【漲姿勢】如何處理“用完”的風機葉片?

2018-02-12 09:05:43 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

鑒于世界各地已經(jīng)安裝了大約345,000套公用事業(yè)規(guī)模的風力發(fā)電機(基于全球風能委員會的統(tǒng)計數(shù)據(jù))，而且大多數(shù)風力發(fā)電機的設計壽命為20至25...

鑒于世界各地已經(jīng)安裝了大約345,000套公用事業(yè)規(guī)模的風力發(fā)電機(基于全球風能委員會的統(tǒng)計數(shù)據(jù))，而且大多數(shù)風力發(fā)電機的設計壽命為20至25年，因此存在一個迫在眉睫的問題。大型纖維增強塑料(FRP)葉片在使用壽命到期后會發(fā)生什么?

每兆瓦額定風力發(fā)電機功率大約要使用10-15噸玻璃鋼。這說明了在處理報廢渦輪葉片時所需要面對的挑戰(zhàn)規(guī)模。

顯然，這不是小問題。大多數(shù)渦輪機轉(zhuǎn)子具有三個葉片，其尺寸從12-15米長(典型的是早期機器世代)到現(xiàn)在的80米，后者是MHI-Vestas葉片的一個例子，其現(xiàn)在用32個8MW海上渦輪機組成了英國利物浦灣的風力發(fā)電項目。盡管在后者成為報廢項目之前還有好幾年的時間，但現(xiàn)在達到或接近這一點的大量早期葉片將很快需要妥善的處置。

其實我們并不需要解決整個風力發(fā)電機組的回收問題，回收混凝土和鋼元件的技術(shù)已經(jīng)很成熟，主要的挑戰(zhàn)在于大多數(shù)葉片由復合塑料制成。這些雙相玻璃鋼材料因其重量、結(jié)構(gòu)和空氣動力學(當成型為葉片時)而被選擇，而不是為了可回收性。不幸的是，將纖維與嵌入其中的聚合物樹脂分離是非常困難的，但是只有通過實現(xiàn)這種分離才能確保最高價值的再循環(huán)分類。實現(xiàn)這一目標的技術(shù)還處于初級階段，所以迄今為止大多數(shù)實踐都采用了不需要分離的選項。

二次利用

還有一種可能性是將由于重新供電而已經(jīng)過剩的葉片利用到新的安裝中。一個二手市場可以開發(fā)原始葉片，如果需要翻新的話，可以在最近才開始部署風力發(fā)電的地區(qū)受到歡迎。這里小規(guī)模的風力發(fā)電場(通常是離網(wǎng))功率較小的風力渦輪機很可能會涉及一段時間，其中存在剩余壽命的風力渦輪機可能對此有用。丹麥和德國的風能先驅(qū)都有這方面的經(jīng)驗。已經(jīng)存在的中介機構(gòu)將舊式風機的庫存用于出口，在葉片回收和物流方面可能會出現(xiàn)更多的商機。

但是，回收完整的葉片不是唯一的選擇;葉片的部分也可以使用。葉片部分已被用于荷蘭的公交候車亭和公共座位，以及一些國家的兒童游樂場用品。海洋結(jié)構(gòu)和藝術(shù)裝置也是其他潛在的應用。

丹麥是風能領域的先鋒，自然成為面對大宗處理挑戰(zhàn)的首批國家之一。在那里，已經(jīng)組建了一個工作小組，結(jié)合幾個重要參與者的專業(yè)知識，并將其用于葉片的回收發(fā)展。由丹麥風能協(xié)會協(xié)調(diào)，該機構(gòu)約有20名參與者，包括MHI-Vestas，LM Wind Power和西門子等。鑒于“生產(chǎn)者責任”原則作為歐洲廢物戰(zhàn)略的推動力，越來越多地影響到這些葉片制造商。

填埋

垃圾填埋在處理方面，盡管垃圾量低，葉片尺寸仍然較小，但垃圾填埋是主要的選擇。葉片可能會被切割成可管理的碎片，但是沒有更多的預處理。由于塑料的可降解性很低或可忽略不計，所以塑料通常是有問題的，并且這個問題對于增強塑料來說是最顯著的。 WT葉片到2020年每年可能會產(chǎn)生大約5萬噸的廢棄物，到2034年將增長4倍(根據(jù)歐洲風能協(xié)會的研究)，填埋并不是一個可行的長期解決方案。已經(jīng)獲得許可的設施正在變得有限。

在德國，當局一直禁止使用垃圾填埋場處理葉片(和其他物品)，并在其他地方征收懲罰性費用;英國的填埋稅已經(jīng)可以達到80英鎊/噸以上。而且，隨著公眾對所涉及的垃圾填埋量的認識不斷增加，在一個以綠色資信為榮的行業(yè)中企業(yè)的聲譽可能受損。

焚化

焚化垃圾可以通過焚化處理FRP來避免，這是一個合理可行且經(jīng)濟實惠的選擇。然而，來自工藝的灰渣雖然大量減少，但其本身需要用垃圾填埋處理或用于其他制造業(yè)，如水泥。轉(zhuǎn)子葉片灰有一些需求，因為它含有大量的二氧化硅和鈣，是高檔熟料的兩個主要成分。

燃燒過程需要有效控制，以避免麻煩的排放。而且，大多數(shù)焚燒爐不能容納這樣大的物品，所以通常不得不將轉(zhuǎn)子葉片切割成適合的尺寸。

材料再利用

材料再利用一個有吸引力的替代方法是在二次產(chǎn)品如骨料和水泥中使用回收材料。將退役葉片削減成較小的碎片或顆粒，可用于提高建筑和相關行業(yè)的產(chǎn)品性能的潛力相當大。或者，它們可以用作燃料。來自轉(zhuǎn)子葉片，舟皿和其他eol復合材料的玻璃纖維碎片已經(jīng)在混凝土爐中被使用，隨后的灰分可以被混入混凝土中作為填充劑，其中短纖維也可以具有一些增強效益。

一家丹麥大型拉擠玻璃纖維型材制造商Fiberline Composites A / S指出，水泥和玻璃纖維之間有著天然的聯(lián)系。它們都含有砂(二氧化硅)，所以玻璃纖維碎片可以與水泥中使用的天然砂相容，而樹脂含量在高能耗水泥制造過程中可以用作燃料。

Fiberline是一個合作的一部分，它把廢棄物送到德國公司Zajons Logistik和Neocomp GmbH，在那里大型玻璃纖維碎片在巨型破碎機中被壓縮成顆粒。通過添加其他類型的回收物來調(diào)整熱值。得到的顆粒狀物料被送到水泥制造商Holcim AG，包括水泥制造窯的原料。 Holcim聲稱，通過這種方式將1000噸玻璃纖維廢棄物回收利用。成為可能產(chǎn)生最小灰塵、灰燼或其他殘留物的工藝，可節(jié)省450噸煤炭，200噸白堊，200噸砂子和150噸氧化鋁。

在另一途徑中，可以將原材料進一步研磨成粉末，然后以其他方式使用粉末，例如用在熱成型模具的生產(chǎn)中。