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风机叶片回收关键在于培育规模化的产业,降低叶片回收的成本。对于当下叶片回收产业难以规模化发展的五个原因,分别是收集困难、回收产业化装备难以落地、综合利用产品开发以及产业化应用没有实现、集中退役后如何布局难题和国家支撑性政策缺位。
如果对于拆卸的旧风机没有一个妥善的处置方式,对于风电退役未来的发展也会蒙上一层阴影。
中国风机退役的高峰虽然还没有到来,但是已迫在眼前。已经面临小规模退役高峰的欧洲国家,因为政策的缺位等原因,并没有释放退役风电市场的巨大潜力,这对于欧盟碳中和的目标实现并不是一个好消息。紧跟其后的中国要吸取欧洲国家的教训,未雨绸缪、提前布局,通过完善的政策制定,激发退役风电市场的活力。同时,要重视对废旧风机的回收与再利用,鼓励创新技术研发,培育规模化再回收产业,促进风电产业的良性发展。
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目前,风机叶片往往采用玻璃纤维复合材料。数据显示,风机叶片可回收率平均为85%到90%,有部分复合材料无法回收利用。同时,叶片回收起来技术工艺复杂,成本相对较高,尚没有商业化的回收办法。传统做法是,退役后的风机叶片一般只当作垃圾堆放、填埋以及焚烧。
大多数叶片主要由玻纤复合材料加工而成。这种材料固化成型后,自然降解极其困难,其中有回收价值的纤维材料与环氧树脂难以拆分、重复使用。同时,叶片回收包括现场切割、运输、到厂整理、再加工等多个环节,且叶片直径和质量也在逐渐增加。而风电项目多处于偏远地区,运输距离远,难以集中处理,切割与运输成本较高,造成叶片回收成本居高不下。
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退役的风力发电机的叶片该如何处理?
通常情况下一台风力发电机的叶片长度能够有50米甚至是80米,而世界上大的风力发电机的叶片长度高达118米。
为了能够大的限度提高风力发电机的发电效率,这些叶片强度大但是重量小,所以通常情况下这些风力涡轮机叶片通常是由轻质、耐用的玻璃纤维制成。这是一种复合材料,将这些叶片中的玻璃纤维与塑料分离是一项挑战。由于叶片的设计非常坚固,因此将叶片分开以方便运输到回收设施(或垃圾填埋场)也具有挑战性。
目前而言,更多的是将风力发电叶片切碎然后填埋到地下去。但是随着全世界风力发电的高速发展,到2050年的时候,光是风力发电报废的叶片垃圾可能就高达4300万吨,对于这么多的垃圾如何处理现在就需要考虑。
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目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、 乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料, 通过手工铺放、 树脂注入成型工艺复合而成。 对同一种基体树脂, 采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。
随着叶片长度不断增加, 叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求, 从而对玻璃纤维的拉伸强度和模量也提出了更高的要求。 为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷, 大型风机叶片可以采用玻璃纤维/ 碳纤维混杂复合材料结构, 尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位, 则使用碳纤维作为增强材料。 这样, 不仅可以提高叶片的承载能力, 由于碳纤维具有导电性, 也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。 环氧乙烯基酯树脂黏结性能良好, 力学性能优异, 收缩率低, 成本较低。
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