让清洁能源更“清洁”!退役风机叶片如何进行
在“30·60”双碳目标的号召下,我国未来将大规模发展光伏、风电等新能源发电模式。从政策上看,一大批陆上和海上风电场进入了发展规划的新时代。 .然而,风电的快速发展也带来了一个容易被忽视的问题,那就是退役风电叶片的无害化处理。
一般来说,风力发电机的设计使用寿命在20年左右。风机退役后,机组的大部分部件都是可回收的,包括基础、塔架、齿轮箱和发电机。然而,世界范围内使用最广泛的风扇叶片材料是玻璃纤维增??强热固性树脂基复合材料。这种材料虽然具有优异的抗压性和耐用性,但无法回收利用。切割和拆卸过程也是非常复杂的。从通用风机回收流程来看,虽然90%的风机材料可以回收,但剩余部分面临程序复杂且不可回收的挑战。绝大多数风扇叶片要么进入垃圾填埋场,要么被粉碎并作为废物焚烧。从行业来看,这种做法不符合风电作为清洁能源的初衷。
最新的扇叶尺寸是1980年代的100倍。国家大力推动风电产业的发展,必然导致废弃叶片产量的增加。那么有什么方法可以处理废弃的叶片,让风能成为更“清洁”的能源呢?
现有的扇叶报废方法包括:填埋、焚烧或回收。
垃圾填埋和焚烧
中国最常用的方法是填埋,焚烧将在埋葬前进行,焚烧产生的能量将作为电源。 60%的废料焚烧后变成灰烬。由于复合材料中含有无机物,这些灰烬中可能含有污染物。根据它们的类型,骨灰要么被掩埋,要么作为替代材料回收利用。无机物也会产生危险的废气,其中残留的细小玻璃纤维可能会在烟气净化过程中造成问题。风扇叶片在进入焚烧厂前需要进行拆卸和粉碎。从能源消耗和排放的角度来看,这进一步增加了对环境的压力。
树叶回收处理
回收是一种相对环保的处理方式。由回收材料制成的新刀片可以替代旧刀片。然而,回收扇叶的方法仍然很少。只有 30% 的纤维增强塑料 (FRP) 可以回收再利用以制造新的 FRP。大部分废弃的风扇叶片被破碎并混合成水泥回收。 .
目前,能源公司已经将风电场退役的风机叶片进行粉碎,以替代水泥中的沙子、砾石、粘土等成分,并将其回收到建筑领域。据分析,在水泥中加入废弃的扇叶,不仅可以实现回收利用,还可以减少水泥制造过程中二氧化碳的排放总量。但是,相对较低的回收价值也使得这种处理模式难以大规模推广。
本世纪初以来,国内外许多企业开始尝试不同的技术方法回收废风机叶片,如玻璃钢(FRP)的机械回收(材料粉碎),可以去除杂质的纤维分离技术,溶剂分解的化学回收,以及热解和气化方法的数量和材料的回收。经技术手段处理后,玻璃纤维的抗拉强度大部分可以保留,部分塑料材料也可作为新的原料。
此外,“零废风机”也成为风机制造行业的研发方向。 “零浪费”是指在风机生产、使用、回收、再利用和修复过程中对材料和资源的保护。不再需要破坏风力涡轮机叶片进行焚烧或填埋。但是,考虑到成本和目前的技术限制,这种模式目前难以大幅推广。
不仅如此,老粉丝的改造也成为了积极尝试的解决方案。部分退役风电叶片经简单处理后可用作公园、美术馆和公共设施的结构。一些公司通过增加投资来延长风电场的寿命。随着全球风电制造技术的不断更新,未来新建风电场的寿命有可能提高到30年甚至更长。一些风电开发商甚至开始寻求扩大风电场。寿命增加到约40年。
上述处理方法各有利弊。在成本限制下,废风扇叶片的无害化、清洁化处理还有很长的路要走。为彻底解决此类问题,风电行业应与材料、建筑等领域进行跨行业合作。多行业融合协同,有利于向循环经济转型,实现各行业可持续发展。