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助力“双碳”目标——论陆上风电塔架可靠性鉴定的必要性
来源: 作者: 发布时间:2024年11月19日 浏览:19
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  1、政策概况及背景

  近日,中共中央、国务院发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,提出关于“双碳”工作的主要目标如下:
  到2025年,绿色低碳循环发展的经济体系初步形成,重点行业能源利用效率大幅提升。单位国内生产总值能耗比2020年下降13.5%;单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%;非化石能源消费比重达到20%左右;森林覆盖率达到24.1%,森林蓄积量达到180亿立方米,为实现碳达峰、碳中和奠定坚实基础。
  到2030年,经济社会发展全面绿色转型取得显著成效,重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平。单位国内生产总值能耗大幅下降;单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上;非化石能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上;森林覆盖率达到25%左右,森林蓄积量达到190亿立方米,二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降。
  到2060年,绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立,能源利用效率达到国际先进水平,非化石能源消费比重达到80%以上,碳中和目标顺利实现,生态文明建设取得丰硕成果,开创人与自然和谐共生新境界。
  我国风电发展于1995年起步,2013年以后国内风电装机以年新增超过1500万千瓦的幅度增长,新增和累计装机量世界第一。
  双碳目标的提出对风电发展提出了新的要求,以风光为主可再生能源电力要在“十三五”规模上大幅度增加,而水电、核电、生物发电至少在2030年前额外增量空间非常有限,风电、太阳能发电装机和电量的额外增量将是主力,按照风光在增量电量相等的情形测算,“十四五”风光新装机在5亿千瓦左右,“十五五”风光新增装机在6-7亿千瓦。
  因此,风电在保持新增装机和电量的同时,还需大力提升建设较早的优质风电场的资源利用效能。
  今年年初,国家能源局下发的《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知(征求意见稿)》中明确提出,启动老旧风电项目技改升级。遵循企业自愿原则,鼓励业主单位通过技改、置换等方式,重点开展单机容量小于1.5兆瓦的风电机组技改升级。鼓励地方开展试点,在试点基础上,国家出台政策,地方制定具体细则并组织实施,促进风电产业提质增效和循环发展。
  2、当前待更新技改退役的老小风电场和风电机组情况
  (1)截至2020年底,我国并网装机容量2.8亿千瓦,累计吊装机组14万台。近期存在更新技改退役需求的主要风电机组和风电场情况如下:
  1)单机容量小于1兆瓦的机组约1.1万台,主要集中要1989~2013年投运,总装机容量约870万千瓦;
  2)单机容量在1-1.3兆瓦的若干非主流机型,集中在2006-2012年,约1250台,装机容量约216万千瓦;
  3)上述两类机组台数约占总数的8.7%,装机容量约占总数的3.9%。
  (2)年限较长的风电机组主要分布于“三北”风能资源丰富地区。
  3、风电机组更新技改退役需求和潜力
  下表展示了全国1.5兆瓦及以下机组分阶段改造退役需求潜力预测。
  全国1.5兆瓦及以下机组分阶段改造退役需求潜力预测 

运行期限

  单机规模

  十四五(2021-2025年)

  十五五(2026-2030年)

  ≥20

  ≤1.5MW

  全部退役,113万千瓦

  /

  1.5MW

  全部退役,12万千瓦

  未曾改造的,退役或改造共约2000万千瓦

  15-20

  <1.5MW

  全部改造,859万千瓦

  未曾改造的全部改造,约120万千瓦

  1.5MW

  改造1/3,约1000万千瓦

  改造1/3,约1700万千瓦改造

  小于15年但机型落后

  <1.5MW

  改造1/10,约15万千瓦

  /

  1.5MW

  改造5%,约250万千瓦

  改造1/10,约65万千瓦

  合计

  退役125万千瓦,改造超过2000万千瓦

  退役或改造约4000万千瓦,以改造为主

  资料来源:公众号:全国能源信息平台
  4、老小风电场更新技改的必要性和紧迫性
  下表从五方面详细介绍了老小风电场更新技改的必要性和紧迫性。
  老小风电场更新技改的必要性和紧迫性

  运行安全

  成本收益

  资源充分利用

  专业人才

  循环经济

  原因:早起国产化过程中的产业链、专业性等问题,造成机组可靠性低

  运行效率低:老旧机型本身带来的出力偏低;可靠性带来的维修时间长;备品件不足或非标带来更差的停机等

  均位于优质站址:风资源、土地、接网等均位于

  早期项目培育了大量风电产业人才

   

  国外风电产业的一个热点:塔筒、叶片、传动链、发电机等部件中钢材、玻璃纤维、混凝土、永磁铁使用的稀土材料、叶片符合材料

  调研:个别风电场近年来几乎每天都有机组非正常停机

  运维成本高:日常维护、维修、更换部件等

   

  直接简单关闭退役:人力资源浪费、再就业压力

   

  先期探索路径:对后续指导光伏组建、储能和动力电池等类似设备进行回收再利用

  关键:部分机组存在叶片段磊、飞车倒塔、机场着火等重大事故隐患

   

   

  稳定就业、社会效益大

  提前谋划材料回收利用,助力循环经济产业,抢占风电循环产业发展新高点

  5、现有国家及地方相关政策
  (1)国家相关政策
  2016年,国家能源局《关于加强发电企业许可监督管理有限事项的通知》(国能资质(2016)351号)
  1)发电机组运行达到设计使用年限的,应当向所在地派出能源监管机构申请退役,不得继续并网发电。
  2)到期未申请退役的,又派出能源监管机构进行公示并依法注销许可。
  3)发电机组符合国家产业政策和节能减排政策,未纳入政府有关部门关停或停用计划的,如需申请延续运行,应当于机组设计寿命到期前3个月向所在地派出能源监管机构申请延续运行,并应按国家及地方有关规定开展延寿改造、安全评估,提供相应的证明材料。
  4)仅规范到期退役和延寿运行两种情况。
  (2)地方相关政策
  2020年,辽宁省《辽宁省风电项目建设方案》(辽发改能源(2020)253号)
  1)支持现役风电机组更新项目建设。
  2)允许“一次性解列拆除全部旧机组,并在原址实施机组等容量更新建设”。
  6、系统工程的复杂性
  涉及多种方式:
  (1)技改:等容技改、增容技改。
  (2)置换:等容置换、增容置换。
  (3)退役:提前退役、正常退役、延寿。
  7、总体政策建议
  (1)鼓励风电项目升级改造,准许风电项目延期运营。
  (2)建立已达或临期风电场后续方案评估机制。
  (3)统筹风电更新、技改、退役及装新项目与电网规划建设衔接。
  (4)充分利用基础设施和土地资源。
  (5)提前引导退役机组材料回收再利用,促进形成循环产业链。