“老舊風電場投運的大批量風電葉片已步入‘暮年’，或默默退場，或匆匆掩埋，與之相配套的政策制度、處置技術儲備仍處于缺位狀態。”說起目前我國風電葉片退役后現狀，某風電葉片生產企業負責人如此感慨。

從某種程度上來說，的確如此。在新能源躍進潮中，退役后風機葉片無害化處置及產業化發展亟需提速。這不是杞人憂天，而是未雨綢繆。
在我國，2018年報廢風電葉片總計約3456噸，而到今年累計報廢葉片約有5424噸。從風電機組服役年限來看，到2025年左右，我國將迎來一大波風電葉片報廢潮。到2030年，我國將有超過3萬臺風電機組面臨換新，而到2035年這一數字將超過9萬臺……這一串串數據背后，都是風電產業亟待攻克的新難題。

      那么，到底有哪些葉片無害化處理技術呢？小編帶大家來盤點一下吧。

1.風力發電機退役可以做什么？工程師奇思妙想把風扇葉片變成橋梁
      《The Verge》報導，愛爾蘭芒斯特理工大學（Munster Technological University）講師、風力發電回收研究機構Re-Wind 成員的土木工程師Kieran Ruane 表示，風力發電機的風扇葉片大多以超堅固的FRP 玻璃纖維制作，平均長度超過150英尺（45.72米）、重量超過十幾噸，不容易被分解，如果以焚化爐燃燒處理會造成空氣污染，因此大多選擇占空間的掩埋處理。為了實現將回收的風力發電機葉片變成基礎建設的一環，經過長達9 個月的工程和材料測試，為橋梁的設計提供了一種方案。

金屬回收公司Anmet 開發人員Marcin Sobczyk 透露，公司投入研發風力發電葉片再利用的方法已經7 年，一開始是將風力發電機葉片制作成戶外家具，如今為了拓展商業版圖，希望能將風扇葉片變成橋梁。

Sobczyk 表示，風電葉片具備高強度、輕盈、可供全天候運轉的耐久度的特色，盡管風力發電機的設計年限只有20年~ 30 年，但退役之后，風扇葉片也還有長達數十年的壽命，因此Anmet 公司經過3 年測試增強回收風扇葉片的強度，讓它能和其他橋梁一樣，使用年限超過一世紀。
目前全球第一座由風力發電機電扇葉片制作而成的橋就位于波蘭西部的Szprotawa 什普羅塔瓦小鎮的河上，而第二座電扇葉片橋則是落在愛爾蘭米德勒頓和約爾的舊鐵道上。
      由風電葉片制作的橋體在成本上與鋼筋混凝土制作的橋體具有競爭力，還能解決退役風電的問題，甚至還能降低二氧化碳排放量，同時還能以許多更標準化的方式評估廢棄舊葉片的狀況，并將風扇葉片再利用。

2.風機葉片報廢后怎么辦？別擔心，可以回收造水泥

      如今，一個全新的環保方法出現了——回收舊風機葉片，使其代替煤炭、沙子和粘土等成為水泥燃料和原材料。這種方法還有助于減少水泥行業的二氧化碳排放量。

聽起來是不是很驚喜？GE可再生能源集團近日就宣布與環境服務公司Veolia簽署了一項風機葉片回收協議。根據該協議，Veolia將在GE對風機進行升級和舊風場改造的時候回收大部分退役葉片。
具體而言，當GE對風機進行升級和舊風場改造的時候，Veolia會對拆除的葉片進行回收，在其加工工廠先切碎葉片，然后將其中的玻璃纖維和巴爾沙木等成分進行混合，運往水泥制造工廠，作為煤炭、沙子和粘土的替代品來生產硅酸鹽水泥。
      與傳統的水泥制造工藝相比，Veolia的水泥窯協同處置技術可以讓工業廢物“變身”水泥原材料。以重量計算的話，平均有重量占比約近90％的葉片將被回收用作水泥生產的原材料，重量占比約超過65%的葉片取代了原本要添加到窯中制造水泥的原材料，重量占比約28%的葉片代替煤炭為窯中發生的化學反應提供能量。
      一個葉片從風機塔到水泥廠的旅程有這樣幾個步驟。首先，在舊風場改造的過程中，工程師們用更長、更輕、更高效的葉片替換了可能已旋轉了長達20年的舊葉片。新升級的葉片可以幫助風機每年產生更多的能源，最終為客戶提供更多可再生能源。
      這些退役的葉片從根部到頂端大約有120英尺長（約36米），差不多和目前全球最大客機空客A380的一個機翼長度相同。工人們會用起重機將其分成三段，然后裝載到卡車上，隨后將其拖到切碎機處，強大的切碎機會將大的葉片切成更小塊的葉片。
      在Veolia的加工工廠，小塊的葉片最后被切成鵝卵石大小的小塊，水泥廠可以將這些小塊與其他材料混合，放入水泥窯爐中。從風機葉片被拆到地面，到在水泥廠被完全處理，可能只需要幾周的時間。
      根據Quantis公司進行的環境影響分析，通過水泥窯協同處理，葉片回收的凈值效果在所有回收類別當中脫穎而出。與傳統水泥制造業相比，葉片回收使水泥生產中的二氧化碳排放量減少27%，耗水量減少13%。此外，通過回收每7噸重的風機葉片，可使水泥窯避免消耗近5噸煤、2.7噸二氧化硅、1.9噸石灰石和近1噸額外的礦產原料。在很大程度上，由于避免了煤炭消耗，這種葉片回收還對人類健康、生態系統質量和資源消耗等產生了凈正面環境效益。回收葉片材料生產出的水泥與傳統方法生產的水泥具有同樣的特性及性能，符合所有適用的建筑標準。
      GE與Veolia的這項協議預計將回收和重新使用數以千計的葉片，有助于水泥行業實現脫碳目標。出于脫碳的愿景，GE可再生能源集團承諾在其產品整個生命周期內減少對環境的影響，包括在2020年底實現碳中和。GE可再生能源集團業務將與價值鏈上其他伙伴精誠合作，以創新推動可持續性發展。

3.中科院煤化所侯相林團隊——精巧拆解“終極材料”“退役”風機變廢為寶

      “這項研究不僅能使‘退役’的風機葉片變廢為寶，還適用于很多高端制造業，安全處理‘頑固’的固廢。”中國科學院山西煤炭化學研究所近日又傳來好消息，311課題組研究員侯相林團隊經過十余年的潛心研究，掌握了“拆解”風機葉片主要材質——熱固性碳纖維樹脂復合材料的辦法，實現了綠色回收，變廢為寶。

風電機組葉片的外殼常采用玻璃纖維增強樹脂，葉尖和葉片則采用強度更高的碳纖維。這些復合材料的分子結構極其堅固、空氣動力性好，能將葉片做得更輕、更長，讓風機吸收更多風能。這其中，熱固性樹脂約占三成，相當于混凝土建筑中的填充物，而碳纖維、玻璃纖維等約占七成，相當于混凝土中的鋼筋，兩者結合，堅不可摧。常用的碳纖維復合材料主要由碳纖維和熱固性樹脂復合而成，具有不溶不熔的特性，被稱為“終極材料”，回收利用價值高，卻難以實現。
      最關鍵的問題是，從風電機組的使用年限來看，我國即將迎來一大波風機葉片報廢潮，有數萬臺。“不僅是風機葉片，很多高端制造業都在使用這種復合材料，如能回收再利用，有很高的經濟價值。國外研究團隊相繼開展相關研究，卻沒有太大的進展。”研究員侯相林進一步介紹說，普通的熱塑性塑料，比如農田里的地膜，它的分子鏈為線型結構，自然降解需要200年至400年，而熱固性樹脂的分子鏈是剛性的三維網絡結構。也就是說，以熱固性樹脂為基礎制造的復合材料，雖然回收利用價值高，卻無法自然降解，拆解更是難上加難。
      侯相林團隊前瞻性地開展了熱固性樹脂的研究，希望能為即將大量“退役”的熱固性高分子材料回收開辟一條路徑。在前期多年研究的基礎上，侯相林團隊的成員鄧天昇、武少弟等研究人員從十余種催化劑中挑選出性能最優的，得到了試驗的關鍵數據，是國內首創在較溫和的條件下將其分子結構“拆解”開，形成長鏈熱塑高分子或者樹脂合成單體。這一辦法是目前比較符合循環經濟再利用的好方法，回收后的樹脂產物可制成環氧瀝青，再進一步處理可以得到雙酚A等，每噸市場售價數千元乃至上萬元，經濟效益十分可觀。
      據介紹，此項研究已經在實驗室階段取得了較為理想的成績，準備進行中試放大。總體從數據指標看，環氧樹脂降解率大于99%，回收率大于95%；碳纖維回收率大于96%，纖維強度損失小于5%，回收的碳纖維單絲強度指標、模量與原絲相差無幾，可以說是將固廢直接變回原料。侯相林表示，“我們有信心將實驗室結果與實際生產最終實現對接，提取出更多有價值的化學品，創造更大的環保效益和經濟效益。”

4.重力儲能或成廢棄風機葉片應用新場景
       日前，意大利能源公司Enel綠色電力與瑞士儲能公司Energy Vault簽訂合作協議，聲稱將共同開發一種利用退役風機葉片制成的重力儲能系統，這也是業界針對風機葉片退役的又一探索。

雙方共同發布的聲明顯示，在風電場的所有部件中，葉片由于其特殊的材料性質，是最難被回收的部分。為此，Enel綠色電力與Energy Vault公司將共同研究廢棄風機葉片，以期將其應用在重力儲能系統之中。
據了解，該重力儲能系統主要由Energy Vault開發，技術原理與抽水蓄能系統類似，利用大塊的固體材料作為重力勢能儲能介質，在抬高時儲存多余的電力，在需要時放出電力。去年7月，該公司的重力儲能系統已進入商業示范階段。
      “風機葉片主要由玻璃纖維或碳纖維與其他材料復合而成，擁有較高的材料穩定性和材料強度，在重力儲能系統之中，這一材料制得的固體材料能夠有效延長系統壽命，成本也相對更低。”Enel綠色電力高管Irene Fastelli指出。
      根據Enel綠色電力與Energy Vault達成的協議，雙方目前已分析了這一方法的商用可行性，隨后將研究該系統在商用電站中應用的可行性。如果項目進展順利，今年底就將獲得商用重力儲能電站的研究報告結果。
      事實上，隨著全球風電場壽命到期退役潮漸行漸近，業內也加快了葉片等廢棄材料的處理方法探索，除應用于重力儲能系統外，將葉片打碎混入建筑材料、葉片材料分解進行回收實現循環利用等新興方式也越來越受到業內關注。

來源：賢集網