真空热解在回收风电叶片中的研究

韩昊亮,梁志刚

(国能思达科技有限公司,北京 100081)

我国风电于20世纪80年代起步[1],2003年开始[2],兆瓦级风机进入市场,风电场建设进入规模化、国产化阶段[3]。伴随国家发展,能源需求日益增长,人们对生态环境保护意识也不断增强,在20年中,每年不断产生大量风电新增装机,风力发电技术不断提升,风电产品更新换代迅速[4]。

现阶段,风电叶片采用真空灌注复合材料制成,服役寿命一般为20年[5],因此在21世纪初安装的风电机组中,将会从2025年开始逐渐产生大批量退役叶片,到2035年,我国将有至少9万台机组退役。欧洲已服役15年以上的机组比例占总机组的28%,在德国、西班牙和丹麦等国家,这一比例高达41%～57%[6]。如何开展退役机组回收处置再利用工作已成为目前风电行业亟须解决的重要问题,其中对风电叶片处置回收尤为困扰。

1 风电叶片回收现状

1.1 叶片构成及材料

风电叶片是将风能转化成机械能的核心部件,主要包括壳体、主梁、腹板等。为了实现轻质高强特性,尽最大可能地获得空气动力学性能[7-8],叶片主要采用热固性复合材料制成,以树脂为基体,采用玻璃纤维活碳纤维作增强体,以PVC或巴萨木为芯材[9],辅以其他涂层或添加剂材料。叶片选材导致叶片服役到期或损坏严重,报废时难以回收,回收过程中还会对生态环境造成一定影响,因而叶片回收再利用和可持续发展方向受限[10]。我国新能源产业飞速发展,该问题的紧急严重程度不断凸显,2021年7月开始,在国家发改委委托下,中国物资再生协会纤维复合材料再生分会,针对风电设备固体废弃物(固废)开展一系列工作,因此风力发电机组相关复合材料固废综合利用研究进程不断加快[11]。……