密歇根州立大学(Michigan State University)的研究人员为风机叶片开发了新型复合材料,除其他外,这些材料可被回收为甜食,如小熊软糖。
这增加了行业内的势头,随着其他风力涡轮机部件的再利用,现有的废弃叶片正在被回收为水泥等产品,并推出新的完全可回收叶片。
密歇根州立大学研制的新材料是热塑性树脂,它将玻璃纤维与植物衍生的合成聚合物相结合。
根据美国化学学会(ACS)的一份新闻稿,由这种热塑性树脂制成的面板足够坚固耐用,可用于涡轮机或汽车。
这种材料可以被回收并重新铸造成同类型的新产品,这意味着新的风机叶片可以由废弃叶片制成。
这种树脂还可以通过不同的回收工艺用于其他各种用途,例如从家用物品到糖果。
在ACS会议上,据John Dorgan博士表示:“这种树脂系统的优点是,在其使用周期结束时,可以通过溶解的方式,将其从任何基体中拆解出来,并进行循环使用。”
用风机叶片树脂制作小熊软糖是研究人员在碱性溶液中溶解热塑性树脂的结果,在这个过程中产生了乳酸钾,它可以被提纯并制成糖果和运动饮料。
John Dorgan表示:“来自植物的碳原子(如玉米或草),与来自化石燃料的碳原子没有区别。这都是全球碳循环的一部分,而且我们已经证明,可以从田间的生物质到耐用的塑料材料,再回到食品。”
根据DecomBlades项目背后财团的说法,如今,85%至95%的风力涡轮机可以被回收,但用于叶片的复合材料的成本效益回收仍然是一个挑战。该项目于去年在丹麦启动。
该财团聚集了Ørsted、Vestas、Siemens Gamesa和GE的LM Wind Power等,这些企业也设定了各自的回收目标并宣布禁止填埋。
去年,在WindEurope呼吁禁止叶片填埋的同时Ørsted也同步宣布将禁止填埋,并承诺对其风电场重新供电或设计寿命结束后退役的叶片进行100%的再利用、再循环或回收。
开发商表示,到目前为止,只有一个海上风电场退役,即世界上第一个海上风电场——丹麦的Vindeby,并回收了11台风力涡轮机的所有叶片。
几个月后,Vattenfall也表示,承诺立即禁止填埋退役的风机叶片,并在未来十年内提高叶片回收率。
风机和叶片制造商也致力于实现其回收目标,维斯塔斯和LM Wind Power推出了零浪费战略(zero-waste strategies),致力于开发完全可回收的叶片。而西门子歌美飒已经生产出了首批可回收叶片并将其安装在海上风机上。
至于现有的(旧)叶片,项目开发商和风机制造商已经找到了几种回收方法。其中,最值得注意的是将叶片变成水泥,这是西门子歌美飒于去年11月份透露的方法。
为了落实这一方法,拥有旧叶片且需要回收的风电企业正在与其运营风电场所属国家的当地合作伙伴、跨国企业合作。
对于水泥制造商而言,使用废弃叶片具有双重优势。也就是说,现有叶片材料中的有机成分可以替代水泥公司用于制造过程的煤炭,而叶片中的矿物成分可以替代水泥中的沙子和粘土。
2020年12月,通用电气可再生能源公司与威立雅北美公司(VNA)签署了一项多年协议,目标是回收美国陆上风电机组的风机叶片,并将回收材料用于水泥制造。
一年后,西门子歌美飒将81个风机叶片从芬兰的风电场运往德国水泥巨头Holcim公司,在那里废弃叶片被重塑成水泥,并用作燃料为制造业提供动力。