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【科普】风电叶片退役只能掩埋吗?

2018-12-11 15:41admin中国电力时空网
【科普】风电叶片退役只能掩埋吗?关键词: 风电叶片风电机组风电

随着风电技术的发展,风电机组叶片长度逐渐增长,以便捕获更多的风能。根据ResearchandMarkets分析,目前全球风电机组市场的年增长率为25.8%。到2018年,市场规模有望将达到137.8亿美元。

近两年,英国的研究人员调查了500多个风电场,发现在20世纪90年代建成的老式风电机组,在19年后仍然可以发出3/4的功率。他们的结论是,大多数风电机组运行的时间应该能够比预期更长,大约在25年后才需要升级换代。

然而众所周知,在某些时候再好的事情也必将结束。推动风电产业前进的关键是要持续地获得清洁能源效益,但同时也需要考虑机组退役后该如何处理。虽然目前全球的退役风电机组数量仍然很低,但是随着风电产业的大规模发展必将持续增长。

风电叶片回收需求旺盛

幸运的是,大多数风电机组的部件都是可回收的,其中包括基础、塔筒、齿轮箱和发电机。但是风电机组叶片却由于其构成的成分(而难以回收)。

大多数的风电机组叶片是由复合材料构成,利用各种材料的互补特性。目前的风电机组叶片通常是由聚合物基质与玻璃纤维或碳纤维加固材料组成。这些复合材料的优点是气动性能优异,并且轻便耐用,但其缺点是难以回收。

根据全球风电服务提供商DEWI的研究论文指出:“每千瓦的风电机组需要10公斤的叶片材料,预计到2020年将有近5万吨的叶片报废,而到2034年,这一数字将增加至20万吨。目前,大部分报废的叶片会被送往垃圾填埋场,但这并不是一种环保的解决方案。”(Albers2009)

在一项由苏格兰自然遗产组织(ScottishNaturalHeritage)于2013年委托的研究中,则预测了更高的叶片报废数量,预计全球每年将需要处理22.5万吨的叶片材料。

对于一个以清洁能源为自豪的产业来说,这些数字都不是我们希望看到的。特别是在德国这样的欧盟国家,已有法规禁止将风电机组叶片进行填埋处理。

不过,风电行业也并非无所作为。业界已逐渐开始关注退役叶片的处理问题,并作出了一些创新的尝试,以减少风电机组材料的浪费。下面是几个例子:

方案1:建设现代建筑

在2012年,荷兰率先将退役风电机组叶片用作儿童公园的构筑物。

如今,荷兰设计公司SuperuseStudios则进一步将退役叶片用于城市建筑(如公共座椅)和户外遮蔽场所(如公交候车亭)。

根据他们网站的介绍,SuperuseStudios还被邀请成为丹麦Genvind财团的合作伙伴,该财团拥有如Vestas等20家机构在内。该财团的主要目标是找到处理风电机组报废(部件)的解决方案。

方案2:通过化学物质分离再循环

在一个被称为“Dreamwind”的研究项目中,一个丹麦奥胡斯大学的科学家团队正在开发一种化学物质,该物质将有可能将风电机组叶片复合材料进行分离,而这正是解决风电机组叶片循环利用的主要问题。(点击参见《丹麦研究风电叶片回收技术》)

方案3:切碎后再利用

华盛顿州立大学正在与西雅图的全球玻璃纤维解决方案公司(GFS)共同开展退役叶片复合玻璃纤维材料的回收和制造工作。

GFS先将风电机组叶片切碎成手掌大小的碎片,然后再由华盛顿州立大学的研究人员进行提炼并加工成新的型复合材料。经过测试,华盛顿州立大学的团队发现,新材料可以与许多木质复合材料相媲美。

回收后的叶片可以用于不同的途径,从地砖到塑料路面障碍。

方案4:粉碎后作燃料

目前,德国保持着世界上唯一的工业规模的工厂,用来处理风电机组叶片。就像在华盛顿州立大学的研究人员那样,先将退役叶片切成小块,然后再敲碎成碎屑,并与其他废料共同作为水泥厂的燃料。

方案5:在二手市场出售

另外,退役的叶片也可以在二手市场出售,用于小型风电机组。

风电机组业主也可以通过上网,在网上市场出售风电机组部件。例如,在SparesinMotion上搜索“叶片”(点击参见《风电也能“淘宝”了》),就可以找到一个叶片的列表,其中最旧的是1997的叶片。

所以,要问哪种方式是退役风电机组叶片最好的处理方式?答案可能不只一个。它取决于风电机组本身、业主、国家和其他可用资源等。也许并没有一个“一刀切”的方案,但走出垃圾填埋场绝对是正确的方向。

原标题:【科普】风电叶片退役只能掩埋吗?