設計葉片時應考慮退役后的回用需求

本刊 | 張雪偉

中國風電裝機量遠超過世界其他國家，面臨的風電機組退役后續問題也更嚴峻。作為綠色能源從業者大軍中的一員，重通成飛正在積極探索退役風電葉片的回收及應用路徑，不讓風電葉片的綠色基因存在瑕疵。

Q《風能》：請介紹一下貴公司業務情況。

鐘虎平：吉林重通成飛新材料股份公司（以下簡稱“重通成飛”）是重慶通用工業集團（以下簡稱“重通集團”）下屬企業、中國可再生能源行業協會常務理事單位、吉林省高新技術企業。

2007年，重慶市提出打造“百億風電葉片產業鏈”，重通集團成立風電葉片事業部進入風電行業，2011年成立獨立法人子公司重通成飛。目前，我們已建成吉林大安、重慶珞璜、內蒙古錫林浩特、甘肅武威、江蘇如東五大生產制造基地，擁有完整的產品譜系，覆蓋850kW、2MW、2.5/3MW、4MW、5MW、6MW等不同規格型號的陸上、海上風電葉片，具備年產近2000套風電葉片能力，是國內風電葉片的主流配套企業。同時，我們還開展了葉片運維服務以及以葉片為代表的熱固性復合材料回收及應用業務。

Q《風能》：貴公司開展葉片回收及應用業務的出發點是什么？市場需求如何？

鐘虎平：重通成飛由傳統機械行業進入風電產業，在發展過程中逐漸認識到以風電葉片為代表的熱固性復合材料對環境的危害。退役風電葉片自然降解難度大、周期長，且體積較大，占地面積廣，致使風電葉片以堆放、掩埋的方式處理會造成巨大的白色污染。

雖然至今尚無相關法律、法規及政策，但這個問題已經引起了國家相關部委和行業的重視，各方對風電葉片進行環保處理的關注力度也在逐漸加大。重通成飛認識到作為綠色能源的從業者，有責任和有義務解決好葉片的“身后事”，不讓風電葉片的綠色基因存在瑕疵！因此，經過前期準備，重通成飛于2014年正式立項，開始從事退役風電葉片循環利用項目的研發。

從世界范圍來看，還沒有成熟、經濟、環保的退役風電葉片回收處理應用技術，而中國風電裝機量遠超過世界其他國家，對風電葉片回用的需求更大，中國企業必須在這點上敢為天下先，探索出一條道路。同時，機遇和挑戰并存，退役風電葉片回用材料市場前景好，有著巨大的商機。

通常，風電葉片的設計壽命為20年，實際情況是國內生產的葉片多在15年后開始退役報廢。目前，運行于我國西北、東北、華北等地區風電場的早期投運葉片已開始陸續退役。按裝機量測算，2018年，大約有0.57萬噸退役葉片，到2022年隨著退役葉片數量逐漸增多，將產生5.9萬噸退役葉片和廢料，退役葉片數量在5～8年內將會成倍增長。

Q《風能》：貴公司在葉片回收及應用方面有哪些進展？

鐘虎平：重通成飛進行退役風電葉片循環利用研究，經歷了三種回用方式的探索與試錯，總結出了一套基于目前技術、具有自身造血機能的產業路徑。主要包括退役風電葉片現場肢解技術及設備研究，退役風電葉片破碎、篩選技術及設備研究，以及應用技術及設備產業化研究。

在退役風電葉片循環利用的應用技術研究方面，重通成飛聚焦于物理回收，即不經過化學分離，將退役風電葉片直接破碎，經篩選產生出占總質量30%的玻璃鋼粉末用作地坪涂料的粉末增強劑或者防腐涂料的高價值添加劑；將篩選后占總質量70%的玻璃鋼纖維用作建筑材料的增強纖維。實驗證明，增加玻璃鋼纖維可以完全替代合成纖維增加產品的抗裂性；盡管在水泥基的應用方面仍需經過耐久性試驗的驗證，但可以肯定的是，龐大的建材市場是消化退役風電葉片材料的最好方向。

在探索過程中，重通成飛不斷攻堅克難，“一把鑰匙開一把鎖”。截至2016年年底，重通成飛成為了全國唯一一家擁有現場肢解及玻璃鋼破碎自主專利產權設備的廠家；目前，重通成飛是國內唯一一家擁有玻璃鋼材料篩選及制備高目數玻璃鋼粉末技術的公司。截至2018年6月，重通成飛在退役風電葉片循環利用方面已完成了12項發明專利和8項實用新型專利的申報，獲得7項專利授權。2017年初至今，我們已經簽約幫助客戶處理了退役風電葉片1700噸。

重通成飛將致力于退役風電葉片玻璃鋼纖維在水泥基中的應用，繼而推廣至石膏基、石灰基、瀝青基等產品的應用中，最終形成退役風電葉片回用的標準體系，引領退役風電葉片回用的發展。

Q《風能》：您提到的三種回用方式分別是什么？

鐘虎平：目前，國際上通用的退役風電葉片處置方式有堆放、掩埋、回用等三種。其中對環境危害最小的是回用方式。回用方式包括化學回收、物理回收、能量回收三種。

回用方式中的化學回收，即采用化學的方法分離出風電葉片中的可用部分，剩余部分采用物理回收方法再行處置。根據分離出可用部分的不同，化學回收又可分為熱解和活化兩種方式。回用方式中的物理回收，即采用物理的方法將風電葉片處理加工成可再次利用的材料。回用方式中的能量回收，即采用焚燒的方法回收退役風電葉片中的可燃部分，并將燃燒后的產物進行物理回收方法處置或掩埋。

葉片回收首先要解決的是就地普貨化處理，避免回收時大型超標件運輸的高昂成本；其次要解決分離問題，將芯材、環氧樹脂結構膠以及玻纖有效分離便于后期進行專項應用技術研究；最后要解決回收料的處理應用技術，提升回收料價值，讓葉片回收應用具備產業化價值。

以前各國的處理方式簡單、不完整、不環保，例如歐美國家大多采用集中堆放，等待先進且經濟的處理方式出現再行處理；小部分用化學回收、物理回收、能量回收的方法處置。我國大部分采用堆放或掩埋的方式進行處理，這種處理方式對環境的危害極大。

Q《風能》：前期如何為葉片退役打好基礎？

鐘虎平：可以提醒葉片廠家，首先要重視產品質量，避免提前退役，發揮最大效能；其次是要在產品設計開發之初就為退役后的回收處理奠定技術基礎，提供更經濟、更高效的后期處理可能。當然，也應該在經濟性上充分考慮后期處理的成本，提前做好準備。