风机叶片可回收赛道火热,中材叶片、国际复材、上纬新材带来全新突破

化工材料一家人 2023-11-22
2263 字丨阅读本文需 6 分钟

在“双碳”目标有序推进下,风电保持年新增装机5000万千瓦的高速发展,对全国绿色电力的贡献持续增加。2023年,以沙戈荒场景为代表的风电大基地建设如火如荼。同时,作为乡村振兴重点支撑领域,“千村万乡驭风行动”也在加速落地。

与此同时,风电产业的后市场(风电退役设备循环再利用)也备受瞩目,不少企业纷纷入局,解决绿色退出的“最后一公里”。

而风电退役设备中的叶片、机舱罩等复合材料制品是处理难度最大的部件,一旦报废将难以再熔化或重塑,难以自然降解。风电叶片自2022年分会与多部委推荐并纳入《固体废物分类管理目录》后,对填埋、丢弃和低值焚烧等现象有一定的制止和扭转。

风力叶片可回收性挑战

随着世界风电行业蓬勃发展,退役风电叶片回收的难题已经为全球瞩目。如何实现风电叶片的高效回收和资源化再利用,已成为制约风电行业绿色循环发展和低碳足迹目标实现的关键问题。

复合材料风力叶片生产商非常清楚,需要找到一个可持续的解决方案来处理旧的小型涡轮机退役后产生的大量风力叶片。行业估计,到2025年,产量可能达到25000吨左右。人们已经研究了各种解决方案,例如以巧妙的方式重新调整叶片的用途,例如建造桥梁或自行车庇护所,但还需要找到一个更稳健的解决方案。2023年2月,Vestas和环氧树脂生产商Olin以及其他合作伙伴宣布了一项名为CETEC(热固性环氧树脂复合材料循环经济)的重大开发计划,旨在开发可重复使用风力涡轮机所用材料的新技术。这将允许提取可用于制造环氧树脂的原材料。该项目的目标是在3年内提供工业规模的成熟技术。

西门子歌美飒公司于2021年安装了第一台可回收叶片。他们的目标是到2040年实现完全可回收涡轮机的可用性。2022年,通用电气旗下的LM风力发电公司在其位于西班牙的Ponferrada工厂生产了一个完全可回收的62米叶片,使用了Arkema的可回收Elium液体聚氨酯热塑性树脂和Owens Corning的高性能玻璃织物。

中材叶片 下线可回收复合材料风电叶片

近日,由中材科技风电叶片股份有限公司(简称“中材叶片”)研制的近百米级热塑性复合材料风电叶片在中材叶片阜宁公司成功下线。该叶片采用热塑性可回收树脂制作而成,是国内目前较先进成熟的热塑性可回收叶片,刷新全球热塑性复合材料风电叶片长度记录,该叶片的下线标志着中材叶片在风电叶片绿色新材料应用方面的全新突破。

中材叶片针对可回收热塑性叶片技术开展了全面布局和深入研究。基于热塑性复合材料力学特性开展近百米级风电叶片结构设计,开展系统全面的材料级测试和部件级试验,已掌握热塑性叶片的高质量成型技术。

作为国内风电叶片行业的领军企业,多年来,中材叶片为推动真正可循环的风电行业高质量发展而不懈努力,致力于将最大限度提升可持续性目标落实在风力发电全生命周期的每个阶段。中材叶片在热塑性复合材料风电叶片技术方面的开发,为行业探索了一条源头绿色设计的回收路线,将为风电行业的绿色循环低碳发展提供有益借鉴。

国际复材再推风电叶片可循环创新发展

近日,云天化国际复材研制的高性能专用玻璃纤维产品用于近百米级热塑性可回收叶片试制并成功下线,赋能风电叶片材料走向热塑性可回收材料体系,实现了全新技术突破!

随着全球风电行业的蓬勃发展,如何实现风电叶片的高效回收和资源化再利用,已成为制约风电行业绿色循环发展和低碳目标实现的关键问题。国际复材的高性能专用玻璃纤维产品,结合阿科玛集团液态热塑性树脂Elium,为风电叶片的高效回收和资源化再利用提供了优秀的解决方案。

“我们充分挖掘在开发工程塑料用玻璃纤维方面的经验,针对普通纤维与风电用热塑性树脂体系在匹配上存在的问题,应用新思路和创新方法,先后攻克了界面结合、浸润性、机械性能等技术难题,经过多轮科学试验设计开展反复验证,最终成功掌握基于热塑性叶片的高性能玻纤开发及生产工艺技术。”国际复材首席技术官、创新中心主任曾庆文表示,“此次助力近百米级热塑性可回收叶片试制并成功下线,对于国际复材而言意义重大,我们将加大研发创新力度,通过创新引领,携手合作伙伴,共同助力风电行业绿色高质量发展。”

国际复材自2002年启动热塑性复合材料用玻璃纤维的开发以来,在无机玻璃、有机树脂及界面技术方面取得了系统突破。此次国际复材热塑性产品的设计开发及成功应用,将热塑性复合材料的性能推进到了一个新的高度,无论是静态性能、疲劳性能都达到了风电叶片的设计要求。此外,系列产品还为提升清洁能源、汽车、轨道交通及建筑用复合材料的环保性、可加工性奠定了良好的基础,创新和丰富复合材料体系及应用。

创新复合材料,引领绿色未来。国际复材将不断提升创新研发能力,致力于高性能风电叶片绿色新材料技术研究与开发,以“纤行者”精神乘风破浪,持续为材料行业的绿色高质量发展和国家碳中和目标的实现作出新的更大贡献。

上纬新材与明阳智能合作使用EzCiclo可回收热固性树脂大型叶片

近日,明阳智能与上纬新材合作使用EzCiclo可回收热固性树脂叶片在内蒙古成功下线。该叶片为全球首支搭载可回收环氧拉挤板材及可回收夹芯材料的大型叶片,成为了上纬新材EzCiclo可回收热固性树脂应用于大型风电叶片征途上的重要一步,也是明阳智能与上纬新材在助力国家“双碳”目标达成上的又一个里程碑。

作为全球化清洁能源整体解决方案提供商,明阳智能专注开发可再生绿色清洁能源,致力于能源的绿色、普惠和智慧化,目前位居中国企业500强和全球新能源企业500强前列,是全球具有重要影响力的智慧能源企业集团。

目前上纬新材可回收热固性环氧树脂EzCiclo已取得ISO 14021认证,使用EzCiclo系列产品制作的复合材料,其复合材料回收率可达≥95%,此认证充分表现了EzCiclo永续循环使用的可实现性。

此次上纬EzCiclo在明阳智能首支大型叶片试制中得到成功应用,是双方共同推动循环经济的一大里程碑。未来双方也将继续在资源共享、合作共赢的前提下,发挥各自在行业内的优势进行深度全面的开发合作,为推动绿色循环经济、找到可循环再利用的解决方案而携手努力,共同实现“双碳”目标。

文章来源: 上纬新材,纤维复材暨发泡再生,钱鑫博士,国家建材技术图书馆,国际复材

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