隨著全球對可再生能源需求的日益增長，風電場建設和改造成為能源領域的熱點話題。其中，“以大代小”作為一種新型改造方式，能夠有效提高風電場的發(fā)電效率、降低成本，對推進可再生能源的發(fā)展具有重要意義。
6月13日，國家能源局印發(fā)《風電場改造升級和退役管理辦法》(后稱《辦法》)的通知，鼓勵并網(wǎng)運行超過15年或單臺機組容量小于1.5兆瓦的風電場開展改造升級，即俗稱的“以大代小”，引發(fā)行業(yè)廣泛關注。
2021年12月，國家能源局發(fā)布《風電場改造升級和退役管理辦法》(征求意見稿)，并未對單機容量作出具體要求;此次正式文件則明確了鼓勵改造范圍為“并網(wǎng)運行超過15年或單臺機組容量小于1.5兆瓦”;并網(wǎng)運行達到設計使用年限的風電場應當退役，經(jīng)安全運行評估，符合安全運行條件可以繼續(xù)運營。同時明確了項目審批管理、前置手續(xù)辦理、電價及補貼存續(xù)、電網(wǎng)接入及消納、設備設施循環(huán)利用等多方面細則。
《辦法》提出，發(fā)電企業(yè)承擔主體責任，應依法依規(guī)負責風電場改造升級和退役的廢棄物循環(huán)利用和處置。為培育壯大風電產業(yè)循環(huán)利用新業(yè)態(tài)，鼓勵發(fā)電企業(yè)、設備制造企業(yè)、科研機構開展風電場廢舊物資循環(huán)利用研究，建立健全風電循環(huán)利用產業(yè)鏈體系。
《辦法》的正式出臺，恰似迎來一場針對行業(yè)發(fā)展所需的及時雨，將對風電場改造升級和退役工作起到指導、推動作用，老舊風機改造亦有望藉此加速推進。
風電場為何要“以大代小”?
近年來，隨著我國風電場規(guī)模越來越大，管理和運維面臨諸多挑戰(zhàn)。按風電機組設計壽命20年計算，早期投運的風電場已陸續(xù)進入運營后期。為實現(xiàn)風電場的提質增效，一種新的管理模式應運而生，即“以大代小”。
“以大代小”改造是指對運營較久的風電場，整體或局部拆除老舊風電機組后，安裝容量更大、葉片更長、塔筒更高的風電機組，取代原來的老舊機組，以提高風電場的發(fā)電效率和經(jīng)濟效益。
推動早期老舊風電場開展“以大代小，以優(yōu)汰劣”，能夠充分利用風能資源，提高土地利用效率，降低運營風險，從而實現(xiàn)風電場提質增效。
具體而言，相較于小型機組，大型風力發(fā)電機組具有諸多優(yōu)勢，包括提高發(fā)電效率、降低度電成本、減少運維成本、降低對環(huán)境的影響等：
提高發(fā)電效率。由于大型風力發(fā)電機組具有更大的葉片面積和更高的轉速，能夠更好地捕捉風能，從而產生更多的電力。根據(jù)相關研究，將小型機組替換為大型機組可以使發(fā)電效率提高20%以上。
降低度電成本。由于大型風力發(fā)電機組具有更高的發(fā)電效率和更低的運維成本，能夠更有效利用風能資源，從而降低度電成本。據(jù)統(tǒng)計，將小型機組替換為大型機組可以降低度電成本約30%。
減少運維成本。由于大型風力發(fā)電機組具有更高的可靠性和更長的使用壽命，能夠減少維修和更換的次數(shù)，從而降低運維成本，提高風能利用的經(jīng)濟性和競爭力。據(jù)估計，將小型機組替換為大型機組可以減少運維成本約20%。
降低環(huán)境影響。由于大型風力發(fā)電機組具有更高的能量轉換效率和更少的噪音和振動，能夠減少對周圍環(huán)境的影響，從而降低對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。據(jù)研究，將小型機組替換為大型機組可以減少對環(huán)境的影響約30%。
綜上所述，“以大代小”改造是一種意義重大的風電場改造方式，有助于進一步推進可再生能源發(fā)展。然而，也要注意到這種改造方式需要大量資金和技術支持，可能導致一些投資和技術能力較弱的地區(qū)無法參與;其次，大型風電場規(guī)模較大，需要占用較大面積的土地資源，可能引發(fā)土地利用和環(huán)境保護等問題。因此，風電場“以大代小”改造還需要政府、企業(yè)和科研機構等多方合作、共同推進。
政策為老舊風電改造保駕護航
2021年2月，國家能源局發(fā)布的《關于2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設有關事項的通知(征求意見稿)》提出“啟動老舊風電項目技改升級”，從政策上為老舊機組的后續(xù)工作指明了方向。
2021年10月，國務院發(fā)布《2030年前碳達峰行動方案》明確要求，推進退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片等新興產業(yè)廢物循環(huán)利用。
2021年12月，國家能源局發(fā)布的《風電場改造升級和退役管理辦法》(征求意見稿)指出，將按照公平自愿、先進高效、生態(tài)優(yōu)先、有序實施、確保安全的原則，鼓勵并網(wǎng)運行超過15年的風電場開展改造升級和退役。
2022年1月，工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合印發(fā)《關于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》，提出推動廢舊光伏組件、風電葉片等新興固廢綜合利用技術研發(fā)及產業(yè)化應用，加大綜合利用成套技術設備研發(fā)推廣力度，探索新興固廢綜合利用技術路線。
與此同時，地方政策也在大力支持老舊風電場改造。
2021年8月，寧夏發(fā)布《關于開展寧夏老舊風電場“以大代小”更新試點的通知》(后稱《通知》)，成為首個省級“以大代小”相關指導文件，打響了老舊風機技改第一槍。《通知》要求，以促進存量風電項目提質增效為目標，按照“市場導向、政策延續(xù)、以大代小、有保有增、生態(tài)優(yōu)先、產業(yè)促進”等基本原則，科學、合理、有序開展老舊風電場更新試點工作;《通知》指出，到2025年，力爭實現(xiàn)老舊風電場“更新+增容”規(guī)模合計400萬千瓦以上(約占寧夏風電裝機量的30%)，充分釋放存量項目資源潛力。
2023年5月，廣東省發(fā)改委等十部門印發(fā)《廣東省全面推行清潔生產實施方案(2023-2025年)》。其中提到，開展報廢汽車、廢舊電器電子產品的智能拆解和拆解物自動化分選等關鍵技術裝備研發(fā)，發(fā)展退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片、大型舊輪胎等新興產業(yè)廢物循環(huán)利用技術，研發(fā)廢舊塑料的改性改質技術。
近年來，河北、內蒙古、新疆、山西等多省(區(qū))也相繼出臺了“以大代小”改造方案，或者著手進行老舊風電場改造升級相關工作，積極推進老舊風電場改造項目，部分項目機組已經(jīng)完成批量技改，發(fā)電量和發(fā)電效率均獲顯著提升。
結 語
中國可再生能源學會風能專業(yè)委員會秘書長秦海巖曾做分析指出，陸上風電機組的設計使用壽命一般為20年，據(jù)此計算，2023年退役機組將達到980臺，裝機容量為54.6萬千瓦;到2025年將達到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。
據(jù)國家發(fā)改委能源研究所測算，“十四五”期間，我國對運行超15年的1.5兆瓦容量以下機組進行改造，置換需求超過1800萬千瓦，市場規(guī)模預期達630億元。相關資料顯示，到“十四五”末，達到15年運行時間的風電容量預計將超過40GW，將形成至少80GW的市場。
隨著機組“以大代小”的進一步推進，中國風電行業(yè)有望進入發(fā)展黃金期，風電運營效益將顯著提升。未來，隨著技術的不斷進步和政策的不斷扶持，相信“以大代小”將在風電場改造中得到更加廣泛的應用，為推進可再生能源發(fā)展做出更大貢獻。
