首页/文章/ 详情

关注回收·退役高峰来临,废弃叶片该何去何从?

5月前浏览562

本文摘要:(由ai生成)

中国早期风电叶片将于2025年进入退役期,面临回收技术难、成本高的问题,目前主要通过焚烧与填埋处理。风电产业的增长将使退役叶片规模扩大,环保和规模化利用成为关键。预计2025-2030年将迎来第一次退役高峰。国内外市场正在寻找规模化处理方案。尽管存在技术路线,但目前尚未实现大规模推广。政策支持和行业合作是推动叶片回收利用的重要途径。维斯塔斯和西门子歌美飒等国际巨头已提出提高材料回收率和实现可回收风电机组的目标。

“风电核心设备的设计寿命通常为20~25年,经过十多年的规模化开发,到2025年左右,我国早期安装的风电叶片将陆续进入退役期”,中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩近日对澎湃新闻记者表示,风机叶片作为复合材料,回收技术难、成本高,国内外尚无可规模化的理想回收方式。
过去,国内每年的叶片平均处理量在1000-2000吨之间,大部分退役风机叶片主要通过焚烧与填埋的方式处理,对复合材料的综合利用还处于工程试验阶段,且对环境造成了一定影响。
但随着风电产业的蓬勃发展,退役风机规模将越来越大。如何在满足环保的基础上,做好退役叶片的规模化利用,成为风电企业实现绿色可持续发展的关键。
数据显示,从2006年开始,我国风电累计装机量基本逐年翻倍。龙源电力集团股份有限公司生产技术部主任贾克斌表示,预计我国风电机组的第一次退役高峰将出现在2025―2030年间,涉及4400万千瓦老旧机组;第二次高峰将出现在2031―2035年间,预计涉及1亿千瓦老旧机组;第三次高峰将出现在2036―2040年间,预计涉及1.18亿千瓦老旧机组。
欧洲风能协会(WindEurope)倡议,到2025年在欧盟和英国等主要风电市场,禁止使用填埋的方式处理风机退役叶片,同时呼吁政府鼓励使用可回收再利用材料。
国内方面,工信部、国家发改委等八部门近日联合印发《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》(下称《方案》),首次将新能源行业固废回收再利用纳入国家顶层设计文件。该《方案》明确提出推动废旧光伏组件、风电叶片等新兴固废综合利用技术研发及产业化应用,探索新兴固废综合利用技术路线。
政策加码、退役高峰即将到来,倒逼国内外市场开始积极寻觅规模化处理退役风机的解决方案。

难在技术与成本

风电机组中有回收价值的部分包括塔筒、基座、机舱罩以及叶片等,其中85-90%的报废材料都有成熟的回收体系,但风机叶片的回收模式还在探索中。
目前全球范围内使用较为广泛的风机叶片材料由玻璃纤维增强的热固性树脂基复合材料构成,主要包括环氧树脂、玻璃纤维、轻木等,固化成型后,化学过程不能逆向,不经过新的工艺处理,无法自然降解,其中最有回收价值的纤维材料与环氧树脂,难以拆分、重复使用。
经过多年探索,叶片复合材料回收初步形成了包括综合利用、机械粉碎法、热解法、化学降解法、能量获取法等在内的多条技术路线,但实际应用上,并未实现大规模推广。秦海岩表示,由于目前叶片回收市场规模小,加之回收综合利用价值低,影响到企业的投资积极性,导致上述回收再利用技术尚未实现产业化。
一个风电场的退役叶片回收包括现场切割、运输、到厂整理、再加工等多个环节,规模化风电项目多处于偏远地区,运输半径大,难以集中,叠加机组大型化发展趋势,叶片切割与运输成本较高,造成叶片回收成本居高不下。
另外,秦海岩认为,目前,风电退役机组回收再利用方面的政策与标准体系建设缺乏具有可操作性的政策体系,责任主体不明确。在技术标准体系方面,现有的标准制定滞后,不利于建立完善的回收利用体系。目前,虽然有《纤维复合材料固体废物分类管理指南》等处于编制或立项之中,但明显滞后于风电行业发展,无法有效保障产业的长远健康发展。

国际巨头走在前列

全球风电技术和产业起源于丹麦,在西欧发展壮大,以丹麦维斯塔斯、西门子歌美飒为代表的国际风电整机制造商巨头应对风机叶片退役问题更早,也更具经验,走在了行业前列,或可为国内企业应对大规模退役风机提供借鉴思路。
2020年1月,维斯塔斯宣称,将在2040年前生产“零废风机”。维斯塔斯表示,“零废”是指通过负责任的生产和消耗(包括回收、再利用和复原)来保护材料和资源,不再需要将风机叶片打碎进行焚化或填埋。
一年后,西门子歌美飒宣布了相似承诺,到2030年叶片实现可完全回收,到2040年销售风电机组实现100%可回收。
另外,对于风机叶片中难以回收的热固性复合材料。2021年5月,维斯塔斯牵头发起了CETEC(热固性环氧树脂复合材料循环经济)项目,致力于解决环氧树脂现有的回收技术缺失问题。
维斯塔斯表示,在材料回收方面,公司承诺最终被填埋处理的制造废料比率将低于1%,同时在2030年以前确保超过94%的制造材料可以得到回收利用。这标志着当前52%的材料回收率将得到大幅提高。
图源:荷兰Superuse Studios 官网 叶片游乐场项目
WindEurope首席执行官Giles Dickson表示,风能行业正在与化工和复合材料行业合作开发回收叶片废物的技术,但要到2030年才能大规模全面部署。
目前,在水泥厂已有成功案例,例如垃圾回收管理公司Geocycle旗下水泥厂通过协同处置技术,将叶片废料的有机含量作为热能回收、废料的矿物部分作为灰烬集成到工厂生产水泥熟料的原料中,取代了水泥生产过程中的部分化石燃料和其他材料。公司表示,1吨叶片废料可减少110公斤二氧化碳排放,节省461公斤原材料。
但行业相关人士表示,这一解决方案并未实现规模化,且依旧要面临设备昂贵,成本不菲等问题。相对较低的回收价值难以激发风电企业采用这一方式处理退役叶片。
维斯塔斯副总裁兼可持发展主管Lisa Ekstrand表示:“通过打造强大的回收基础设施来应对可再生能源行业的废弃物管理挑战,是紧迫而关键的问题。玻璃纤维回收方式现在已经到了可以迅速扩大规模的节点,而且随着可再生能源工厂的业主越来越关注其退役资产对环境的影响,这已经不再是一个需求或数量的问题。
除此之外,随着风电技术水平的提升,通过实施老旧风电机组改造,延长叶片使用寿命,能够相对减少退役叶片产生量。
业内分析认为,随着全球风电制造技术不断更新换代,未来新建的风电场寿命或将提高至30年及以上,部分风电开发商甚至已开始寻求将风电场寿命提升至40年。
秦海岩表示,对于国内风机叶片回收面临的问题,亟需从政策、标准、技术研发等方面给予相应支持。他建议,尽快完善行业标准、技术规范、认证体系,尤其是明确责任主体,落实牵头单位;完善退役叶片回收处置办法,开展退役叶片回收再利用技术研究;强化风电叶片新材料研发,实施技术改造延长风电机组使用寿命。
来源:澎湃新闻《风机退役高峰即将到来,叶片规模化回收难题亟待解决

特别声明:公 众号部分文章和图片来源于网络,发布的目的在于传递更多信息及分享,并不代表本公 众号赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。版权归原作者所有,任何组织或个人对文章版权或内容的准确性存在疑议,请第一时间联系我们,我们会及时修改或删除。

广告免责声明:为了公 众号稳定发展,本公众 号会不定时承接行业广告、产品推广、会议培训推广等广告展示方式有文章前/中/后以图片形式展示、软文展示、产品链接展示等。本公 众号只提供发布平台,对广告内容的真实性或有效性不做评价,请自行判别。所有广告内容及相关事项与本公 众号无关,特此声明。

来源:碳纤维生产技术
复合材料化学电力新能源风能电场电机材料工厂试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-22
最近编辑:5月前
碳纤维生产技术
助力国内碳纤维行业发展
获赞 28粉丝 37文章 3752课程 0
点赞
收藏
作者推荐

企业聚焦·日本东丽全球碳纤维复合材料业务及运营管理

本文摘要:(由ai生成)东丽公司自1971年起生产碳纤维,产品广泛应用于多个领域,并已成为业界标准。公司在全球设有多个业务分支,生产高品质碳纤维材料,服务于全球客户。东丽通过收购和内部研发,持续扩展在碳纤维领域的技术和市场影响力,致力于推动碳纤维国产化和行业高质量发展。自1971年启动东丽卡®PAN系列碳纤维生产以来,本公司的碳纤维在航天航空、体育用品、赛车运动、工业应用领域等方面均展现出了卓越的技术和品质,事实上已被公认为业界标准。我们通过世界各地安全且稳定的供应链为客户供给机械特性与加工性卓越的®碳纤维材料。1.碳纤维复合材料业务亚洲的碳纤维复合材料业务美国/墨西哥的碳纤维复合材料业务欧州的碳纤维复合材料业务2.集团公司业务概要(1)Toray Composite Materials America(CMA)为了高效向以美国为基地的波音公司及其他客户提供碳纤维复合材料,公司于1992年在与波音公司Composite Manufacturing Center(复合材料制造中心)相邻的CMA塔科马工厂,启动了碳纤维预浸料的生产。此预浸料被最早用于波音777机型,现在则被用于波音777和787机型的一次结构件,此外还计划用于777X机型的机翼。1997年,公司开始在CMA迪凯特工厂生产原纱及碳纤维,奠定了航天航空、防卫、汽车工业等各领域的顾客基础。在最新的CMA斯帕坦堡工厂,作为垂直整合生产基地以相同的生产设备生产原纱、碳纤维、预浸材料。该工厂作为本公司扩大北美业务的重要基地,致力于供应链的扩大及多样化活动。(2)TORAY CARBON FIBERS EUROPE(CFE)1982年,CFE开始在法国生产碳纤维,确立了欧洲碳纤维市场的领导地位。为了满足航天航空及其他领域的多样化需求,公司致力于开发高品质产品,为客户提供东丽卡®品牌产品。通过与客户及东丽集团关联公司的紧密合作,我们一直持续扩充新市场和现有市场的业务,积极生产高品质碳纤维复合材料。(3)TORAY ADVANCED MATERIALS KOREA(TAK)TAK在韩国生产东丽卡®碳纤维,向亚洲乃至全球客户供应产品。生产的碳纤维用于压力容器、汽车、土木建筑加固、体育休闲用品等各种产业领域。此外,TAK也积极与东丽总公司及亚洲销售渠道合作,拓展新业务。(4)ZOLTEKZOLTEK是生产工业级大丝束碳纤维和中间基材的全球领先厂商,生产的产品用于风力发电机叶片、汽车零配件、热塑性复合材料、海上钻探、土木建筑加固以及海洋产业等广泛领域。2014年以后作为东丽集团的一员,仍在不断努力提高生产能力以满足全球不断扩大的需求。今后不仅限于主力产品风力发电机叶片,计划在汽车结构件领域亦加大采用大丝束碳纤维。(5)TORAY ADVANCED COMPOSITES(TAC)东丽于2018年7月收购了Toray Advanced Composites,这是一家业界先锋厂家,从事开发和制造多样化的热固性树脂及Cetex®热塑性树脂基材这一尖端复合材料。现在,公司在欧洲和美国设立了4处生产基地,向航天航空、卫星通信、航天、赛车运动、高性能产业领域,提供专用织物、UD带、块状模塑料、碳纤维增强热塑性层压材料等多种形态的预浸料产品。此外,东丽的AmberTool®工装预浸料在模具复合材料解决方案方面亦拥有超过25年的丰硕成果。(6)COMPOSITE MATERIALS(ITALY)(CIT)CIT生产碳纤维织物、特殊织物、预浸材料、UD带。此外,还设计以环氧树脂及酚醛树脂为主的独特树脂配方、及适用于工业、航天航空、汽车、体育、休闲、医疗、土木等应用领域的材料配方设计及应用。通过具体的全球性营销手段,以高效且有效的方法转换为可满足客户定制条件的产品。而实现这些前提就是对生产工序整体的可控性。CIT拥有实验室及纺纱浸润装置,同时拥有专业的工程师,能够在理解客户的特殊用途及要求的基础上设计出合适的解决方案。(7)EURO ADVANCED CARBON FIBER COMPOSITES(EACC)EACC通过面向高级汽车市场的RTM及SMC成型工艺,进行碳纤维和玻璃纤维增强塑料部件的加工和制造。作为东丽集团的一员,确立了向欧洲高级汽车行业供应轻量化复合材料的强有力的合作伙伴地位。EACC的A涂层工艺是一种革新性技术,不仅节约了外装部分材料涂装所需的时间与成本,而且还实现了精美的外观。此外,亦可使用工具对材料填充特殊树脂,仅需1次涂装便可实现精加工的平滑表面。(8)DELTA-TECH/DELTA-PREG(DELTA)DELTA-PREG的母公司为DELTA-TECH,母公司的职能为研发预浸料,子公司的职能为生产预浸料。这两家公司于2015年加入东丽集团。DELTA为复合材料市场提供多样化的预浸料产品和现场技术支持,其以顾客为导向的出色服务能力获得了客户的高度肯定。公司内部坚持推进研究开发以满足市场新要求,此外还可按照客户需求,使用公司内部试验设施对机械特性进行评估。DELTA的预浸材料广泛用于全球高端汽车行业以及赛车、自行车、体育、休闲和产业领域。(9)TORAY CARBON MAGIC(TCM)TCM通过多年的赛车开发,积累了轻量化设计与技术、并不断磨砺加深碳纤维增强塑料成行和加工技术的经验。目前在汽车、摩托车、飞机、航天航空、无人机、铁路、工业设备、医疗设备、体育等广泛的领域,为大幅提升各种部件及结构件的性能做出了贡献。成功的关键是TCM拥有设计、分析、试制和批量生产精密复杂的大型结构件专业知识。TCM产品在日本完成开发、设计和试制,并使用泰国子公司Carbon Magic Thailand的优化工艺和领先设备进行批量生产。(10)TORAY PERFORMANCE MATERIALS CORP.(TORAY PMC)TORAY PMC是Toray Advanced Composites的子公司,生产热塑性复合材料部件。Toray CFRT®复合材料具有独特性能,如加以巧妙使用,可实现大幅轻量化、稳定性,亦可提高弹性。本产品可对材料的细节部分进行调整。Toray PMC与客户合作精密设计,定向开发客制化的零件。此外,还提供连续纤维增强热塑性复合材料的设计、开发和分析相关的工程服务。提供服务时亦注重产品性能、成本、外观、品质及可制造性。来源:东丽公司官网来源:碳纤维生产技术

未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈