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旧风机被新风机替代,旧风机何去何从并不是一个容易回答的问题。这个问题的解决与否,同样会影响到风机退役市场的良性发展。
一般情况下,风电机组中85%部件是可以被回收或者再利用的,包括钢材、铜线、电子器件、齿轮和轴承等。大的回收难题在于叶片,叶片中的玻璃纤维和聚合物基质则很难被重新利用。
偏偏叶片又是风电机组中个头大的部件,现在叶片的长度都接近百米。现阶段,针对叶片的处置办法分为三种:将叶片拆解,用于市政建设领域;将叶片打碎,回收后添加到建筑材料当中,增强其材料性能;通过化学方式,将叶片所用的复合材料分解后进行回收利用。
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废风机叶片处理的几种方法:
(一)梯次利用技术
废弃的风机叶片进行直接加工再利用,从而改造成新的产品。废叶片可以在风电场直接加工,使其变成能够再次利用的产品,或者销售给加工厂,将废弃的风机叶片改造成标识牌、公共场所造型等。
(二)机械研磨法
机械研磨法是利用破碎机将风机材料切成碎片,这种方法会使风机材料的力学性能下降,导致被破碎的材料用于设计要求不高的产品。
机械研磨法的优点是环保、工艺简单、经济可靠,可用于商业规模化,现阶段使用机械研磨法回收利用的风机叶片已经应用到许多产业上了。
(三)化学回收法
化学回收法是一种利用催化剂或者添加剂等化学试剂对风机叶片复合材料进行分解的方法,它的原理是利用这些溶剂分解材料中的化学键,从而分解出需要的材料纤维。
但是这种方法目前主要用于实验室环境,且化学法伴随着一定的危险性,对反应条件和环境的要求也较高,无法应用到工业规模。
(四)高压碎裂
高压碎裂是使复合纤维材料在短时间内受到两个电极之间重复的电脉冲放电而解体。高压碎裂这个方法的优点就是更加清洁,所提炼的纤维材料更加的纯粹,但是这个方法在回收过程中需要的能耗很高,回收成本较大。该技术主要在实验室和中等规模生产上运用。
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小块的叶片后被切成鹅卵石大小的小块,水泥厂可以将这些小块与其他材料混合,放入水泥窑炉中。从风机叶片被拆到地面,到在水泥厂被完全处理,可能只需要几周的时间。
通过水泥窑协同处理,叶片回收的净值效果在所有回收类别当中脱颖而出。与传统水泥制造业相比,叶片回收使水泥生产中的二氧化碳排放量减少27%,耗水量减少13%。此外,通过回收每7吨重的风机叶片,可使水泥窑避免消耗近5吨煤、2.7吨二氧化硅、1.9吨石灰石和近1吨额外的矿产原料。在很大程度上,由于避免了煤炭消耗,这种叶片回收还对人类健康、生态系统质量和资源消耗等产生了净正面环境效益。回收叶片材料生产出的水泥与传统方法生产的水泥具有同样的特性及性能,符合所有适用的建筑标准。
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在我国,2018年报废风电叶片总计约5700吨,而到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。
处理报废叶片的传统方式是露天堆放、填埋或焚烧,但这一方式存在粉尘、碳排放等污染问题。为了更加环保地解决这一问题,业内已经做出了多种尝试。
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