“老舊風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)的大批量風(fēng)電葉片已步入‘暮年’，或默默退場(chǎng)，或匆匆掩埋，與之相配套的政策制度、處置技術(shù)儲(chǔ)備仍處于缺位狀態(tài)?！闭f(shuō)起目前我國(guó)風(fēng)電葉片退役后現(xiàn)狀，某風(fēng)電葉片生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)人如此感慨。

從某種程度上來(lái)說(shuō)，的確如此。在新能源躍進(jìn)潮中，退役后風(fēng)機(jī)葉片無(wú)害化處置及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亟需提速。這不是杞人憂天，而是未雨綢繆。
在我國(guó)，2018年報(bào)廢風(fēng)電葉片總計(jì)約3456噸，而到今年累計(jì)報(bào)廢葉片約有5424噸。從風(fēng)電機(jī)組服役年限來(lái)看，到2025年左右，我國(guó)將迎來(lái)一大波風(fēng)電葉片報(bào)廢潮。到2030年，我國(guó)將有超過(guò)3萬(wàn)臺(tái)風(fēng)電機(jī)組面臨換新，而到2035年這一數(shù)字將超過(guò)9萬(wàn)臺(tái)……這一串串?dāng)?shù)據(jù)背后，都是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)亟待攻克的新難題。

      那么，到底有哪些葉片無(wú)害化處理技術(shù)呢？小編帶大家來(lái)盤點(diǎn)一下吧。

1.風(fēng)力發(fā)電機(jī)退役可以做什么？工程師奇思妙想把風(fēng)扇葉片變成橋梁
      《The Verge》報(bào)導(dǎo)，愛(ài)爾蘭芒斯特理工大學(xué)（Munster Technological University）講師、風(fēng)力發(fā)電回收研究機(jī)構(gòu)Re-Wind 成員的土木工程師Kieran Ruane 表示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)扇葉片大多以超堅(jiān)固的FRP 玻璃纖維制作，平均長(zhǎng)度超過(guò)150英尺（45.72米）、重量超過(guò)十幾噸，不容易被分解，如果以焚化爐燃燒處理會(huì)造成空氣污染，因此大多選擇占空間的掩埋處理。為了實(shí)現(xiàn)將回收的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片變成基礎(chǔ)建設(shè)的一環(huán)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)9 個(gè)月的工程和材料測(cè)試，為橋梁的設(shè)計(jì)提供了一種方案。

金屬回收公司Anmet 開(kāi)發(fā)人員Marcin Sobczyk 透露，公司投入研發(fā)風(fēng)力發(fā)電葉片再利用的方法已經(jīng)7 年，一開(kāi)始是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片制作成戶外家具，如今為了拓展商業(yè)版圖，希望能將風(fēng)扇葉片變成橋梁。

Sobczyk 表示，風(fēng)電葉片具備高強(qiáng)度、輕盈、可供全天候運(yùn)轉(zhuǎn)的耐久度的特色，盡管風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)年限只有20年~ 30 年，但退役之后，風(fēng)扇葉片也還有長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的壽命，因此Anmet 公司經(jīng)過(guò)3 年測(cè)試增強(qiáng)回收風(fēng)扇葉片的強(qiáng)度，讓它能和其他橋梁一樣，使用年限超過(guò)一世紀(jì)。
目前全球第一座由風(fēng)力發(fā)電機(jī)電扇葉片制作而成的橋就位于波蘭西部的Szprotawa 什普羅塔瓦小鎮(zhèn)的河上，而第二座電扇葉片橋則是落在愛(ài)爾蘭米德勒頓和約爾的舊鐵道上。
      由風(fēng)電葉片制作的橋體在成本上與鋼筋混凝土制作的橋體具有競(jìng)爭(zhēng)力，還能解決退役風(fēng)電的問(wèn)題，甚至還能降低二氧化碳排放量，同時(shí)還能以許多更標(biāo)準(zhǔn)化的方式評(píng)估廢棄舊葉片的狀況，并將風(fēng)扇葉片再利用。

2.風(fēng)機(jī)葉片報(bào)廢后怎么辦？別擔(dān)心，可以回收造水泥

      如今，一個(gè)全新的環(huán)保方法出現(xiàn)了——回收舊風(fēng)機(jī)葉片，使其代替煤炭、沙子和粘土等成為水泥燃料和原材料。這種方法還有助于減少水泥行業(yè)的二氧化碳排放量。

聽(tīng)起來(lái)是不是很驚喜？GE可再生能源集團(tuán)近日就宣布與環(huán)境服務(wù)公司Veolia簽署了一項(xiàng)風(fēng)機(jī)葉片回收協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，Veolia將在GE對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升級(jí)和舊風(fēng)場(chǎng)改造的時(shí)候回收大部分退役葉片。
具體而言，當(dāng)GE對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升級(jí)和舊風(fēng)場(chǎng)改造的時(shí)候，Veolia會(huì)對(duì)拆除的葉片進(jìn)行回收，在其加工工廠先切碎葉片，然后將其中的玻璃纖維和巴爾沙木等成分進(jìn)行混合，運(yùn)往水泥制造工廠，作為煤炭、沙子和粘土的替代品來(lái)生產(chǎn)硅酸鹽水泥。
      與傳統(tǒng)的水泥制造工藝相比，Veolia的水泥窯協(xié)同處置技術(shù)可以讓工業(yè)廢物“變身”水泥原材料。以重量計(jì)算的話，平均有重量占比約近90％的葉片將被回收用作水泥生產(chǎn)的原材料，重量占比約超過(guò)65%的葉片取代了原本要添加到窯中制造水泥的原材料，重量占比約28%的葉片代替煤炭為窯中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)提供能量。
      一個(gè)葉片從風(fēng)機(jī)塔到水泥廠的旅程有這樣幾個(gè)步驟。首先，在舊風(fēng)場(chǎng)改造的過(guò)程中，工程師們用更長(zhǎng)、更輕、更高效的葉片替換了可能已旋轉(zhuǎn)了長(zhǎng)達(dá)20年的舊葉片。新升級(jí)的葉片可以幫助風(fēng)機(jī)每年產(chǎn)生更多的能源，最終為客戶提供更多可再生能源。
      這些退役的葉片從根部到頂端大約有120英尺長(zhǎng)（約36米），差不多和目前全球最大客機(jī)空客A380的一個(gè)機(jī)翼長(zhǎng)度相同。工人們會(huì)用起重機(jī)將其分成三段，然后裝載到卡車上，隨后將其拖到切碎機(jī)處，強(qiáng)大的切碎機(jī)會(huì)將大的葉片切成更小塊的葉片。
      在Veolia的加工工廠，小塊的葉片最后被切成鵝卵石大小的小塊，水泥廠可以將這些小塊與其他材料混合，放入水泥窯爐中。從風(fēng)機(jī)葉片被拆到地面，到在水泥廠被完全處理，可能只需要幾周的時(shí)間。
      根據(jù)Quantis公司進(jìn)行的環(huán)境影響分析，通過(guò)水泥窯協(xié)同處理，葉片回收的凈值效果在所有回收類別當(dāng)中脫穎而出。與傳統(tǒng)水泥制造業(yè)相比，葉片回收使水泥生產(chǎn)中的二氧化碳排放量減少27%，耗水量減少13%。此外，通過(guò)回收每7噸重的風(fēng)機(jī)葉片，可使水泥窯避免消耗近5噸煤、2.7噸二氧化硅、1.9噸石灰石和近1噸額外的礦產(chǎn)原料。在很大程度上，由于避免了煤炭消耗，這種葉片回收還對(duì)人類健康、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和資源消耗等產(chǎn)生了凈正面環(huán)境效益?；厥杖~片材料生產(chǎn)出的水泥與傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的水泥具有同樣的特性及性能，符合所有適用的建筑標(biāo)準(zhǔn)。
      GE與Veolia的這項(xiàng)協(xié)議預(yù)計(jì)將回收和重新使用數(shù)以千計(jì)的葉片，有助于水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)。出于脫碳的愿景，GE可再生能源集團(tuán)承諾在其產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)減少對(duì)環(huán)境的影響，包括在2020年底實(shí)現(xiàn)碳中和。GE可再生能源集團(tuán)業(yè)務(wù)將與價(jià)值鏈上其他伙伴精誠(chéng)合作，以創(chuàng)新推動(dòng)可持續(xù)性發(fā)展。

3.中科院煤化所侯相林團(tuán)隊(duì)——精巧拆解“終極材料”“退役”風(fēng)機(jī)變廢為寶

      “這項(xiàng)研究不僅能使‘退役’的風(fēng)機(jī)葉片變廢為寶，還適用于很多高端制造業(yè)，安全處理‘頑固’的固廢。”中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所近日又傳來(lái)好消息，311課題組研究員侯相林團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十余年的潛心研究，掌握了“拆解”風(fēng)機(jī)葉片主要材質(zhì)——熱固性碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的辦法，實(shí)現(xiàn)了綠色回收，變廢為寶。

風(fēng)電機(jī)組葉片的外殼常采用玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂，葉尖和葉片則采用強(qiáng)度更高的碳纖維。這些復(fù)合材料的分子結(jié)構(gòu)極其堅(jiān)固、空氣動(dòng)力性好，能將葉片做得更輕、更長(zhǎng)，讓風(fēng)機(jī)吸收更多風(fēng)能。這其中，熱固性樹(shù)脂約占三成，相當(dāng)于混凝土建筑中的填充物，而碳纖維、玻璃纖維等約占七成，相當(dāng)于混凝土中的鋼筋，兩者結(jié)合，堅(jiān)不可摧。常用的碳纖維復(fù)合材料主要由碳纖維和熱固性樹(shù)脂復(fù)合而成，具有不溶不熔的特性，被稱為“終極材料”，回收利用價(jià)值高，卻難以實(shí)現(xiàn)。
      最關(guān)鍵的問(wèn)題是，從風(fēng)電機(jī)組的使用年限來(lái)看，我國(guó)即將迎來(lái)一大波風(fēng)機(jī)葉片報(bào)廢潮，有數(shù)萬(wàn)臺(tái)?！安粌H是風(fēng)機(jī)葉片，很多高端制造業(yè)都在使用這種復(fù)合材料，如能回收再利用，有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。國(guó)外研究團(tuán)隊(duì)相繼開(kāi)展相關(guān)研究，卻沒(méi)有太大的進(jìn)展?！毖芯繂T侯相林進(jìn)一步介紹說(shuō)，普通的熱塑性塑料，比如農(nóng)田里的地膜，它的分子鏈為線型結(jié)構(gòu)，自然降解需要200年至400年，而熱固性樹(shù)脂的分子鏈?zhǔn)莿傂缘娜S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，以熱固性樹(shù)脂為基礎(chǔ)制造的復(fù)合材料，雖然回收利用價(jià)值高，卻無(wú)法自然降解，拆解更是難上加難。
      侯相林團(tuán)隊(duì)前瞻性地開(kāi)展了熱固性樹(shù)脂的研究，希望能為即將大量“退役”的熱固性高分子材料回收開(kāi)辟一條路徑。在前期多年研究的基礎(chǔ)上，侯相林團(tuán)隊(duì)的成員鄧天昇、武少弟等研究人員從十余種催化劑中挑選出性能最優(yōu)的，得到了試驗(yàn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)在較溫和的條件下將其分子結(jié)構(gòu)“拆解”開(kāi)，形成長(zhǎng)鏈熱塑高分子或者樹(shù)脂合成單體。這一辦法是目前比較符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)再利用的好方法，回收后的樹(shù)脂產(chǎn)物可制成環(huán)氧瀝青，再進(jìn)一步處理可以得到雙酚A等，每噸市場(chǎng)售價(jià)數(shù)千元乃至上萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
      據(jù)介紹，此項(xiàng)研究已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室階段取得了較為理想的成績(jī)，準(zhǔn)備進(jìn)行中試放大?？傮w從數(shù)據(jù)指標(biāo)看，環(huán)氧樹(shù)脂降解率大于99%，回收率大于95%；碳纖維回收率大于96%，纖維強(qiáng)度損失小于5%，回收的碳纖維單絲強(qiáng)度指標(biāo)、模量與原絲相差無(wú)幾，可以說(shuō)是將固廢直接變回原料。侯相林表示，“我們有信心將實(shí)驗(yàn)室結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)最終實(shí)現(xiàn)對(duì)接，提取出更多有價(jià)值的化學(xué)品，創(chuàng)造更大的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。”

4.重力儲(chǔ)能或成廢棄風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)用新場(chǎng)景
       日前，意大利能源公司Enel綠色電力與瑞士?jī)?chǔ)能公司Energy Vault簽訂合作協(xié)議，聲稱將共同開(kāi)發(fā)一種利用退役風(fēng)機(jī)葉片制成的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，這也是業(yè)界針對(duì)風(fēng)機(jī)葉片退役的又一探索。

雙方共同發(fā)布的聲明顯示，在風(fēng)電場(chǎng)的所有部件中，葉片由于其特殊的材料性質(zhì)，是最難被回收的部分。為此，Enel綠色電力與Energy Vault公司將共同研究廢棄風(fēng)機(jī)葉片，以期將其應(yīng)用在重力儲(chǔ)能系統(tǒng)之中。
據(jù)了解，該重力儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由Energy Vault開(kāi)發(fā)，技術(shù)原理與抽水蓄能系統(tǒng)類似，利用大塊的固體材料作為重力勢(shì)能儲(chǔ)能介質(zhì)，在抬高時(shí)儲(chǔ)存多余的電力，在需要時(shí)放出電力。去年7月，該公司的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)已進(jìn)入商業(yè)示范階段。
      “風(fēng)機(jī)葉片主要由玻璃纖維或碳纖維與其他材料復(fù)合而成，擁有較高的材料穩(wěn)定性和材料強(qiáng)度，在重力儲(chǔ)能系統(tǒng)之中，這一材料制得的固體材料能夠有效延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命，成本也相對(duì)更低?！盓nel綠色電力高管Irene Fastelli指出。
      根據(jù)Enel綠色電力與Energy Vault達(dá)成的協(xié)議，雙方目前已分析了這一方法的商用可行性，隨后將研究該系統(tǒng)在商用電站中應(yīng)用的可行性。如果項(xiàng)目進(jìn)展順利，今年底就將獲得商用重力儲(chǔ)能電站的研究報(bào)告結(jié)果。
      事實(shí)上，隨著全球風(fēng)電場(chǎng)壽命到期退役潮漸行漸近，業(yè)內(nèi)也加快了葉片等廢棄材料的處理方法探索，除應(yīng)用于重力儲(chǔ)能系統(tǒng)外，將葉片打碎混入建筑材料、葉片材料分解進(jìn)行回收實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用等新興方式也越來(lái)越受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。

來(lái)源：賢集網(wǎng)