《风能》专访金风科技：让风机拥有绿色的一生

　　在金风科技，可持续发展是贯穿于所有业务布局的主线之一。面对新形势，这家风电整机商携手产业链上下游加紧开展风电场改造升级及风电设备循环利用，致力于补齐风电机组可持续发展的“最后一块拼图”。

　　2023年4月，北京，金风科技在亦庄智慧园区举行了一场隆重仪式，以庆祝公司发展迎来历史性时刻——全球风电装机容量突破1亿千瓦。这是一项了不起的成就，意味着全球每10千瓦风电装机中，就有超过1千瓦来自金风科技。

 

　　二十五载，从“0”到“1亿”，金风科技成为中国首家、也是全球最快突破1亿千瓦装机的风电整机商。

 

　　这些分布于六大洲、36个国家和地区的风电机组，每年可发出2200亿千瓦时以上的绿色电力，是三峡水电站2022年发电量的2.8倍，能够满足7680万户中国三口之家的全年用电需求，或者供中国高铁运行477天；可减排二氧化碳1.8亿吨，约占2022年中国二氧化碳排放总量的1.6%，相当于再造超过1亿立方米森林。

 

　　从以上数据中，可以领略到风电领域的“中国速度”，可以感受到中国落实双碳目标的底气。

 

　　立于新巅，金风科技一如既往保持谦逊之姿，清醒地认识到，成就属于过去，前路任重而道远，只因这家企业有着更高的追求目标——构建“可持续、更美好”的未来。显然，这一目标的落地离不开风电的可持续发展。

 

　　“当下，我国风电发展迎来拐点，既蕴藏着无限可能，也凸显出诸多问题，进而赋予了可持续发展新的内涵和更高的要求，给业界带来挑战。”金风科技副总裁兼风电产业集团总经理薛乃川向《风能》表示。

 

　　基于这样的认识，金风科技主动拥抱变化，积极探索新技术与新模式。

 

　　近些年，国际新形势与产业新常态对风电的可持续发展产生了深刻影响。

 

　　一方面，各国纷纷明确各自的气候目标，全球碳约束日益收紧。比如，从2020年起欧盟部分国家将环境产品声明（EPD）作为产品招投标和公共采购的强制约束条件。

 

　　在风电领域，欧洲多家电力公司提出了风电机组产品的碳足迹要求，供应商需要提供机组产品的碳足迹信息，并将机组碳足迹水平折合成打分项，纳入采购决策等。

 

　　回到国内，国务院于2021年10月24日公布的《2030年前碳达峰行动方案》提出，建立重点企业碳排放核算、报告、核查等标准，探索建立重点产品全生命周期碳足迹标准。2022年7月7日，工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部联合印发《工业领域碳达峰实施方案》，鼓励符合规范条件的企业公布碳足迹。

 

　　可见，碳足迹已是影响中国风电设备国际竞争力的重要因素。

 

　　另一方面，老旧风电场及退役风电机组处置成为各方关注的焦点。根据中国可再生能源学会风能专业委员会（CWEA）的统计数据，我国风电退役换新市场规模呈现指数级增长之势。按照陆上风电机组设计使用寿命20年测算，到2025年退役机组将达到1800多台，装机容量为125万千瓦；到2030年将超过3.4万台，装机容量约4500万千瓦。退役叶片产生的复合材料固体废物随之将逐年增加，到2030年累计达到94.79万吨。存量风电机组到期退役已是不可回避的现实挑战，且规模会越来越大。

 

　　正是在此背景下，2023年6月5日，《风电场改造升级和退役管理办法》出台，明确了财政补贴、上网电价、电网接入、用地保障、循环利用和处置等方面的政策规定，填补了风电场改造升级和退役管理政策的空白。

 

　　2023年7月21日，《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》印发，提出了到2025年和2030年退役风电、光伏设备循环利用的主要目标，以及相应的重点任务及保障措施。

 

　　薛乃川认为，两项政策为解决风电机组“最后一公里”问题、形成可持续发展的闭环指明了方向，表明推进风电改造升级和风电设备循环利用刻不容缓。

 

　　作为引领者，金风科技自然敏锐意识到挑战所在，并将之视为提升自身及产业发展质量的契机。

 

　　薛乃川告诉《风能》，金风科技编制了可持续发展战略规划，不断完善自身的管理经营活动，在诚信合规经营、绿色环保运营、可持续产业链等五大领域确立了可持续发展目标和行动方案。

 

　　以绿色环保运营为例，金风科技依托包括分散式风电、分布式光伏、储能、智能微网和数字化能源管理平台在内的“三减碳+一平台”零碳解决方案，大力建设零碳智慧园区、绿色工厂。其中，位于北京的金风科技亦庄智慧园区是国内首个碳中和园区；另有4家工厂通过了国家级绿色工厂认证，4家工厂通过了省级绿色工厂认证。

 

　　为做到绿色环保，金风科技十分注重细节。比如，通过应用可降解塑料材质硬质包装等，降低了单位千瓦风电机组大部件塑料包装重量；对传动系外包装开展PE热收缩膜试验，既更加低碳环保，也降低了成本。

 

　　实现绿色发展，供应链是不可或缺的一环。2016年，金风科技在业内率先启动“绿色供应链”项目，推行绿色设计、绿色采购、绿色生产、绿色交付，打造风电全过程、全链条、全环节的绿色供应链建设。

 

　　结合供应链的节能减排需要，金风科技推出了α综合能碳管理系统。该平台基于物联网技术和人工智能算法，实现自动感知、自动预测、自动策略、自动交易与控制，满足供应链企业用能场景的能耗和碳排放监测与分析需求，实现能源动态监测和可视化管理，提升企业能碳管理水平和能源收益。

 

　　据薛乃川介绍，在该系统的碳账户中，客户能够动态了解其产品全生命周期的碳足迹，而非后期再进行评估。“这样，金风科技可以为客户提供定制化减碳解决方案，如通过能效管理降低能耗，通过建设分布式新能源和微网增加零碳能源的使用，通过绿电交易提高绿电使用比例，通过碳交易实现进一步减排。”

 

　　目前，金风科技已帮助100多家供应商实现了绿电使用和低碳转型，并运用碳中和解决方案助力部分客户建设碳中和智慧园区。

　　不仅如此，金风科技还通过完善评价标准、开展供应商综合评价等方式，推动供应链绿色低碳转型。

 

　　2021年4月，金风科技参与编制的《风力发电装备制造业绿色供应链管理评价规范》由国家能源局发布，填补了风电行业绿色供应链标准领域的空白。

 

　　今年9月，由金风科技主导的《产品碳足迹评价类别规则风力发电机组》中关村标准发布，是国内首个针对风电机组产品类别的碳足迹评价标准，标志着金风科技获得了开展风电机组生命周期评价（LCA）和碳足迹核算的工作能力与技术基础。

 

　　值得注意的是，金风科技的绿色供应链建设成效显著。2022年，其已完成覆盖67.3%核心零部件供应商的绿色度评估，绿色度三级及以上的供应商占49%，使用绿电供应商覆盖比例达55.45%，产品的绿电使用比例已经达到45.89%。在进行零部件采购时，金风科技会优先选择绿色供应链企业。面向双碳目标，金风科技承诺到2025年使主要供应商生产其产品的绿电使用比例达到100%。

 

　　薛乃川表示，金风科技将继续实施绿色供应链项目，与全球合作伙伴努力打造低碳共赢、绿色可持续的美好未来。

 

　　多个权威机构的评估结果表明，金风科技在减少机组碳足迹方面做了许多卓有成效的工作。

 

　　2021年，金风科技携手瑞典环境科学研究院完成了两款风电机组的全生命周期环境影响评估，发布了中国首个风电机组EPD。结果显示，两款机组全生命周期单位发电量对应的二氧化碳排放量仅为7.25克/千瓦时和8.04克/千瓦时。一个鲜明的对比是，我国煤电机组单位发电量的二氧化碳排放高达700~800克/千瓦时。

 

　　今年9月，金风科技获得了由中关村标准化协会和中标合信（北京）认证有限公司联合颁发的“风力发电机组碳足迹暨‘1字标’产品认证证书”，是国内首个风电产品碳足迹核算证书。针对金风科技GWH182-5.3/6.2/7.2/7.5MW风电机组，综合考虑生产、制造、运输、吊装、运行等过程，25年服役期内单位上网电量的二氧化碳排放为3.88~4.55克/千瓦时，不足煤电机组的0.7%。

 

　　近些年，随着退役风电机组的逐渐增多，作为国内最早一批实现装机、且现有装机规模最大的风电整机商，金风科技正加快推进风电场改造升级及退役机组处置。

 

 

　　历经十多年的迅猛发展，国内越来越多风电机组达到了设计使用寿命，业内普遍预计进入“十五五”我国将迎来风电机组大规模“退役潮”。而《风电场改造升级和退役管理办法》的出台，迅速激发出市场活力。

 

　　据金风慧能产品中心总经理岳健介绍，金风科技针对老旧机组技改安全性和经济性问题提供“以大代小”解决方案，自2018年在国网吉林通榆项目尝试探索并成功实施验证以来，金风科技已累计实施老旧风电机组改造升级容量达到62万千瓦，包括单机等容15.3万千瓦和“以大代小”46.8万千瓦。

 

　　从已有案例来看，改造升级不仅解决了机组低效和安全隐患问题，还创造出显著的社会经济效益。

 

　　以陕西省某风电场为例，通过采用金风科技的GWH171-5.0MW替代原厂家2.5MW机组，节约用地约34%，年利用小时数提高了107%，可利用率为99.5%，全投资收益率达到17.3%。

 

　　在贵州某风电场，通过采用金风科技的GW121-2.5MW机组替代原厂家2.5MW机组，年利用小时数提高了127%，可利用率为99.8%，全投资收益率达到19.27%，风电场完成扭亏为盈。

 

　　岳健认为，国内存量风电场面临场景多样、低效治理、服役期满、生态区延寿、落后产能淘汰等问题，需要多措并举，做到“一场一策”乃至“一机一策”，这对实施企业提供产品与解决方案的综合能力提出了更高要求。

　　在广西桂林，金风科技实施了全国首个高山风电批量兆瓦级叶片增功项目，使技改机组年利用小时数平均提升6%

 

　　金风科技是国内最早一批研究发电量提升的企业，拥有20年以上的技术及现场经验累积，深谙机组全生命周期的性能特征，可以针对老旧风电场大部件质量风险高、收益低、运维成本高等痛点，经过全面检测和评估，为客户提供个性化增功提效和延寿技改解决方案，帮助业主优化设备性能，提升资产价值。

 

　　同时，金风科技拥有“以大代小”业务全产业链布局，覆盖政策咨询、可研、设计项目、后服务市场、老旧机组回收及处置利用、一体化新能源EPC整体解决方案、融资服务等。

 

　　在此基础上，金风科技面向市场推出了“以大代小”一体化解决方案，覆盖风能资源精准评估、最佳适配机型选择、最优扩容方案、老旧资产评估、老旧机组回收、机组拆除、生态恢复方案、处置利用等。

 

　　实施过程中，金风科技识别出关键影响因素并加以应对，力争让改造升级的收益最大化。

 

　　比如，考虑到《风电场改造升级和退役管理办法》规定“改造升级工期计入项目全生命周期补贴年限”，金风科技通过提供量身定制的技术方案、优化施工计划和方案、采用新技术与新工艺、降低对生态环境的影响等措施，尽可能缩短改造升级的工期。

 

　　在华润750kW机组改造项目中，面对工期紧、设备供货紧张、工作面多、项目相关方多、技术难度大、天气因素影响大等挑战，作为EPC总包方的金风科技，依靠上述措施将工期由原计划的215天缩短至155天，节约了60天。

 

　　岳健强调，开展“以大代小”项目时需要特别关注所用新机型的高可靠性。

 

　　“新设备的重量大、集成度高，拆解维护难度大。投运后一旦出现故障，维修成本会远高于旧设备。”他解释道。

 

　　金风科技有着25年的风电机组研发积淀，其机组的可靠性已经在国内外超过1.05亿千瓦、逾4.9万台在运机组，以及各类风能资源和自然环境条件中得到了检验。支撑这一切的是，一套完善的研发和测试验证体系，包括金风科技在全球建立的八大研发中心与覆盖部件、子系统、整机、场网的四级测试验证能力。

 

　　岳健坦言，目前，从旧机价值评估到旧设备拆除均缺少统一的标准，既影响到业主做决策，也埋下安全隐患。因此，亟待建立健全标准体系。

 

　　对此，金风科技在积极参与编制相关标准，如《风能发电系统风力发电场后评价及改造技术规范》《风能发电系统在役风电机组运行评价与改造提升》的同时，还组建了专门的技术团队，负责老旧机组拆除安全施工方案的制定与实施。

 

 

　　伴随风电场改造升级而来的是，大量退役风电机组的处置问题。金风科技经过长期摸索，围绕退役机组回收利用形成了从旧件回收、物流运输、清洗拆解、技术开发、工艺标准、检测试验到规模应用的系统化流程。

 

　　目前，金风科技已经成立具备再生资源回收资质的专业公司，并借助内部资源和外部完整的供应链体系，打造出遍布全国的风电机组回收利用生态圈，逐步建立起“收、转、运”的回收网络。

 

　　考虑到退役的整机及核心部件存在较高的再利用价值，金风科技采用“再利用回收+部件分类回收”模式，通过整机再应用、部件再制造、报废处理，实现设备的分类消纳与梯次利用。

 

　　对于整机，在确保安全的前提下，将之用于高载能企业、实训平台等场景中。

 

　　在陕西省某采油厂，建有风光气柴储微电网示范项目，包括两台金风科技的750kW风电机组、200kW光伏、200kW柴油发电、10kW燃料电池等分布式能源。两台风电机组每年发电约300万千瓦时。

 

　　“我们有金风教育板块，面向风电客户的培训设备可以利用一部分退役机组零部件。而全国有几百所院校开设了新能源课程，2022年教育部针对产学研深度融合印发了相关鼓励政策，对于高校搭建与产业紧密结合的实验室和装置给予财政支持。我们与部分高校已经开展相关合作，是非常有社会价值的利用渠道。”岳健补充说。

 

　　对于齿轮箱、发电机等核心部件，金风科技将之回收利用或经维修后用于运维市场，以使残值最大化。例如，2015—2022年金风科技回收废旧磁钢接近1800吨，节约640吨稀土精矿，重新产出1360吨磁钢。

 

　　“由于退役叶片主要采用热固性复合材料，是风电机组最复杂、也是最具技术和市场创新价值的部分，成为影响风电回收整体效果和产业绿色低碳形象的关键。”岳健表示。

 

　　金风科技一直在探索退役叶片循环利用途径，如将役叶片制成长椅和小型会议室；将废旧叶片转化为3D打印的原材料，借助3D打印产业实现对叶片固废的规模化利用。

 

　　记者在金风科技北京总部碳中和智慧园区内走访时注意到，这里有着一座运用固废3D打印技术建造的景观花坛，随处可见的花盆、栅栏等均是通过将废旧风电叶片转化为3D打印的原材料制造而成。

 

　　一台丹麦政府于1989年援助中国的150kW风电机组静静躺在金风科技北京园区内，向世人诉说着早期中国风能人的奋斗经历，也见证着更多新机组开启绿色旅程

 

　　需要提及的是，该技术应用已被收录入国家能源局发布的《<关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案>案例解读》中。

 

　　另一条潜在途径是将废旧叶片用于制造可循环使用的包装，替代现有木制一次性包装。2022年，金风科技试点将回收叶片主梁、辅梁、腹板部分裁切制成托盘、包装箱盖板等；切割粉尘全收集，供实验室研究制板；边角余料用于破碎制板，添加至包装胶合板或胶合木墩内。全年共回收利用229支叶片。

 

　　岳健认为，基于可持续发展理念，新机型从设计时即需充分考虑低碳、循环利用方面的要求。由此便不难理解金风科技为何会启动研制首支可回收叶片。据悉，该叶片的可回收材料比例超过98%，将实现叶片蒙皮、主梁、腹板、叶根等所有部件的绿色可回收，从根源上解决叶片回收难题。这也成为金风科技落实到2040年使风电机组100%回收利用目标的核心举措之一。

 

　　薛乃川建议，为应对风电机组“退役潮”，需加紧培育制造、使用、回收利用产业集群。为此，应出台税收政策或回收利用专项基金补贴，鼓励推进回收利用项目；建立新能源产业回收利用规范企业认证认可白名单，对符合回收标准且具有示范作用的企业和项目给予政策倾斜；保护具有示范作用的新技术和新工艺的知识产权，保障创新主体的合法利益，提升旧机回收综合解决能力。

　　金风科技北京园区用退役叶片做成的长椅

 

　　完善标准体系同样是紧迫的工作，包括推动风电机组绿色拆除标准化，出台具备操作性的回收标准和监管政策措施。

 

　　据悉，2021年7月，金风科技与鉴衡认证中心、中材叶片等19家企业和机构发起成立了风电叶片绿色回收与应用联合体，共同推动叶片及玻璃钢制品退役回收相关工作环节评价标准的制定。此后，联合体扩容并更名为“风电设备绿色回收与应用联合体”。

 

　　目前，联合体已编制完成《风电场绿色拆除评价技术规范（初稿）》《风电叶片回收评估技术规范（初稿）》，并组织和参与团体标准《风力发电机组大型轴承再制造技术规范》《风力发电机组叶片再利用技术规范》的编写。金风科技则与联合体成员签署了叶片回收与应用项目孵化合作备忘录、“可回收热固树脂在风机叶片产品上的开发应用”项目合作意向书，完成了国家能源局和世界银行项目“风电机组和光伏组件退役回收处理产业化发展及政策研究”。

 

　　薛乃川表示，“风电是一场‘长跑’，实现风电的可持续发展必须坚持长期主义精神。虽然眼下遇到了挑战，但只要行业群策群力，整个产业链条积极行动，按照产业发展的科学和客观规律，做好新技术和新模式的先行先试与快速落地，所有问题将迎刃而解。”

 

　　新程已启，未来可期。在推动风电可持续发展的道路上，金风科技继续稳步向前、勇立潮头。