小型风电机组的研究和试验，用于边远地区农、牧、渔等供电，应用规模和范围小。迈向规模化阶段（1986-2005年）此阶段以 1986年中国首个示范性风电场山东荣成马兰湾风电场并网为标志。此后通过一系列国家级项目支持，中国风电产业实现了从示范性向规模化、产业化发展的转变。2004年兆瓦级风机进入市场，开启大容量风机时代；2005年风电装机规模突破1GW。快速发展阶段（2006-2020年）此阶段，可再生能源法等政策法规在电价、并网等关键方面为可再生能源发展提供了有力支撑，推动了中国风电产业的快速发展，风电机组制造逐步实现了国产化，树立了全球风电产业大国的地位。高比例发展阶段（2021年之后）随着国家碳达峰碳中和目标的提出，以风电、光伏为代表的可再生能源是实现此目标的关键领域之一，中国风电产业进入了不断扩大规模、实现高比例发展的新阶段。 1.2 中国风电产业规模现状风电产业的规模化发展，使得风电为我国乃至全球的能源转型和应对气候变化做出了重大贡献。截至2021 年底，中国风电并网装机容量达到328GW 4 ，占全国总发电装机容量的13.8，连续12年稳居全球首位。根据统计 5 ，截至2021年底，中国风电累计装机超过17万台，累计装机的风电机组平均单机容量 2025kW，当年新增机组平均单机容量达到3114kW。 2005-2021年中国风电新增和累计装机容量情况 | 图 1 新增装机（GW）累计装机（GW） 2005 2006 20082007 20102009 2012 20132011 2014 2016 20192015 20182017 2020 2021 350 200 300 150 250 100 50 0 10 其中，2.0-2.9兆瓦风电机组占比最高，占累计装机容量47.3，是市场的主力机型；3MW及以上风电机组所占市场份额不断增长，占新增容量的八成以上。随着大功率风电机组的不断增长，风轮直径也相应不断增大。2020年中国风电装机中的平均风轮直径达到136米，陆上风机风轮直径最大达到166 米。其中140米及以上风轮直径占比显著增长，达到 63.8。此前的2016-2019年，平均风轮直径为100- 130米，2015年及之前平均风轮直径则小于100米。伴随着风电产业规模的扩大以及机组大型化发展的趋势，机组的相关部件，包括风机塔筒、机舱罩、叶片等的尺寸和原材料用量也相应增加，将带来越来越大的回收市场空间。其中，风电叶片机组及配套设施中所使用的复合材料是最难回收处理的部分，未来退役后需要处理的废弃物规模越大，相应的回收难度也越大。 2010-2020年中国新增风电机组叶轮直径变化 | 图 4 数据来源CWEA 数据来源CWEA 数据来源CWEA 2021年中国风电市场各单机容量机组 | 图 2 新增装机占比截至2021年中国风电市场各单机容量机组 | 图 3 累计装机占比单位米 2010 2012 20132011 2014 2016 20192015 20182017 2020 140 120 100 80 160 60 40 20 0 78 81 85 89 94 112 105 99 120 129 136 7MW及以上， 3.14 1.5MW以下， 0.06 1.0MW以下， 0.26 1.5-1.9MW， 0.15 2.0-2.9MW， 19.73 3.0-3.9MW， 40.11 2.0-2.9MW， 47.30 1.5-1.9MW， 26.00 1.0-1.5MW， 0.60 6.0-6.9MW， 12.13 5.0-5.9MW， 8.14 3.0-3.9MW， 13.80 4.0-4.9MW， 4.90 5.0-5.9MW， 1.90 6.0-6.9MW， 2.20 7MW及以上， 0.60 4.0-4.9MW， 16.53 风电篇 11 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究 1.3 风电机组退役规模预期风机退役受到政策、市场、技术水平等因素较大，如果支持政策到位，技术成熟，则会加速风机退役，扩大待回收规模。若无政策激励，缺乏成熟可靠的技术，则会放缓退役速度。本研究采用寿命平行推移方法预测退役规模，按照风电机组设计使用寿命 20年计算，则2005年投运的风电机组，将在2025年退役，其余年份以此类推。参考中国风电产业发展历程，预计到“十四五”末（2025年），中国将迎来第一批大规模退役风电机组，届时运行时长超过20年的老旧风电场规模将超过1.2GW。随后，每年退役的机组将逐步增加，预计到 “十五五”末期（2030年），年退役风机规模将达到 10GW左右；2030-3035年间，累计退役风机规模将超过100GW；2036-2040年间，累计退役风机规模将达到150GW。 1.4 风机叶片回收主流方式在风机叶片回收工艺方面，相比于欧美等国家的叶片回收方式，中国仍处在起步阶段，回收工艺和技术等方面较为简单。目前较为主流的方式包括了物理回收法、热回收法和化学回收法。物理回收法一种是将叶片进行拆解，将材料进行重复利用，用于市政建设等领域；第二种是将废弃复合材料进行一定机械处理（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，应用于不同领域以实现二次利用，如建筑材料的添加物，增强材料性能等。热回收法由于复合材料中的树脂具有一定的热值，因此可将风机叶片复合材料与燃煤等燃料掺混燃烧，回收利用所产生的热量，燃烧后的灰渣可以作为工业固废利用。也可以掺混水泥原料，进入水泥窑焚烧，焚烧后的残渣用于制作水泥，水泥性能几乎无影响。化学回收法主要分为超临界流体法与溶剂溶解法。采用此类方法可以保留纤维材料的大部分拉伸强度，但具有侵蚀性的危险化学品对反应设备有限制，安全系数较低，处在实验室阶段。 2025-2040年风电机组退役容量预测 | 图 5 当年可回收容量（GW）累计回收容量（GW） 2025 2026 20282027 20302029 2032 20332031 2034 2036 20392035 20382037 2040 200 300 150 250 100 50 0 12 1.5 风机材料回收市场估值从风电机组和配套设施的主要材料构成看，风机的机舱、塔筒、叶片等部件包括了铜、钢、水泥、碳纤维/玻璃纤维等材料，在风机退役后均具有回收价值。以下对钢、铜和叶片的回收价值进行估算，需要说明的是，这里估算的仅是其回收价值，并没有考虑废旧风机拆解费用以及回收物资的运输费用。其中，风机舱罩、塔筒中包括的铜、钢等90左右的可回收材料都有成熟的回收体系，在不考虑长周期内废钢及废铜材料的市场价格出现大幅度波动的情况下，按照风机20年生命周期后即退役的情景，对其回收价值进行估算。钢的回收价值随着风电机组单机功率的增大，用钢量会略有下降。但最先退役的机组多为1.5MW 机型，所以本研究以1.5MW风机为例计算钢的回收价值。1.5MW机组其用钢量大约为170吨 6, 7 ，则每千瓦用钢量约为0.11吨。近一年内，国内废钢价格在 2800-3800元/吨范围内 8 ，且有进一步上涨趋势，以废钢价格3000元/吨计，可预估出叶片中钢材料回收市场估值情况如下图。风机主要部件及可回收材料分解示意图 | 图 6 2025-2040年风电机组退役废钢回收价值预测 | 图 7 当年回收价值（亿元）累计回收价值（亿元） 2025 2026 20282027 20302029 2032 20332031 2034 2036 20392035 20382037 2040 800 900 1,000 600 400 700 200 100 500 300 0 主要部件主要可回收材料风机塔筒铜、钕磁铁、铝、钢铁等玻璃纤维/碳纤维树脂复合材料机舱叶片风电篇 13 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究铜的回收价值一般来讲，每兆瓦陆上风电用铜量约2900千克3520千克，即2.9-3.52千克/千瓦 9, 10 。为避免高估铜的回收价值，这里本研究取低值计算，废铜的回收价格约为60000元/吨，由此可以计算出废铜的回收市场估值。叶片回收价值风机叶片回收是风电机组最为复杂、也是最具技术和市场创新价值的部分，成为影响风电产业回收整体效果和产业绿色低碳形象的关键。风电叶片是一个由复合材料制成的薄壳结构，结构较为复杂，不同部件由不同的材料构成，并且根据制造商和应用场景的不同，叶片所涉及的结构和使用的材料也各不相同。整体而言，玻璃纤维/碳纤维树脂复合材料凭借其轻质高强、性能可设计的优质特点，成为全球风机叶片的核心材料，其在整个风电叶片中的重量占了90以上。但复合材料由于在化学交联过程中具有不可逆性，产品固化成型后不可再熔化、重塑或自然降解，难以进行循环利用。因此，当前风机叶片回收技术难度大、成本高，其退役后的回收模式也尚处于探索中。对其的回收市场预估如下风机叶片复合材料用量约在16-18千克/千瓦左右，每年退役风机复合材料用量预测见下表。假设按照目前国内已应用的废弃叶片回收利用模式叶片破碎之后用来铺路，以节省铺路的石子价格约100元 /吨 11 计，则可简单计算出在即将到来的首批风机退役潮初期（2025-2030年），风机叶片采用现有回收利用模式在复合材料利用方面每年可产生的价值约在 200万-2000万之间。按照上述估算情景，到2040年风机叶片回收利用的估值将达到亿元以上的规模，而随着国家对循环经济的重视程度不断提高，以及技术的不断成熟和市场模式的创新，更高利用价值的叶片回收市场也将有机会得以建立，叶片复合材料的回收利用附加值不断提高，为此，其回收市场估值将远远高于现有的简单道路建设材料的价值。 2. 不当处置对社会环境的影响 2.1 产生碳排放风力发电技术通过利用风力资源产生清洁电力，是推动能源转型和实现温室气体减排的重要途径。然而，除大力推动生产过程的清洁无碳的风电应用外，还应提高对风电项目生命周期内碳排放的关注。根据伍德麦肯兹数据显示，风电场全生命周期中约有14 2025-2040年风电机组退役废铜回收价值预测 | 图 8 当年回收价值（亿元）累计回收价值（亿元） 2025 2026 20282027 20302029 2032 20332031 2034 2036 20392035 20382037 2040 500 450 400 350 200 150 100 50 300 250 0 14 的碳排放来自于运输、吊装、运维及风电场退役后的设备处置等环节。风电机组大量部件的主要材料包括钢铁，铝，铜，树脂等，在生产过程中由于能源消耗和工艺流程会产生大量的二氧化碳排放，而使用回收材料则可以减少相应的碳排放 12 。基于生态环境部环境规划院所披露的工业产品二氧化碳排放数据，本报告以一个1.5MW，叶片长度为 34-45米的风机为例，计算了风电机组原材料在使用过程中产生的碳排放。下面表格展示了如果该风机可以被100回收，约600吨碳排放将被减少，约等于开车行驶500万公里会产生的碳排（开车行驶每公里平均会产生122.3克碳排放 13 ）。因此，如果能实现风电机组主要材料的回收利用，则可以从源头上减少风机叶片生产及回收过程中由于原材料使用所产生的碳排放。假设一个1.5MW的风机为测算单位，在2030年，当风电累计退役规模达到约30GW时，可减少碳排放预计达到约1200万吨。2040年，随着280GW风机的退役，可减少的碳排放量将达到约1.13亿吨。在风机叶片的回收和处理过程中，通过焚烧处置叶片复合材料的方式是产生碳排放的主要环节。由于叶片复合材料的基体树脂为有机高分子，虽然具体含碳量与树脂分子结构有关，但是碳元素是其主要构成元素之一，大量燃烧树脂，将带来大量的CO2排放。以环氧树脂为例，其分子式为C 11H12O3n，含碳量约为69，焚烧一吨环氧树脂，大约排放2.53吨CO 2。对于酚醛树脂，其分子式为C 7H8O2n，含碳量约为 68，焚烧一吨酚醛树脂，大约排放2.48吨CO 2。减少或避免树脂的燃烧，将减少风电全生命周期的碳排放，进一步提高风电行业的低碳发展水平。 2.2 造成资源浪费由于当前风机回收综合利用的技术成本高、效益低，产业化尚难实现，导致企业采取简单的方式进行处置，在资源循环和高效再利用方面造成浪费。风机可以被100回收时约600吨碳排放将被减少 | 表 1 * 此数据仅为基于当前技术下1.5兆瓦风机生产过程产生的碳排放为例估算，使用回收风机原材料可减少的碳排放总量会随着技术的发展与风机结构的优化而发生改变。风机在回收过程中根据回收方法的不同会产生相应不同程度的碳排放，此计算不考虑废弃处置与回收过程中的二氧化碳排放。部件主要可回收材料材料重量（吨）可减少碳排放（吨）塔筒及机舱铜 4.35 25.23 钕磁铁 1 52.41 铝 2.6 20.67 钢铁 170 453.9 叶片玻璃纤维 11.55 11.55 树脂和胶 6.3 37.23 总量 601.19* 风电篇 15 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究首先，风电机组中铜、钢等金属材料如不能完全得到回收利用，将造成资源浪费。按照报告之前章节对风机退役规模及金属材料含量的评估，若风电机组退役后以简单的废弃或堆放处置，每年将造成几十甚至几百万吨钢，以及上万吨铜材料的浪费。其次，就叶片而言，机械回收方式工业较为简单，即通过将废旧叶片材料采取一定机械处理后进行二次利用，但此过程中玻璃/碳纤维会受到一定损伤，使得可获得的材料强度下降，只能进行次级利用。通过焚烧处置风电叶片等复合材料固体废物的方式，其原理是将有机成分燃烧以获取能量，可以实现一定资源能量的回收利用。但复合材料固体废物包含了树脂有机高分子成分和玻璃纤维成分，由于高温将导致复合材料中玻璃纤维熔化，将成为无法利用的废物，只能进行填埋，再次占用土地资源。 2025-2040年风电机组退役废钢回收量预测 | 图 9 2025-2040年风电机组退役废铜回收量预测 | 图 10 当年可回收量（万吨）当年可回收量（万吨）累计回收量（万吨）累计回收量（万吨） 2025 2026 20282027 20302029 2032 20332031 2034 2036 20392035 20382037 2040 2025 2026 20282027 20302029 2032 20332031 2034 2036 20392035 20382037 2040 3，500 90 80 70 60 2，000 30 1，500 20 1，000 10 500 3，000 50 2，500 40 0 0 16 2.3 污染环境当前，风机叶片回收后通常采用露天堆放、填埋、焚烧或粉碎再塑形等方式进行处置。而这些处理方法通常会带来对生态环境污染问题。风机叶片含有约 55的玻璃纤维，30左右的树脂和胶，15的其他材料。以1.5MW的风机为例，单台风机退役时将产生 11.55吨废弃玻璃纤维和6.3吨废弃树脂和胶，以此推算，在2040年将累计产生近220万吨废弃玻璃纤维，近120万吨废弃树脂和胶。随着风机单机规模的大型化，以及叶片技术和材料的改进，各种材料占比会产生改变，此处以1.5MW风机为例，作为材料废弃量的粗略计算，不能作为未来市场投资预测的准确参考。玻璃纤维、树脂和胶在常规条件下具有不熔不溶的特性，废弃叶片露天堆放，将占用地表土地资源，大量堆放的情况下，甚至将造成土地利用性质的改变。若破碎填埋，则产生的玻璃纤维微小颗粒和树脂微小颗粒将进入土壤和地下水，改变土壤的理化性质，造成土壤污染和地下水污染。复合材料主要由无机物即玻璃纤维和有机物树脂组成，玻璃纤维在破损过程中容易产生粉尘，如果细小的玻璃纤维通过呼吸进入肺内，而不能被主动排出或吸收，还可能会刺激肺部组织出现纤维包裹、结节等，即出现职业病中的“尘肺”。此外，长时间接触玻璃纤维，还可能会刺激支气管等部位，引起支气管炎、哮喘等 14 。有机物树脂虽具备一定热值，但燃烧过程中会产生有毒有害气体，需要配备专门的污染治理设施减少大气污染。特别是因燃烧温度、燃烧过程、现有锅炉结构不匹配时，还会有爆炸隐患。此外，燃烧后产生的灰烬含有未完全分解、易挥发的有机低分子污染物质，将会带来二次污染。 3. 不当处置对风电行业的影响 3.1 产业层面能否实现绿色化处理，将影响全产业链低碳发展当前，绿色可持续发展已成为全球共识，各个国家和行业都在寻求绿色低碳环保的发展方式和路径，以缓解由于人类工业化发展所带来的自然环境和气候变化所造成的严重影响。风电行业作为清洁的可再生能源，长期以来，通过大量的风电项目开发建设和电力供应，为推动和实现全球能源转型做出了重要贡献。随着大规模风电机组退役潮的到来，风电产业所产生的风机叶片等固体废弃物可否实现可持续、绿色处理，成为了关注的焦点。特别是随着中国“双碳” 目标的提出，可再生能源将获得更大的发展空间，而项目生命周期的清洁化的重要意义尤为凸显。叶片等固体废弃物的处置关系将影响到全产业链的低碳发展效果，正确引导并向资源化利用成为行业发展的关键之一。 3.2 企业层面能否承担可持续发展责任，将影响企业竞争力与声誉随着全球面临越来越严峻的气候、环境、资源挑战。环保问题引起了高度关注，倡导经济发展的同时注重环境保护，实现可持续发展成为全球共识。在市场机制作用下，相关概念也被引入投资领域，投资者逐渐意识到企业环境绩效可能也会影响企业财务绩效，ESG、绿色金融等逐渐成为影响企业声誉和竞争力的因素。碳中和是全球大势，是人类社会与自然和谐共生、可持续发展的需求。未来，具备技术创新能力，能够实现风电与自然和谐共生的企业，将更能满足客户和社会的需求，也将得到资本市场的青睐，并创造出新的商业模式，实现在行业竞争中处于不败之地。 4. 中国风电回收的机遇与挑战中国风机回收市场正处在建设的初期阶段，目前已经具备基本的物理回收利用、以及一定的处于实验室阶段的化学回收技术能力，虽然回收处理规模尚在起步阶段，部分技术的效率和发展有待革新，相关政策有待完善，但大规模风机退役所带来的回收空间巨大。风电篇 17 可再生能源零废未来风电、光伏回收产业发展研究 4.1 机遇机遇一循环经济是双碳目标的重要手段应对气候变化是全球面临的挑战，循环经济被世界主要经济体和组织作为应对气候变化工具清单中的重要内容。早在2016年，习近平主席就指出“中国坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，将大力推进绿色低碳循环发展，采取有力行动应对气候变化”。2020年9月，我国提出了“碳达峰、碳中和”国家战略，并加速构建“1N”政策体系，其中 ‘1’是中国实现碳达峰、碳中和的指导思想和顶层设计，‘N’则包括了能源绿色转型行动、工业领域碳达峰行动、交通运输绿色低碳行动、循环经济降碳行动等重点领域和行业实施方案。全面推行绿色低碳循环经济发展成为了实现双碳目标的重要手段。在此大背景下，风电回收产业作为满足产业发展需求、推动科技创新、助力减污降碳的领域，必将在循环经济发展的需求下，获得更有力的政策支持和市场的发展空间。机遇二创造新的发展空间首先，推动跨