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风电行业面临的新挑战
作者:管理员    发布于:2020-04-15 14:37   文字:【】【】【
  自1958年进入军事用途以来,复合材料就已经发展了将近70年。它们已被广泛用于军事和民用领域。风电行业是复合材料数量相对较多的行业。作者碰巧是复合材料的毕业生,并且在早期也参与了复合材料叶片的工作。去年,我有机会与一些刀片公司的专家和领导人(包括一些老领导)就刀片行业的发展以及刀片的可持续发展进行了交谈。人们还担心如何处理退役刀片,以及如何实现环境保护和退役刀片的再利用。随着风电产业的发展,这些问题逐渐摆在桌面上。
  问题的根源:刀片材料的特性决定了回收后的问题
  风扇叶片的主要材料是聚合物基复合材料(树脂基复合材料,通常称为玻璃纤维增??强塑料),具有其他材料没有的优点。所有产品均可单独设计,因此已成为大型风力涡轮机叶片材料的最佳选择。当然,一切都有两个方面。一方面,它具有无与伦比的出色性能。同时,它还具有致命的缺点,即叶片材料在产品生命周期结束后被回收,而热固性复合材料被回收用于二次再利用。问题。热塑性材料(例如塑料瓶)可以回收再利用。热固性复合材料不能轻易重复使用。叶片基材是环氧树脂,固化后不能再使用,并且玻璃纤维在纤维体内固化,这很难回收。甚至回收过程也面临环境保护和高成本的问题。
  面临一个难题:风力涡轮机即将开始大规模退役
  中国的风电产业从2004年开始大规模发展,当年装机容量达到70万千瓦。2005年,装机容量超过100万千瓦(126万千瓦)。2008年,装机容量首次超过1000万千瓦(至1212年为1万千瓦)。2004年,兆瓦级风力涡轮机进入市场。内蒙古龙源市首次采用1.5MW机组,开启了大容量风机的时代。
  到2019年底,该国的装机容量将达到2.09亿千瓦,风扇数量将达到13万左右。作者作了初步统计。用于风扇的千瓦的叶片复合材料的量基本上为约15kg,并且复合材料的量高达3.5-4百万吨(不包括机舱盖的复合材料)。
  治疗状态:家庭或车间式治疗,没有理想的康复方法可以扩展
  在另外的4-5年中,将批量停用风力涡轮机。风力涡轮机通常是机电产品,除了叶片以外,叶片都是金属材料,具有可回收的价值。近年来,作者一直关注叶片的回收加工市场,这些市场都是零星的,车间式的加工方法。
  在此阶段,废物叶片的处理过程非常简单。切割后,其中一些用于纸张重复使用。总体而言,工艺,技术和相关设备仍处于起步阶段。随着大规模刀片退役,刀片回收市场迎来了一个高峰期。叶片的热固性材料特性决定了它不会降解,并且回收纤维材料的成本也非常高。根据国内外的研究,现阶段尚无很好的解决方案。我没有深入了解具体的技术解决方案,但是可以肯定的是,现有的解决方案一定不能达到环保和再利用的阶段。
风电行业面临的新挑战
  作者了解,处理报废刀片的传统方法是将其堆叠在露天,垃圾填埋场或焚化炉中,但这种方式存在诸如粉尘和碳排放等污染问题。为了更环境地解决该问题,工业上已经进行了各种尝试。
  目前,中国还有另外三种主流的叶片回收方法:第一是拆卸叶片,再将其用于市政建设和其他领域。二是折断刀片,回收后添加到建筑材料中,以提高材料的性能;第三是进行化学回收,分解后再利用。
  欧洲是最早开发风能的地区之一,对风电叶片的处置有着严格的规定。禁止直接占用土地空间进行垃圾掩埋或焚烧。荷兰公司已将报废的风电叶片用作游乐场建筑材料或城市公共座椅材料。德国,英国和其他国家/地区的公司使用热解或破碎的刀片来重复使用刀片中的聚合物材料。
  业界认为,目前的叶片回收方法不能满足大量报废叶片的回收需求。尽管业界已经进行了许多探索,但是到目前为止,很少有技术被广泛推广。因为经济不强,或者对生态环境不友好。
  个人建议:共同投资研发以确保风电行业的可持续发展
  作为风电场的开发商,有必要在此阶段考虑叶片的退役,回收和后处理,这也是风机整个生命周期成本的一部分,并且风机寿命的最终成本也必须被考虑。
  如何解决这个问题,我们还有时间。业界预测,五年后,大规模风力涡轮机将开始退役。每年将关闭数百万千瓦级的设备进行处理,并且每年将需要处理10,000吨的风力涡轮机叶片。为此,作者个人建议风电场开发商占据主导地位,叶片工厂应参与其中,而工业企业则应在这一领域进行研发投资。叶片的回收是一个涉及环境保护的行业。如果解决不了,也将成为风电未来发展的障碍。
  目前,许多叶片工厂的国内行业专家已开始在这一领域开展工作,但它们都是临时性的解决方案。没有专业化解决方案和设备的工业化手段。因为没有规模,所以没有太多的投资。提出系统设备和技术也是不可能的。而且国外的研究也仅限于实验室阶段。如果无法达到工程阶段,则成本无法降低到市场水平。
  五家大型和六家小型供电公司等风电场开发商的最小风电场运营规模也达到了几百万千瓦。建议将部分利润作为退役的风力涡轮机处理费用,作为投资研发的资金。与行业公司的研究解决方案。
  如果能在2-3年内达到工程应用阶段,大型叶片退役,叶片的处理成本也将降至可接受的水平,真正实现绿色环保和风电行业的可持续发展。。
  任何技术的发展都离不开国家的重视和投入。有人建议,工业公司也应在早期阶段向申请国呼吁为技术和设备研发投资提供资金。他们可以与开发人员和刀片公司甚至行业的大学合作,将其作为技术孵化和储备来进行。毕竟,这是一个巨大的问题,将在未来几年末出现,随着中国在环境保护方面的努力越来越大,必要的投资肯定不会困难。