可回收风电叶片创新提速
来源:中国能源报 2024年06月11日 17:17 作者:李丽旻
2024-06-11 17:17 来源:中国能源报 作者:李丽旻

继木制塔筒后,风电叶片也出现了木制产品,近日,德国风电叶片制造公司Voodin宣布,在德国一座陆上风电场安装了木制风电叶片。

继木制塔筒后,风电叶片也出现了木制产品。近日,德国风电叶片制造公司Voodin宣布,在德国一座陆上风电场安装了木制风电叶片。该款叶片长19.3米,使用层压单板木材作为原材料,这是全球首款木制风电叶片原型设计。与传统风电叶片相比,该款叶片除了具有重量轻的特点外,还能实现100%回收再利用。在风电机组大规模退役潮到来的当下,风电叶片回收这一“老大难”问题迎来全新解决方案。

以木为源生产叶片

据公开消息,2022年,欧洲可再生材料公司斯道拉恩索宣布,与Voodin公司达成合作,共同研发层压单板木材为原料的风电叶片。双方合作协议指出,层压单板木材具有“高载荷能力”,能够支撑大型叶片工作,与主流风电叶片相比,具有更轻、更易于运输的优势。

今年5月,Voodin公司宣布下线首款木制叶片,该款木制叶片的生产过程不同于传统风电叶片生产工艺,无需任何模具,在创建复杂3D模型方面具有更高的灵活性。借助这一工艺创新,该技术可用于生产制造任何类型的风电叶片,更节省了大型叶片模具成本。

Voodin公司同时指出,以木材为原材料,尤其是层压单板木材,比目前传统叶片使用的复合材料更加耐用,抗疲劳性能更佳,完全可以满足风电场20—25年的运行寿命要求。

该公司创始人之一豪尔赫·卡斯蒂略表示,这款叶片已经历数百次测试,证明其性能较传统玻璃纤维更优,即使在环境最为恶劣的陆上风电场也能够正常运行。据悉,在对这支叶片进行测试运行的同时,该公司还将继续开发更大型叶片,长度预计分别为60米和80米。

助力风电更绿色

传统风电叶片往往由玻璃纤维、环氧树脂等材料制成,不仅难以分解再利用,大规模处理成本也相对高昂,而木制叶片的出现有望解决这一问题。

“目前,在叶片使用生命周期结束时,大部分叶片都会被当作垃圾填埋或焚烧,这意味着,到2050年,全球将浪费约5000万吨叶片材料。木制叶片的解决方案有望让风电变得更绿色。”Voodin公司首席执行官汤姆·斯科曼表示。

据欧洲风能协会Wind Europe数据,欧洲最早一批陆上风电场已经到达退役年限,到2025年欧洲每年预计将出现超过2.5万吨废弃叶片,德国、西班牙两国退役叶片规模尤为巨大,而到2030年意大利、法国、葡萄牙等国退役叶片规模也将大幅上涨,欧洲每年退役叶片规模将翻倍,达到5.2万吨左右。

大量的废弃风机叶片带来了潜在的环境污染风险。实际上,奥地利、德国、荷兰等欧洲国家已经立法,禁止填埋废弃风电叶片垃圾。

难题之下,木制叶片或成为“答案”。Voodin公司称,木制叶片不仅可实现100%回收,工艺创新还能降低人力成本,在风电场附近完成叶片生产,从而降低了叶片运输过程中产生的碳排放。

实际上,木材在风电设备中的应用并不止叶片,在塔筒生产中其低碳特性同样受到关注。此前,风电整机制造商维斯塔斯曾宣布,将与木材科技公司Modvion共同研发木制塔筒,期待木制材料能够替代传统钢材,实现塔筒模块化生产的同时降低塔筒生产过程中温室气体排放量。

叶片材料不断出新

在Wind Europe首席执行官吉尔斯·迪克森看来,风能作为一种绿色能源,可持续性就是其根本,而风能业界应竭尽所能降低产业发展对环境的影响。从目前情况来看,退役风电机组可回收率已经达到90%左右,叶片回收正是实现风电行业可持续发展的“最后一公里”。

在此情况下,Wind Europe多番呼吁,希望与化工行业加强合作,利用创新的化学回收方案以及使用新型复合材料降低叶片全生命周期碳足迹。

木制叶片的诞生只是风能行业走向可持续发展的一小步。近年来,风电叶片生产过程中,不论是回收工艺还是新型材料的应用都明显提速。2023年初,维斯塔斯公布了最新回收叶片中环氧树脂的方法,突破了传统技术瓶颈。欧洲复合材料生产商Continuum则宣布,将在欧洲新建6座工业规模叶片回收工厂,实现叶片100%回收。

此外,新型叶片材料的革新更为丰富。去年,叶片生产商时代新材宣布下线了全球第一款可回收热固性树脂叶片;今年1月,中材叶片则宣布研制出近百米长可回收热塑性树脂叶片,推动叶片循环利用。

在叶片回收问题获得越来越多关注的当下,多国政府都已出台了相关政策支持叶片材料以及回收工艺创新,并表示将提供相应资金支持最新成果。业界普遍认为,新兴技术的百花齐放或将拉开风电叶片回收市场竞争的大幕。

文丨本报记者  李丽旻

【责任编辑:杨涵易 】

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