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CWEA数据表示,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。
中国物资再生协会风光设备循环利用专委会预测,自2025年起,我国将迎来风机退役高峰期,预计到2030年,累计将有超过3万台机组达到退役年限,由此带来的固体废弃物规模将达94.79万吨。2030年—2035年间,累计退役风机规模将超过100GW。
面对即将到来的风电叶片报废高潮,如何绿色无害化处理成为了一个亟待解决的全球性问题。
焚烧、填埋已成过去式
在过去,由于技术和认知的限制,风电废旧叶片的处理方式主要是焚烧和填埋。然而,这两种方法都存在着严重的弊端,给环境和资源带来了巨大的压力。
焚烧处理废旧叶片,通常是将退役的风电叶片直接送入焚烧炉,在高温环境下使其燃烧分解 。这种处理方式看似简单直接,能够快速减少叶片的体积,但实际上却带来了一系列严重的环境污染问题。
填埋处理风电废旧叶片,是将叶片简单切割后,直接埋入地下。这种方式操作相对简便,成本也较低,在过去被广泛采用。但填埋会对土壤和水资源造成污染。风电叶片中的复合材料在自然环境中难以降解,会长期存在于土壤中,影响土壤的结构和肥力,阻碍植物的生长。同时,叶片中的有害物质还可能会随着雨水的冲刷渗入地下,污染地下水,对周边的生态环境和居民的饮用水安全构成威胁。
随着技术的不断进步和环保意识的不断提高,大家逐渐认识到焚烧和填埋等传统处理方式的弊端,开始摒弃老旧粗犷的处理方式,开始积极探索更加环保、高效的风电废旧叶片处理方法。
废旧叶片无害化处理的三种途径
如今,一系列无害化的新的处理技术和理念应运而生,为风电废旧叶片的处理带来了绿色可循环的方案,现阶段主要有三种无害化处理途径:
第一种是物理法,也是目前较为常用的一种处理风电废旧叶片的方法,通过机械手段对叶片进行破碎、分解等处理,使其变成可再利用的材料。
在实际操作中,企业首先会使用大型切割设备将巨大的风电叶片切割成较小的块状,再通过破碎机等设备将这些块状物进一步破碎成颗粒状或粉末状。在这个过程中,会利用筛选、磁选等技术,将不同材质的部分分离出来,如玻璃纤维、巴沙木、金属等,这些分离出来的材料也可以被广泛应用不同的产业领域,进而实现闭环。
第二是化学法,主要是通过化学反应将风电叶片中的复合材料分解,从而回收其中的有用成分 。其中,溶解法是将复合材料中的热固性树脂解聚使之变为可溶性的,使复合材料中的各组分易于分离、回收再利用。这种方法能避免复合材料中的增强材料受到完全破坏,对于S-高强GF、CF等高性能纤维的回收,从成本角度考虑明显强于物理回收方法 ,其回收率能够达到70% 。
但化学法也存在一些问题,比如在处理过程中需要使用大量的化学试剂,这些试剂的使用和后续处理可能会对环境造成一定的影响,而且化学法的处理成本相对较高,限制了其大规模应用。
第三是再利用,在风电废旧叶片处理中,再利用的理念正逐渐得到推广和应用。一些企业和研究机构将退役的风电叶片进行创意改造,赋予它们新的生命。
除此之外,为了从源头上解决风电叶片回收的难题,新型可回收叶片的研发正在进行,一些科研团队致力于研发新型的复合材料,使叶片在达到使用寿命后,能够更容易地被分解和回收。
以金风科技、维斯塔斯、西门子歌美飒为首的风电整机商都在研究叶片回收问题,有的尝试使用新的可回收材料,有的专攻环氧树脂的分解方法,也都取得了一定的成果。
前不久,Senvion公司对外宣称,其与德国Voodin Blade Technology公司合作的木质叶片风机,将在明年的欧洲项目中试运行,该风机单机容量有望达到4.2MW,所搭载的木质叶片长度将超过50m,是全球有史以来最长的木质风电叶片。
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