复合材料|风电叶片在雪场“再就业”( 二 )



废旧叶片的创新用途

风电叶片的主要材质是纤维增强材料,如玻璃纤维、碳纤维树脂复合材料,优点是耐腐蚀、质量轻、强度高,但坚固的内部化学结构也使其难以被熔化和重塑。

现有的回收技术路径有物理回收法、能量回收法、化学回收法三种。

物理回收法工艺相对简单,直接将废弃叶片进行切割、破碎处理,分离杂物后获得较纯粹的树脂复合材料,然后按不同的粒径在建材、屋顶沥青等领域应用。由于切割过程容易损伤纤维材料的强度,因此只能进行降维利用。

比如,荷兰就曾用叶片来做建筑装饰,打造特色儿童公园,还用来做城市公共座椅、公交候车亭等。国内也有公司尝试将切割后的大块材料研磨成细小颗粒粉末,用作地坪涂料补强剂和防腐涂料的添加剂。

复合材料|风电叶片在雪场“再就业”
文章插图

图源:荷兰Superuse Studios 官网 叶片游乐场项目

能量回收法主要是指用焚烧方式回收叶片中的可燃部分,并对剩余产物进行物理回收。由于复合材料中的树脂有一定热值,因此可以将之与煤等掺混燃烧。

具有代表性的是中材科技(002080)重点攻关的水泥窑协同处置技术,把玻璃废钢粉碎为几毫米的颗粒,吹入水泥窑炉内当燃料,残渣作水泥原料使用,以这种方式把废弃物处理干净。但焚烧会产生大量烟气,且设备昂贵,成本不菲。

化学回收法主要分为超临界流体法与溶剂溶解法。采用此类方法可以保留纤维材料的大部分拉伸强度,但具有侵蚀性的危险化学品对反应设备有限制,安全系数较低,还只处在实验室阶段。

放眼全球,走在环保前列的还是国际巨头。2020年初,维斯塔斯宣布了新的可持续发展战略,要将轮圈和叶片的可回收率从目前的44% 提高到2025年的50%,到2030年再提高到55%,并承诺在2040年生产出零废风电机组。

所谓“零废”,是指在风机的生产、使用、回收、再利用以及复原的过程中,充分保护材料和资源,引入循环经济,在产品生命周期的所有层面最小化废弃物排放,形成一条尽可能不会产生浪费的价值链,一旦实现产品落地,将直接引领整个行业的研发新风向。

复合材料|风电叶片在雪场“再就业”
文章插图


事实上,技术并不是处置废旧叶片的最大障碍,提升经济性才是推广的核心。

回收公司仅靠加工费和制成品的销售收入显然很难完全覆盖处置成本,盈利不乐观,亏本是常态,参与意愿自然不高。

另外,早期建设风电场时,人们几乎没来得及详细考虑退役的成本摊销问题,因此,在采购之初,具体该把这部分预算加给制造商还是风电场业主,也没达成业内共识。

种种现实问题导致了国内废旧风电叶片回收始终仍是个小众产业,规模化利用能力不足以消纳长远的报废需求。

不过,这次新的政策方案出台无疑会提振企业信心,引导更多资金进入产业末端研发,孵化新的技术路线和商业模式。在固废资源跨产业协同的情况下,未来风电叶片回收和建材等其他领域的联合将进一步深化。

国外将废旧叶片改造成滑雪板的创意也是一例典型,启示大家改变对新能源固废回收的刻板认知,大胆突破常规开展思考,为回收产物找寻更多应用出路。今后,对退役机组的回收处置或许有机会成为风电市场的另一个世界级的商机和增长点。

参考资料:
《废旧热固性复合材料绿色回收利用关键技术研究》许冬梅