目前,我国风电机组较为主流的风机叶片由玻璃纤维增强的热固性树脂基复合材料加工而成。同时,为适应大叶片的发展趋势,近年来,具有更优性能的碳纤维复合材料横空出世,在行业逐步得到应用。然而,这两类性能优异的复合材料,却面临着回收工艺复杂、回收价值不高的难题。
根据彭博新能源财经数据,从2022年开始,每年欧洲将有超过3800个叶片面临报废。同时,美国电力研究所的一项研究显示,在未来30年,美国叶片材料报废总量将超过210万吨。
而在我国,2018年报废风电叶片总计约5700吨,到2022年预计将超过5.9万吨。从我国风电机组服役年限来看,到2025年左右,我国将迎来一大波风电叶片报废潮。到2030年,我国将有超过3万台风电机组面临换新,而到2035年这一数字将超过9万台。
风机叶片通常含有纤维增强材料(如玻璃纤维或碳纤维)、塑料聚合物(聚酯或环氧乙烯树脂)、夹心材料(PVC、PET或巴沙木)和涂层(聚氨酯)。随片尺寸的增大,叶片生产所需的材料数量也在不断增。
所以,如何应对叶片回收的挑战呢?
为此,欧洲风能协会官方网站WindEurope、欧洲化学工业理事会(Cefic)和欧洲复合材料工业协会(EuCIA)在他们的最新报告中,给出了权威建议。
叶片回收的建议有:
当前,业界已经开发了各种各样的风电叶片回收技术,但并不是所有方案都适合工业规模并有经济效益。
废料最重要的循环利用技术是水泥窑联合处置,Windurope,Cefic和EuCIA支持替代循环利用技术的发展,为了废料更好的循环利用。
为了处理不断增加的废料,有必要加强对现有处理方案的宣传推广,找到适合自己的处理方案,例如联合处置水泥窑等。
风机叶片回收的最佳策略是集成设计,测试,维护,升级和适当的回收技术,以确保复合材料在其整个生命周期中发挥最大价值,这需要行业对环境问题有更深入的了解。材料选择及报废后的不同处置方法。
复合材料回收是一个多学科挑战,复材应用领域和主管部门必须共同努力,以开发经济高效的解决方案并建立稳固的欧洲价值链。