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全球首支100%可回收的风机叶片推出
2022/04/19         139

近日,零废叶片研究(ZEBRA,Zero wastE Blade ReseArch)联盟已生产出其100%可回收风电叶片的第一支样片。

GE 可再生能源旗下艾尔姆公司(LM Wind Power) 在其位于西班牙Ponferrada 工厂设计并制造了全球最大的热塑性树脂风电叶片。在联盟合作伙伴的子部件级工艺试验(sub-component level process trials)支持下,团队进行了近一年的材料开发和测试后,实现了这一重要里程碑。LM Wind Power 公司表示,这支样片长 62 米,使用了特种化学品公司阿科玛(Arkema) 的 Elium® 树脂制作而成。这是一种热塑性树脂,以其可回收特性而闻名。叶片还使用了欧文斯科宁公司(Owens Corning)的新型高性能玻璃纤维。

ZEBRA零废叶片研究项目于 2020 年 9 月正式启动,由法国凡尔纳国际研究中心(IRT Jules Verne)领导发起,这家独特的合作伙伴组织汇集了包括阿科玛、CANOE、Engie、LM Wind Power、欧文斯科宁和 SUEZ 在内的多家工业公司。项目预算超过1850万欧元。其目的是全面展示热塑性树脂风电叶片的技术、经济和环境相关特性,并采用生态设计(eco-design)的方法促进叶片的回收。据说这种液态热塑性树脂(liquid thermoplastic resin)非常适合通过树脂灌注和欧文斯科宁高性能玻璃纤维制造大型风电部件。LM Wind Power 公司表示,这两种材料产生的复合材料具有与热固性树脂(thermoset resins)相似的性能,但却拥有一个关键的独特优势:可回收性。基于 Elium® 的复合材料部件可用化学回收的先进方法进行回收,该方法能够使树脂完全解聚,并将玻璃纤维与树脂分离,并回收新的原始树脂和高模量玻璃以供重复使用,从而实现循环使用。这种由阿科玛和 CANOE 合作开发的方法在所有复合材料部件上都进行了测试,包括生产过程中产生的废物。欧文斯科宁公司还负责通过重新熔合或在各种应用中重复使用来寻找玻璃纤维回收的解决方案。除了材料测试和工艺试验外,几家公司还通过使用自动化技术在制造工艺的开发和优化方面取得了进展,从而减少生产过程中的能耗和浪费。

LM Wind Power 工程部高级总监 John Korsgaard表示该项目正在解决两个关键的行业挑战:“一方面,通过防止并回收制造过程中产生的废物,可实现零废叶片的愿景。另一方面,这项技术也使叶片的可回收性提升到一个新的水平:报废的热塑性复合叶片材料本身具有很高的价值,可以很容易地作为新的化合物材料用于其他行业,当然也可以解聚并将树脂重新用于生产新的叶片。”

下一步 LM Wind Power 将在其位于丹麦的测试和验证中心开始全面的结构寿命测试,以验证用于制造叶片的复合材料的性能及其在未来可持续叶片生产中的可行性。完成这些测试后,再进行叶片报废后回收方法的验证。

接下来的步骤是生产过程中废料的回收,这第一支叶片的拆卸和回收以及测试结果的分析。到 2023 年项目结束时,该合作联盟将根据生态设计原则,以可持续的方式将风电行业带入到循环经济的大循环中。项目领导研究机构 IRT Jules Verne 项目经理 Céline Largeau表示,“ZEBRA 项目各项工作正在按计划进行,该项目拥有部署可持续热塑性风电叶片所需的各种专业知识,第一支样片的制造对整个联盟和整个风电行业来说都是巨大的成功。”

据了解,热塑性树脂叶片在国内也有叶片企业正在内部研发,目前做过一些样件和工艺验证,包括就热塑性树脂应用所需配套的纤维、结构胶、辅料做了探索。预计后续会做一支叶片进行试验验证。

文章来源:风能专委会CWEA公众号