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《風能》專訪金風科技:讓風機擁有綠色的一生

2023-10-12 來源:金風科技微平臺 瀏覽數:1091

2023年4月,北京,金風科技在亦莊智慧園區舉行了一場隆重儀式,以慶祝公司發展迎來歷史性時刻——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。

  在金風科技,可持續發展是貫穿于所有業務布局的主線之一。面對新形勢,這家風電整機商攜手產業鏈上下游加緊開展風電場改造升級及風電設備循環利用,致力于補齊風電機組可持續發展的“最后一塊拼圖”。
  2023年4月,北京,金風科技在亦莊智慧園區舉行了一場隆重儀式,以慶祝公司發展迎來歷史性時刻——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個國家和地區的風電機組,每年可發出2200億千瓦時以上的綠色電力,是三峽水電站2022年發電量的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。
 
  從以上數據中,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,只因這家企業有著更高的追求目標——構建“可持續、更美好”的未來。顯然,這一目標的落地離不開風電的可持續發展。
 
  “當下,我國風電發展迎來拐點,既蘊藏著無限可能,也凸顯出諸多問題,進而賦予了可持續發展新的內涵和更高的要求,給業界帶來挑戰。”金風科技副總裁兼風電產業集團總經理薛乃川向《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。
  實現可持續發展面臨更緊迫任務
 
  近些年,國際新形勢與產業新常態對風電的可持續發展產生了深刻影響。
 
  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境產品聲明(EPD)作為產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品的碳足跡要求,供應商需要提供機組產品的碳足跡信息,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,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,建立重點企業碳排放核算、報告、核查等標準,探索建立重點產品全生命周期碳足跡標準。2022年7月7日,工業和信息化部、國家發展改革委、生態環境部聯合印發《工業領域碳達峰實施方案》,鼓勵符合規范條件的企業公布碳足跡。
 
  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。根據中國可再生能源學會風能專業委員會(CWEA)的統計數據,我國風電退役換新市場規模呈現指數級增長之勢。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實挑戰,且規模會越來越大。
 
  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、上網電價、電網接入、用地保障、循環利用和處置等方面的政策規定,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、光伏設備循環利用的指導意見》印發,提出了到2025年和2030年退役風電、光伏設備循環利用的主要目標,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、形成可持續發展的閉環指明了方向,表明推進風電改造升級和風電設備循環利用刻不容緩。
  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所在,并將之視為提升自身及產業發展質量的契機。
 
  薛乃川告訴《風能》,金風科技編制了可持續發展戰略規劃,不斷完善自身的管理經營活動,在誠信合規經營、綠色環保運營、可持續產業鏈等五大領域確立了可持續發展目標和行動方案。
 
  以綠色環保運營為例,金風科技依托包括分散式風電、分布式光伏、儲能、智能微網和數字化能源管理平臺在內的“三減碳+一平臺”零碳解決方案,大力建設零碳智慧園區、綠色工廠。其中,位于北京的金風科技亦莊智慧園區是國內首個碳中和園區;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。
 
  為做到綠色環保,金風科技十分注重細節。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,既更加低碳環保,也降低了成本。
 
  實現綠色發展,供應鏈是不可或缺的一環。2016年,金風科技在業內率先啟動“綠色供應鏈”項目,推行綠色設計、綠色采購、綠色生產、綠色交付,打造風電全過程、全鏈條、全環節的綠色供應鏈建設。
 
  結合供應鏈的節能減排需要,金風科技推出了α綜合能碳管理系統。該平臺基于物聯網技術和人工智能算法,實現自動感知、自動預測、自動策略、自動交易與控制,滿足供應鏈企業用能場景的能耗和碳排放監測與分析需求,實現能源動態監測和可視化管理,提升企業能碳管理水平和能源收益。
 
  據薛乃川介紹,在該系統的碳賬戶中,客戶能夠動態了解其產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,通過碳交易實現進一步減排。”
 
  目前,金風科技已幫助100多家供應商實現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。
  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《風力發電裝備制造業綠色供應鏈管理評價規范》由國家能源局發布,填補了風電行業綠色供應鏈標準領域的空白。
 
  今年9月,由金風科技主導的《產品碳足跡評價類別規則風力發電機組》中關村標準發布,是國內首個針對風電機組產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%,產品的綠電使用比例已經達到45.89%。在進行零部件采購時,金風科技會優先選擇綠色供應鏈企業。面向雙碳目標,金風科技承諾到2025年使主要供應商生產其產品的綠電使用比例達到100%。
 
  薛乃川表示,金風科技將繼續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境科學研究院完成了兩款風電機組的全生命周期環境影響評估,發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會和中標合信(北京)認證有限公司聯合頒發的“風力發電機組碳足跡暨‘1字標’產品認證證書”,是國內首個風電產品碳足跡核算證書。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、制造、運輸、吊裝、運行等過程,25年服役期內單位上網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,作為國內最早一批實現裝機、且現有裝機規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
 
  歷經十多年的迅猛發展,國內越來越多風電機組達到了設計使用壽命,業內普遍預計進入“十五五”我國將迎來風電機組大規模“退役潮”。而《風電場改造升級和退役管理辦法》的出臺,迅速激發出市場活力。
 
  據金風慧能產品中心總經理岳健介紹,金風科技針對老舊機組技改安全性和經濟性問題提供“以大代小”解決方案,自2018年在國網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,還創造出顯著的社會經濟效益。
 
  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,節約用地約34%,年利用小時數提高了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,國內存量風電場面臨場景多樣、低效治理、服役期滿、生態區延壽、落后產能淘汰等問題,需要多措并舉,做到“一場一策”乃至“一機一策”,這對實施企業提供產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平均提升6%
 
  金風科技是國內最早一批研究發電量提升的企業,擁有20年以上的技術及現場經驗累積,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,幫助業主優化設備性能,提升資產價值。
 
  同時,金風科技擁有“以大代小”業務全產業鏈布局,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、最優擴容方案、老舊資產評估、老舊機組回收、機組拆除、生態恢復方案、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、優化施工計劃和方案、采用新技術與新工藝、降低對生態環境的影響等措施,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,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,節約了60天。
 
  岳健強調,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年的風電機組研發積淀,其機組的可靠性已經在國內外超過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境條件中得到了檢驗。支撐這一切的是,一套完善的研發和測試驗證體系,包括金風科技在全球建立的八大研發中心與覆蓋部件、子系統、整機、場網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一的標準,既影響到業主做決策,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《風能發電系統風力發電場后評價及改造技術規范》《風能發電系統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、工藝標準、檢測試驗到規模應用的系統化流程。
 
  目前,金風科技已經成立具備再生資源回收資質的專業公司,并借助內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圈,逐步建立起“收、轉、運”的回收網絡。
 
  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、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柴油發電、10kW燃料電池等分布式能源。兩臺風電機組每年發電約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年教育部針對產學研深度融合印發了相關鼓勵政策,對于高校搭建與產業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、發電機等核心部件,金風科技將之回收利用或經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,節約640噸稀土精礦,重新產出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新價值的部分,成為影響風電回收整體效果和產業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打印產業實現對葉片固廢的規?;?。
 
  記者在金風科技北京總部碳中和智慧園區內走訪時注意到,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內,向世人訴說著早期中國風能人的奮斗經歷,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布的《<關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案>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使用的包裝,替代現有木制一次性包裝。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。全年共回收利用229支葉片。
 
  岳健認為,基于可持續發展理念,新機型從設計時即需充分考慮低碳、循環利用方面的要求。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。據悉,該葉片的可回收材料比例超過98%,將實現葉片蒙皮、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、回收利用產業集群。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;建立新能源產業回收利用規范企業認證認可白名單,對符合回收標準且具有示范作用的企業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權,保障創新主體的合法利益,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管政策措施。
 
  據悉,2021年7月,金風科技與鑒衡認證中心、中材葉片等19家企業和機構發起成立了風電葉片綠色回收與應用聯合體,共同推動葉片及玻璃鋼制品退役回收相關工作環節評價標準的制定。此后,聯合體擴容并更名為“風電設備綠色回收與應用聯合體”。
 
  目前,聯合體已編制完成《風電場綠色拆除評價技術規范(初稿)》《風電葉片回收評估技術規范(初稿)》,并組織和參與團體標準《風力發電機組大型軸承再制造技術規范》《風力發電機組葉片再利用技術規范》的編寫。金風科技則與聯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品上的開發應用”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業化發展及政策研究”。
 
  薛乃川表示,“風電是一場‘長跑’,實現風電的可持續發展必須堅持長期主義精神。雖然眼下遇到了挑戰,但只要行業群策群力,整個產業鏈條積極行動,按照產業發展的科學和客觀規律,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。在推動風電可持續發展的道路上,金風科技繼續穩步向前、勇立潮頭。
 

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風電
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