近日，零廢葉片研究聯(lián)盟（ZEBRA-Zero wastE Blade ReseArch）宣布，隨著其首片100%可回收風(fēng)力渦輪機(jī)葉片樣品的生產(chǎn)，該行業(yè)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)又邁出了堅實(shí)的一步。這片62米葉片由艾爾姆風(fēng)能制造，采用了阿科瑪?shù)腅lium®樹脂和歐文斯康寧的新型高性能玻璃織物。Elium®樹脂是一種熱塑性樹脂，以其可回收特性而著稱。
ZEBRA項目于2020年9月啟動，是由法國研究機(jī)構(gòu)IRT Jules Verne牽頭的一個特殊合作伙伴組織，匯集了阿科瑪、CANOE、Engie、艾爾姆風(fēng)能、歐文斯康寧和蘇伊士等工業(yè)企業(yè)。它的目的是展示全尺寸熱塑性風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境相關(guān)性，并采用有利于回收的生態(tài)設(shè)計方法。
作為此項目的一部分，艾爾姆風(fēng)能在其位于西班牙Ponferrada的工廠設(shè)計并生產(chǎn)了世界最大的熱塑性葉片。這一里程碑是過去一年來材料開發(fā)和試驗(yàn)的成果，得到了聯(lián)盟合作伙伴在子組件級工藝試驗(yàn)中的支持。
液態(tài)熱塑性樹脂與歐文斯康寧高性能織物相結(jié)合，尤其適合通過樹脂灌注制造大型部件。由此得到復(fù)合材料具有與熱固性樹脂相似的性能，又具有可回收的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
使用先進(jìn)的化學(xué)回收方法可回收基于Elium®的復(fù)合材料組件，此方法能夠完全解聚樹脂，從樹脂中分離纖維，回收新的原料樹脂和高模量玻璃，可供立即重復(fù)使用，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。
此方法由阿科瑪與CANOE合作開發(fā)，在所有復(fù)合材料部件上進(jìn)行了試驗(yàn)，包括生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢物。歐文斯康寧還負(fù)責(zé)研究通過重熔或在各種應(yīng)用中重復(fù)使用進(jìn)行玻璃纖維回收的解決方案。除了材料試驗(yàn)和工藝試驗(yàn)，這些企業(yè)進(jìn)一步利用自動化開發(fā)和優(yōu)化制造工藝，減少生產(chǎn)能耗和浪費(fèi)。
艾爾姆風(fēng)能工程卓越部高級總監(jiān)John Korsgaard 表示，“我們通過這一項目，應(yīng)對兩項重要的行業(yè)挑戰(zhàn)。一方面，通過防止和回收制造廢物來實(shí)現(xiàn)我們的零廢葉片愿景。另一方面，將葉片的可回收性提高到一個新的水平：熱塑性復(fù)合材料葉片在使用壽命結(jié)束時，其材料本身具有很高的價值，很容易作為化合物材料在其他行業(yè)中使用，也可以進(jìn)行解聚，在新葉片生產(chǎn)中重復(fù)使用。”
目前，艾爾姆風(fēng)能正在其位于丹麥的試驗(yàn)和驗(yàn)證中心進(jìn)行全尺寸結(jié)構(gòu)壽命試驗(yàn)，驗(yàn)證用于制造葉片的復(fù)合材料的性能及其用于未來可持續(xù)葉片生產(chǎn)的可行性。待這些試驗(yàn)完成后，產(chǎn)品壽命末期回收方法也將得到驗(yàn)證。后續(xù)將進(jìn)行生產(chǎn)廢料回收，首片葉片的拆解和回收以及試驗(yàn)結(jié)果分析。
IRT Jules Verne項目經(jīng)理Céline Largeau表示：“ZEBRA項目的工作正按計劃進(jìn)行，已擁有實(shí)現(xiàn)可持續(xù)熱塑性風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的所有必要專業(yè)知識。首片葉片的制造對整個聯(lián)盟，乃至整個風(fēng)電行業(yè)來說都是一次巨大的成功。”
到2023年項目結(jié)束時，聯(lián)盟將根據(jù)生態(tài)設(shè)計原則，以可持續(xù)的方式完成在風(fēng)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)。
