随着海上风电快速发展，老旧风电涡轮机的退役方案开始受到关注。  

海上风力发电场正处于建设高峰期。

全球风力发电能力预计将从2024年底的81吉瓦增长至2030年的250吉瓦，其中中国占120吉瓦。同期欧洲的风力发电能力将从目前的37吉瓦增长到84吉瓦，增长超过一倍。

随着技术发展，风力涡轮机建得越来越高，功率也越来越大，某些海上风机的单机发电能力已经足以满足2万个欧洲家庭的用电需求。但在建设这些“巨无霸”的同时，风电行业也开始思考老旧风机的拆除问题，许多早期设备已经接近其25年的设计寿命。

相比海上风机，陆上风机的退役已是一项成熟的业务。根据对话地球从行业组织欧洲风能协会（WindEurope）获得的数据，到今年年底，欧洲预计将拆除约2吉瓦的陆上风力机组。但拆除海上风机则更为复杂。

到目前为止，退役拆除的海上风机数量并不多，其中就包括1991年在丹麦波罗的海海域建设的全球第一座海上风电场。据欧洲风能协会预计，到今年年底总计将拆除6兆瓦的海上风机。作为全球海上风电发展最成熟的地区，欧洲将成为海上风机退役技术的试验场。该协会预测，到2030年前，累计将有29兆瓦的海上风机进入退役程序。

 改造还是拆除？

有些风电场可以通过更换老化部件或者风机叶片等方式延长使用寿命，有些则可以进行“升级改造”（repower），即更换全部轮机叶片和并网设备。但欧洲风能协会发言人克里斯托弗·齐普夫（Christoph Zipf）解释说，这种改造的可行性受到限制，因为几十年前安装的海上风机基座较小，现在可能很难找到适配的新的小型风机。

根据欧洲风能协会提供的数据，预计到2030年，仅有33兆瓦的海上风机会进行升级改造。

此外，是否继续保留现有风电场也受到制度约束。许多海上风电项目所处的海域是通过向政府租赁获得的，目前多数国家尚未建立延长租期的机制。

业界正在评估三种方案的利弊：退役拆除、更换部件、改造升级。负责管理英国大部分海床租赁业务的英国皇家财产局（Crown Estate）在2023年的一项评估中认为，新建风电场最有助于提升绿色发电量，改造现有电场有利于促进就业和经济，而延长现有风电场的运营期限最有益于海洋栖息地保护以及减少原材料消耗。

英国皇家财产局的一位发言人表示，目前海上风电场的海床使用权租期为50年，暂时还没有开发商申请延长租期。他表示，若有申请，审批时将综合考虑环境影响、主管部门许可、以及与其他风电企业的竞争这三个因素。

 彻底拆除？

固定式海上风机的基座一般由混凝土或者金属构成，漂浮式风机使用的大型海床系泊装置也是由同类材料制成的。当前业界争论的焦点在于，若要拆除风机，是将基座及所有结构全部拆除，还是保留海床下两到三米的基座。

挪威船级社下属公司ReWind首席执行官马修·杰拉蒂（Matthew Geraghty）表示：“这些设施周围在过去二十年中已经形成了相当庞大的生态系统，贸然清除可能反倒弊大于利。”

他援引了丹麦技术大学（Technical University of Denmark）2020年的一项研究，指出风机基座使用的防止海水侵蚀的类岩石材料可以为多种多样的生物提供栖息地。这所大学曾在丹麦的一些海域安装了使用同种材料制成的人工礁石，以促进野生海洋生物的繁衍生息。“既然要在其他地方投放这些材料，那又何必从水里取出来呢？”杰拉蒂问道。

关于海上风机的拆除问题目前没有统一的法律框架。《联合国海洋法公约》以及《东北大西洋海洋环境保护公约》等国际法都倾向于支持完全拆除。在英国、丹麦、德国、荷兰、比利时等国，大多数法律要求必须完全拆除。目前，仅法国允许部分拆除。

▲英国兰皮恩海上风电场。图片来源：Unsplash

欧洲风能协会呼吁欧盟出台统一的政策，允许在符合生态保护前提下部分保留基础设施。该协会认为，如果有科学证据表明，这种方式可以避免整体拆除过程中的扰动，更有利于维护或增强海洋生物多样性，就应被纳入选项。

英国创新组织海上可再生能源技术创新中心（Offshore Renewable Energy Catapult）近期对整体拆除和部分拆除的环境影响证据进行了评估。该组织的项目工程师罗娜·贝内特（Lorna Bennet）表示：“目前人工鱼礁论的证据并不充分，例如，里面的金属经年累月的锈蚀是否会产生其他环境影响？目前的数据不足以支持任何一方的观点。”

生态保护人士对此持谨慎态度。英国非政府组织海洋保护协会（Marine Conservation Society）政策与倡议负责人卡勒姆·邓肯（Calum Duncan）认为，无论采取哪种退役处理方式，理想状态是让海洋环境恢复到开发前的样貌。不过他也承认，在有些情况下，保留结构或许对环境有益。

“这个问题要在逐一分析的基础上进行决策，并且要考虑各种各样的因素，包括设施所在海域的栖息地类型，所使用的建造材料，以及拆除与保留的成本效益分析，根本无法拿出一种放之四海皆准的方案。”他表示。

世界自然基金会欧洲分会的海洋政策官海伦娜·罗德里格斯（Helena Rodrigues）对风电行业提出的人工礁石论也持谨慎态度。“尽管能源转型至关重要，但我们必须确保妥善管理海上风电项目的影响。简单地将基础设施遗留在原地并不能自动地让海洋生态系统获益。我们必须致力于尽可能减少危害，并确保任何积极的影响都能在较长时间内得到科学的验证。”

  推动循环再利用

风电行业面临的另一大环境问题，是如何重新利用或者回收老旧海上风电场替换下来的材料和部件。

根据丹麦制造商沃旭能源（Ørsted）的数据，尽管风机本体85%至95%的部件可以回收利用，但叶片的回收依然是一大挑战。叶片采用复合材质结构，中间通常为轻木或者泡沫，外面包裹着多层玻璃纤维或碳纤维。这种混合构造导致它们难以分解回收。

欧洲风能协会呼吁，在项目审批或招标阶段就引入有关设备回收利用的方案质询，以鼓励厂商从设计阶段就考虑退役后的处理方式。

杰拉蒂表示，当前很多风电材料仍高度依赖中国，这也是推动本地化回收设计的一大动因。“欧洲现在非常希望建立自己的供应链。”

在如何应对老化的海上风电场这个问题上，欧洲目前的探索实践将为其他国家提供借鉴。

   中国：紧随其后的退役挑战 

中国的海上风电产业经过飞速发展已经跃居世界首位，其发展轨迹与欧洲颇为相似。

▲中国山东省滨州市某制造基地生产的风力涡轮机叶片。叶片是风电场最难回收的部件之一。图片来源：Cynthia Lee / Alamy

中国早期建设的陆上风力发电场将于今年迎来首轮退役高峰，预计退役容量将超1.2吉瓦。海上风机起步稍晚，首个并网项目直到2010年才上线，因此退役潮将稍晚发生，相关政策和回收体系也还处于刚刚起步的阶段

2023年6月，国家能源局发布了陆上风电场改造升级和退役管理办法，然而对于海上风电场目前还无相关规定。鉴于中国即将迎来大规模风机退役潮，中央于2023年8月发布了《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》，要求各部门建立健全风电场退役管理规范，支持陆、海风电场回收技术研发。

跟欧洲一样，中国风电产业同样面临巨型叶片的回收问题。据估算，有超过九成的退役叶片最终被填埋或者焚烧。中国民营风机制造商已经开始生产更易回收的叶片。这些叶片可以经过化学过程溶化分解成原始成分，从而实现材料的循环利用。

欧洲正试图回答的海上风电场退役问题，很快也将成为摆在中国和其他国家面前的日益迫切的考验。

本文首发于对话地球网站。林子晴对本文亦有贡献。

■ 凯瑟琳·厄尔利，自由撰稿记者，《环境学家》前副主编。