近日，零廢葉片研究（ZEBRA，Zero wastE Blade ReseArch）聯(lián)盟已生產(chǎn)出其100%可回收風(fēng)電葉片的第一支樣片。
GE 可再生能源旗下艾爾姆公司（LM Wind Power） 在其位于西班牙Ponferrada 工廠設(shè)計(jì)并制造了全球最大的熱塑性樹(shù)脂風(fēng)電葉片。在聯(lián)盟合作伙伴的子部件級(jí)工藝試驗(yàn)（sub-component level process trials）支持下，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了近一年的材料開(kāi)發(fā)和測(cè)試后，實(shí)現(xiàn)了這一重要里程碑。
LM Wind Power 公司表示，這支樣片長(zhǎng) 62 米，使用了特種化學(xué)品公司阿科瑪（Arkema） 的 Elium? 樹(shù)脂制作而成。這是一種熱塑性樹(shù)脂，以其可回收特性而聞名。葉片還使用了歐文斯科寧公司（Owens Corning）的新型高性能玻璃纖維。
ZEBRA零廢葉片研究項(xiàng)目于 2020 年 9 月正式啟動(dòng)，由法國(guó)凡爾納國(guó)際研究中心（IRT Jules Verne）領(lǐng)導(dǎo)發(fā)起，這家獨(dú)特的合作伙伴組織匯集了包括阿科瑪、CANOE、Engie、LM Wind Power、歐文斯科寧和 SUEZ 在內(nèi)的多家工業(yè)公司。項(xiàng)目預(yù)算超過(guò)1850萬(wàn)歐元。
其目的是全面展示熱塑性樹(shù)脂風(fēng)電葉片的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境相關(guān)特性，并采用生態(tài)設(shè)計(jì)（eco-design）的方法促進(jìn)葉片的回收。
據(jù)說(shuō)這種液態(tài)熱塑性樹(shù)脂（liquid thermoplastic resin）非常適合通過(guò)樹(shù)脂灌注和歐文斯科寧高性能玻璃纖維制造大型風(fēng)電部件。LM Wind Power 公司表示，這兩種材料產(chǎn)生的復(fù)合材料具有與熱固性樹(shù)脂（thermoset resins）相似的性能，但卻擁有一個(gè)關(guān)鍵的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：可回收性。
基于 Elium? 的復(fù)合材料部件可用化學(xué)回收的先進(jìn)方法進(jìn)行回收，該方法能夠使樹(shù)脂完全解聚，并將玻璃纖維與樹(shù)脂分離，并回收新的原始樹(shù)脂和高模量玻璃以供重復(fù)使用，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
這種由阿科瑪和 CANOE 合作開(kāi)發(fā)的方法在所有復(fù)合材料部件上都進(jìn)行了測(cè)試，包括生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物。歐文斯科寧公司還負(fù)責(zé)通過(guò)重新熔合或在各種應(yīng)用中重復(fù)使用來(lái)尋找玻璃纖維回收的解決方案。
除了材料測(cè)試和工藝試驗(yàn)外，幾家公司還通過(guò)使用自動(dòng)化技術(shù)在制造工藝的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化方面取得了進(jìn)展，從而減少生產(chǎn)過(guò)程中的能耗和浪費(fèi)。
LM Wind Power 工程部高級(jí)總監(jiān) John Korsgaard表示該項(xiàng)目正在解決兩個(gè)關(guān)鍵的行業(yè)挑戰(zhàn)：
“一方面，通過(guò)防止并回收制造過(guò)程中產(chǎn)生的廢物，可實(shí)現(xiàn)零廢葉片的愿景。另一方面，這項(xiàng)技術(shù)也使葉片的可回收性提升到一個(gè)新的水平：報(bào)廢的熱塑性復(fù)合葉片材料本身具有很高的價(jià)值，可以很容易地作為新的化合物材料用于其他行業(yè)，當(dāng)然也可以解聚并將樹(shù)脂重新用于生產(chǎn)新的葉片。”
下一步 LM Wind Power 將在其位于丹麥的測(cè)試和驗(yàn)證中心開(kāi)始全面的結(jié)構(gòu)壽命測(cè)試，以驗(yàn)證用于制造葉片的復(fù)合材料的性能及其在未來(lái)可持續(xù)葉片生產(chǎn)中的可行性。完成這些測(cè)試后，再進(jìn)行葉片報(bào)廢后回收方法的驗(yàn)證。
接下來(lái)的步驟是生產(chǎn)過(guò)程中廢料的回收，這第一支葉片的拆卸和回收以及測(cè)試結(jié)果的分析。
到 2023 年項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，該合作聯(lián)盟將根據(jù)生態(tài)設(shè)計(jì)原則，以可持續(xù)的方式將風(fēng)電行業(yè)帶入到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大循環(huán)中。
項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)研究機(jī)構(gòu) IRT Jules Verne 項(xiàng)目經(jīng)理 Céline Largeau表示，
“ZEBRA 項(xiàng)目各項(xiàng)工作正在按計(jì)劃進(jìn)行，該項(xiàng)目擁有部署可持續(xù)熱塑性風(fēng)電葉片所需的各種專業(yè)知識(shí)，第一支樣片的制造對(duì)整個(gè)聯(lián)盟和整個(gè)風(fēng)電行業(yè)來(lái)說(shuō)都是巨大的成功?！?/p>
據(jù)了解，熱塑性樹(shù)脂葉片在國(guó)內(nèi)也有葉片企業(yè)正在內(nèi)部研發(fā)，目前做過(guò)一些樣件和工藝驗(yàn)證，包括就熱塑性樹(shù)脂應(yīng)用所需配套的纖維、結(jié)構(gòu)膠、輔料做了探索。預(yù)計(jì)后續(xù)會(huì)做一支葉片進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
評(píng)論