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彭博社报道：回收风力发电机叶片可以解决行业最大的问题

2024.03.13

标题：回收风力发电机叶片可以解决行业最大的问题

Recycling Wind Turbine Blades Can Solve the Industry’s Biggest Problem

2024年3月7日彭博新闻社报道

随着越来越多的风力涡轮机被部署，该行业正在转向新一波的材料，以确保叶片不会最终进入垃圾填埋场或焚化炉。

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蔡朝阳董事长（Robert Tsai）在台湾中部山区的一个贫困村庄长大，他必须步行两个多小时才能将一桶桶干净的饮用水带回家。

“这教会了我自然资源的价值，”Robert说。“每一滴水都有代价。”

他现在正试图将这一教训转移到风力发电行业，以解决可再生能源激增的一个棘手问题：强大的风力涡轮机叶片几乎不可能回收利用。Robert的公司Swancor是全球几家试图开发新产品的公司之一，这些产品模仿当前叶片材料的物理特性，但可以化学回收，使其能源密集型组件可以在其他产品中重复使用。然而，要确保产品扎根存在挑战。

每年，世界都会安装更多的涡轮机，叶片的尺寸也在不断增长，以更有效地收集风力。根据彭博新能源财经（BloombergNEF）的数据，退役叶片的复合材料废物的使用寿命约为20年，预计在未来二十年内将增长20倍，到2044年达到约782,000公吨的峰值。

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与建筑和电子等其他行业相比，风力发电行业产生的复合废物较少，大约90%的涡轮机（包括塔架和其他部件）可以回收利用，因为许多部件都是由钢制成的。然而，许多公司正在研究如何以具有成本效益的方式减少叶片浪费，以实现其可持续发展目标。

Swancor的台湾工厂为叶片制造和其他行业提供复合材料，让我们得以一窥未来的样子。两米（6英尺）高的黄色机架可容纳近200个碳纤维线轴，每个线轴长2.5公里（1.5英里）。一台机器慢慢地将它们拉在一起，并将它们浸入浓稠的淡黄色树脂粘液中。材料经热处理凝固，加压处理均匀，直至形成薄薄的黑色板。

这种材料被称为碳纤维复合材料，是风能行业发展的关键。它坚固、轻便、灵活，使制造商能够制造比足球场更长的叶片，使涡轮机能够以更少的钱生产更多的电力。在世界许多地方，风力发电产生的电力现在比燃烧化石燃料便宜。

至少在回收方面，问题在于淡黄色的粘液。它被称为热固性树脂，一旦变硬，就不容易转化为液体形状——想想试图炸鸡蛋。当叶片达到使用寿命时，硬化的树脂使得碳纤维的提取和再利用变得困难，而碳纤维的生产既有价值又排放密集。虽然少量的叶片被重新用于桥梁和公园长椅等物品，但大多数叶片被切碎并最终进入垃圾填埋场或工业熔炉。

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需要明确的是，即使没有回收叶片，风力发电仍然比燃烧化石燃料对环境好得多。但该行业仍在寻求解决方案，为涡轮机创造循环经济，并结束每当旧叶片在沟渠中腐烂的照片传播开来时就会展开的公共关系噩梦。

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“人们批评风能是'垃圾能源'，因为叶片不可回收，”蔡朝阳董事长（Robert Tsai）说。“我不相信并投资于我们的研发工作，几年后，我们成功了。我们改变了材料。

Swancor的创新是一种名为EzCiclo的新型树脂。Tsai说，它具有与目前使用的树脂相同的物理特性，但它可以溶解在加热的一种特殊液体中，该公司称之为CleaVER，允许纤维重复使用。

Swancor在其台湾工厂建立了一个示范回收流程。（该公司在中国大陆和马来西亚也有分支机构。来自制造车间的废料被送入一个盛装液体的大金属大锅中。当复合材料被溶剂渗透时，环氧树脂从膨胀的碳纤维中脱落，得到的炖菜看起来像黑海藻汤。

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该混合物随后被送到纺纱机中，将纤维从液体中分离出来，纯化后可用作生产聚酯的原料。然后将纤维干燥，留下装满黑色碳纤维团块的袋子，这些碳纤维足够柔软，可以做泰迪熊的填充物，散落在工厂车间。

它们太短，强度降低，无法在新的风力涡轮机叶片中重复使用，但可以重新用于制造各种产品，从汽车保险杠到露营桌。航空航天废料是可重复使用的碳纤维最主要的来源。到 2028 年，全球再生碳纤维市场预计将达到 2.78 亿美元。根据BNEF的数据，与去年在风能上投资的2170亿美元相比，这是一个相对较小的数字。但该解决方案可以为该行业节省数千吨废物。

Swancor说，碳纤维复合材料回收过程每公斤再生碳纤维排放约2公斤（4磅）二氧化碳，而生产原始材料的排放量超过55公斤。该公司仍在与其客户金风科技进行生命周期评估，以检查使用其可回收树脂制造的风力涡轮机在其整个生命周期内的影响。

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Swancor并不是唯一一个试图为风力叶片开发可回收材料的公司。总部位于孟买的企业集团Aditya Birla Group的一个部门生产一种可回收树脂，用于2022年投产的德国海上风电场。

Swancor的材料仍处于测试阶段。西门子歌美飒、维斯塔斯风力系统公司和明阳智能能源集团有限公司都在尝试这种材料，蔡说。例如，据一位发言人称，西门子歌美飒已经用新树脂铸造了20个叶片。该公司承诺到 2040 年生产 100% 可回收涡轮机。

蔡朝阳董事长（Robert Tsai）说，EzCiclo的成本比传统树脂高出约10%至15%，但这只会增加项目总成本的一小部分。Swancor 寄希望于开发商做出这种权衡，以实现他们的可持续发展目标。

该公司必须证明可回收叶片的运行水平与不可回收的叶片相同，此外，鉴于几乎不存在的供应链，还要确保任何买家都可以进入回收中心。

然而，风能开发商是否在商业规模上转向可回收叶片是一个悬而未决的问题，特别是考虑到它们的新颖性。

利兹大学（University of Leeds）商业、环境与发展讲师保罗·詹森（Paul Jensen）说：“作为开发商，你不能承受叶片故障的速度，超过你通常在预测性维护计划中建模的速度，因此，在有少数站点投入使用并明确证明其长期耐用性之前，可能不愿意采用这种设备。

他还表示，关于回收材料的质量以及谁将提供回收服务仍然存在悬而未决的问题，这意味着关于新叶片是否会起飞存在“很多如果，但是和可能”。Swancor本身已经确定了其中一些挑战，尽管它认为它们是可以克服的。Jensen补充说，虽然有这些警告，但新叶片“仍然是朝着正确方向迈出的一步”。据一位发言人称，西门子歌美飒在功能方面没有发现标准叶片和可回收叶片之间的明显差异。

政府对生产和使用可回收叶片的强制要求或激励措施很少。包括德国和荷兰在内的几个欧洲国家已禁止将叶片送往垃圾填埋场，而中国在1月份提出了一套回收陆上风力涡轮机的标准。该指南说，不建议填埋或焚烧退役叶片。到目前为止，该国拥有最多的风电装机容量，如果这些规则生效，它们可能会对该行业产生重大影响。

对于蔡朝阳董事长（Robert Tsai）来说，可回收性的好处是值得投资的，因为需要减少排放而不会无意中造成另一场环境灾难。

“我需要对我们的股东负责，但我也要评估这是否真正对社会有益，”他说。

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