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2020最新風電葉片回收技術總結
2020-09-15
2019年,風能提供了歐盟15%的電力。這一數字在未來幾年將繼續增長。歐盟的約束性目標是到2030年將可再生能源份額提高到32%,並承諾到2050年實現碳中和風力發電在未來能源結構中的重要作用。這個歐盟委員會(EC)在其到2050年的長期脫碳戰略中估計,光是風能就可以到2050年提供歐盟50%的電力需求。以及重要的是,這一需求將大大高於今天的水平,隨著社會對能源使用的電氣化程度的提高。

風力渦輪機的標準壽命為大約20-25年,一些風力渦輪機使用到現在已經有35年了。事實上歐洲100多個可再生能源項目分析,研究表明,平均而言,風力發電廠的渦輪機數量減少了三分之一,而風力發電廠的發電量超過歷史。

風電行業致力於促進更循環的經濟,並確定支持這種經濟的方式。在風力渦輪機使用壽命結束時,需要一個可持續的處理過程,以最大限度地提高效率。

今年大約佔風力渦輪機總質量的85%到90%可回收利用。風力渦輪機的大多數部件,如基礎、塔架和部件機艙已經建立了回收做法。以及這些成分的原材料有足夠的二級市場價值。例如,廢鋼100%可回收利用。它可以重複使用,不需要任何質量損失。廢鋼被認為是一種有價值的原料,有一個成熟的廢鋼市場。

風電葉片回收更具挑戰性,主要是因為他們生產中使用複合材料。而這樣的技術可以使葉片回收,這些解決方案廣泛使用且具有成本競爭力。

雖然葉片類型和葉片的材料成分不同製造商,葉片通常由以下部分組成:

1增強纖維,如玻璃和碳纖維。玻璃纖維是風力機葉片的複合材料部件。碳纖維也用於風力渦輪機葉片(但程度較低。碳纖維優越的強度和更高的剛度比玻璃纖維更具優點,但它的單位體積成本更高,風電行業進一步部署的關鍵障礙。混合玻璃和碳纖維也存在。

2聚合物基質,如環氧樹脂、聚酯、乙烯基酯、聚氨酯或熱塑性塑料。

3夾芯,如軟木或泡沫,如聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯

4結構膠粘劑,如環氧樹脂、聚氨酯(PUR)

5塗料,如聚酯(UPR)、聚氨酯(PUR);

6金屬,如銅或鋁導線(閃電保護系統),鋼螺栓


其中纖維和聚合物的結合,也稱為複合材料,代表了大部分葉片材料,成分(60-70%的增強纖維和30-40%的聚合物基體)。在許多方面,複合材料優勢在於:•結合高抗拉強度的特性、相對低密度(高強度重量比)、承受機械負荷要求、優化空氣動力學性能;•提供抗疲勞、耐腐蝕、電氣和熱導率對長期預期很重要、壽命(20至30年);•在設計和製造方面提供靈活性,允許優化空氣動力學形狀葉片,從而提高渦輪機效率;以及實現高收益,從而降低平準化成本能量。

目前,風力機葉片是由複合材料製成的基於熱固性聚合物。這些聚合物在不可逆過程中交聯。交聯是獲得所需性能的關鍵要求在抗疲勞性和機械強度方面。與熱固性塑料不同,熱塑性塑料不具有交聯。因此熱塑性塑料更容易盡可能以簡單的形狀和組件回收利用融化。它們有更容易回收利用的潛力,儘管葉片的結構設計複雜很難。此外,還研究了熱塑性塑料的力學性能、耐久性和加工性能可比價格區間目前限制了它們的應用。

最新風電葉片回收技術是指在移除所有可能的單個組件後,將廢物轉化為燃料或熱能再次使用。

複合材料也可以回收或通過機械研磨、熱回收(熱解,流化床),熱化學(溶劑分解),或機電(高壓脈衝破碎)

這些過程或組合。這些替代品技術的成熟程度各不相同但並不是所有的產品都能在工業規模上使用。處理方法也各不相同對纖維質量的影響(長度、強度、剛度從而影響回收纖維可以應用。