隨著風能行業的迅速發展,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合材料制成的葉片。Kari Larsen調查了幾種風機葉片的回收途徑。
全球的風機葉片數量和尺寸都在迅速增長。據全球風能理事會(GWEC)統計,最新的風機尺寸是20世紀80年代的100倍。這段時間內,葉片的直徑增加了8倍,葉片長度已經超過6米。2007年全球新增裝機容量為20 GW,全球風電總裝機容量則達到了94 GW。GWEC在其《2008年全球風能展望》報告中指出,未來12年內,風能將滿足世界能源需求的12%,到2050年將達到30%。
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需要回收的風機葉片材料數量預測
(圖表來源:f-kwinf, Hochschule Bremerhaven) |
風機葉片通常含有纖維增強材料(例如玻璃纖維或碳纖維)、塑料聚合物(聚酯或環氧乙烯樹脂)、三明治夾心材料(PVC、PET或輕質木)和涂層(聚氨酯)。
隨著葉片尺寸的增大,葉片生產所需的材料數量也在不斷增長。德國不來梅大學環境和生物技術研究院的教授Henning Albers估計,每1 kW的新裝裝機容量就需要10千克葉片材料。因此一臺7.5 MW的風機將需要75噸的葉片材料。Albers在2008年歐洲復合材料展期間曾預測,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)。
風機葉片大約有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、政策和管理》雜志(International Journal of Technology, Policy and Management)2007年第4期中,丹麥技術大學的Per Dannemand Andersen、Mads Borup和Thomas Krogh預測,每年要處理的纖維復合材料重量將達到20.4億噸以上。
“因為風能行業相對來說是一個新興行業,風機葉片的實際處理經驗很少,特別是海上風機。因此,風電系統如果要獲得足夠的拆除、分離、處理等方面的實際經驗,可能需要20年以上的時間。”
目前,有三種處理風機葉片的可能方式: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量的國家基本上已經過時了。例如,德國在2005年6月頒布了禁止對GRP進行垃圾掩埋處理的法令,因為GRP中含有高達30%有機物質,例如樹脂和木材。