隨著風(fēng)能行業(yè)的迅速發(fā)展,廢棄葉片的處理問題也浮出了水面,特別是那些用難回收的復(fù)合材料制成的葉片。Kari Larsen調(diào)查了幾種風(fēng)機(jī)葉片的回收途徑。
全球的風(fēng)機(jī)葉片數(shù)量和尺寸都在迅速增長。據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)(GWEC)統(tǒng)計(jì),最新的風(fēng)機(jī)尺寸是20世紀(jì)80年代的100倍。這段時(shí)間內(nèi),葉片的直徑增加了8倍,葉片長度已經(jīng)超過6米。2007年全球新增裝機(jī)容量為20 GW,全球風(fēng)電總裝機(jī)容量則達(dá)到了94 GW。GWEC在其《2008年全球風(fēng)能展望》報(bào)告中指出,未來12年內(nèi),風(fēng)能將滿足世界能源需求的12%,到2050年將達(dá)到30%。
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需要回收的風(fēng)機(jī)葉片材料數(shù)量預(yù)測
(圖表來源:f-kwinf, Hochschule Bremerhaven) |
風(fēng)機(jī)葉片通常含有纖維增強(qiáng)材料(例如玻璃纖維或碳纖維)、塑料聚合物(聚酯或環(huán)氧乙烯樹脂)、三明治夾心材料(PVC、PET或輕質(zhì)木)和涂層(聚氨酯)。
隨著葉片尺寸的增大,葉片生產(chǎn)所需的材料數(shù)量也在不斷增長。德國不來梅大學(xué)環(huán)境和生物技術(shù)研究院的教授Henning Albers估計(jì),每1 kW的新裝裝機(jī)容量就需要10千克葉片材料。因此一臺(tái)7.5 MW的風(fēng)機(jī)將需要75噸的葉片材料。Albers在2008年歐洲復(fù)合材料展期間曾預(yù)測,到2034年,全世界每年需要回收大約22.5萬噸的葉片材料(見圖1)。
風(fēng)機(jī)葉片大約有20-25年的使用壽命。因此如何處理廢棄的葉片就成了問題。
在《國際技術(shù)、政策和管理》雜志(International Journal of Technology, Policy and Management)2007年第4期中,丹麥技術(shù)大學(xué)的Per Dannemand Andersen、Mads Borup和Thomas Krogh預(yù)測,每年要處理的纖維復(fù)合材料重量將達(dá)到20.4億噸以上。
“因?yàn)轱L(fēng)能行業(yè)相對來說是一個(gè)新興行業(yè),風(fēng)機(jī)葉片的實(shí)際處理經(jīng)驗(yàn)很少,特別是海上風(fēng)機(jī)。因此,風(fēng)電系統(tǒng)如果要獲得足夠的拆除、分離、處理等方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),可能需要20年以上的時(shí)間。”
目前,有三種處理風(fēng)機(jī)葉片的可能方式:垃圾掩埋、焚燒或回收。第一種方式在那些致力于減少垃圾掩埋數(shù)量的國家基本上已經(jīng)過時(shí)了。例如,德國在2005年6月頒布了禁止對GRP進(jìn)行垃圾掩埋處理的法令,因?yàn)镚RP中含有高達(dá)30%有機(jī)物質(zhì),例如樹脂和木材。