设计叶片时应考虑退役后的回用需求

本刊 | 张雪伟

中国风电装机量远超过世界其他国家，面临的风电机组退役后续问题也更严峻。作为绿色能源从业者大军中的一员，重通成飞正在积极探索退役风电叶片的回收及应用路径，不让风电叶片的绿色基因存在瑕疵。

Q《风能》：请介绍一下贵公司业务情况。

钟虎平：吉林重通成飞新材料股份公司（以下简称“重通成飞”）是重庆通用工业集团（以下简称“重通集团”）下属企业、中国可再生能源行业协会常务理事单位、吉林省高新技术企业。

2007年，重庆市提出打造“百亿风电叶片产业链”，重通集团成立风电叶片事业部进入风电行业，2011年成立独立法人子公司重通成飞。目前，我们已建成吉林大安、重庆珞璜、内蒙古锡林浩特、甘肃武威、江苏如东五大生产制造基地，拥有完整的产品谱系，覆盖850kW、2MW、2.5/3MW、4MW、5MW、6MW等不同规格型号的陆上、海上风电叶片，具备年产近2000套风电叶片能力，是国内风电叶片的主流配套企业。同时，我们还开展了叶片运维服务以及以叶片为代表的热固性复合材料回收及应用业务。

Q《风能》：贵公司开展叶片回收及应用业务的出发点是什么？市场需求如何？

钟虎平：重通成飞由传统机械行业进入风电产业，在发展过程中逐渐认识到以风电叶片为代表的热固性复合材料对环境的危害。退役风电叶片自然降解难度大、周期长，且体积较大，占地面积广，致使风电叶片以堆放、掩埋的方式处理会造成巨大的白色污染。

虽然至今尚无相关法律、法规及政策，但这个问题已经引起了国家相关部委和行业的重视，各方对风电叶片进行环保处理的关注力度也在逐渐加大。重通成飞认识到作为绿色能源的从业者，有责任和有义务解决好叶片的“身后事”，不让风电叶片的绿色基因存在瑕疵！因此，经过前期准备，重通成飞于2014年正式立项，开始从事退役风电叶片循环利用项目的研发。

从世界范围来看，还没有成熟、经济、环保的退役风电叶片回收处理应用技术，而中国风电装机量远超过世界其他国家，对风电叶片回用的需求更大，中国企业必须在这点上敢为天下先，探索出一条道路。同时，机遇和挑战并存，退役风电叶片回用材料市场前景好，有着巨大的商机。

通常，风电叶片的设计寿命为20年，实际情况是国内生产的叶片多在15年后开始退役报废。目前，运行于我国西北、东北、华北等地区风电场的早期投运叶片已开始陆续退役。按装机量测算，2018年，大约有0.57万吨退役叶片，到2022年随着退役叶片数量逐渐增多，将产生5.9万吨退役叶片和废料，退役叶片数量在5～8年内将会成倍增长。

Q《风能》：贵公司在叶片回收及应用方面有哪些进展？

钟虎平：重通成飞进行退役风电叶片循环利用研究，经历了三种回用方式的探索与试错，总结出了一套基于目前技术、具有自身造血机能的产业路径。主要包括退役风电叶片现场肢解技术及设备研究，退役风电叶片破碎、筛选技术及设备研究，以及应用技术及设备产业化研究。

在退役风电叶片循环利用的应用技术研究方面，重通成飞聚焦于物理回收，即不经过化学分离，将退役风电叶片直接破碎，经筛选产生出占总质量30%的玻璃钢粉末用作地坪涂料的粉末增强剂或者防腐涂料的高价值添加剂；将筛选后占总质量70%的玻璃钢纤维用作建筑材料的增强纤维。实验证明，增加玻璃钢纤维可以完全替代合成纤维增加产品的抗裂性；尽管在水泥基的应用方面仍需经过耐久性试验的验证，但可以肯定的是，庞大的建材市场是消化退役风电叶片材料的最好方向。

在探索过程中，重通成飞不断攻坚克难，“一把钥匙开一把锁”。截至2016年年底，重通成飞成为了全国唯一一家拥有现场肢解及玻璃钢破碎自主专利产权设备的厂家；目前，重通成飞是国内唯一一家拥有玻璃钢材料筛选及制备高目数玻璃钢粉末技术的公司。截至2018年6月，重通成飞在退役风电叶片循环利用方面已完成了12项发明专利和8项实用新型专利的申报，获得7项专利授权。2017年初至今，我们已经签约帮助客户处理了退役风电叶片1700吨。

重通成飞将致力于退役风电叶片玻璃钢纤维在水泥基中的应用，继而推广至石膏基、石灰基、沥青基等产品的应用中，最终形成退役风电叶片回用的标准体系，引领退役风电叶片回用的发展。

Q《风能》：您提到的三种回用方式分别是什么？

钟虎平：目前，国际上通用的退役风电叶片处置方式有堆放、掩埋、回用等三种。其中对环境危害最小的是回用方式。回用方式包括化学回收、物理回收、能量回收三种。

回用方式中的化学回收，即采用化学的方法分离出风电叶片中的可用部分，剩余部分采用物理回收方法再行处置。根据分离出可用部分的不同，化学回收又可分为热解和活化两种方式。回用方式中的物理回收，即采用物理的方法将风电叶片处理加工成可再次利用的材料。回用方式中的能量回收，即采用焚烧的方法回收退役风电叶片中的可燃部分，并将燃烧后的产物进行物理回收方法处置或掩埋。

叶片回收首先要解决的是就地普货化处理，避免回收时大型超标件运输的高昂成本；其次要解决分离问题，将芯材、环氧树脂结构胶以及玻纤有效分离便于后期进行专项应用技术研究；最后要解决回收料的处理应用技术，提升回收料价值，让叶片回收应用具备产业化价值。

以前各国的处理方式简单、不完整、不环保，例如欧美国家大多采用集中堆放，等待先进且经济的处理方式出现再行处理；小部分用化学回收、物理回收、能量回收的方法处置。我国大部分采用堆放或掩埋的方式进行处理，这种处理方式对环境的危害极大。

Q《风能》：前期如何为叶片退役打好基础？

钟虎平：可以提醒叶片厂家，首先要重视产品质量，避免提前退役，发挥最大效能；其次是要在产品设计开发之初就为退役后的回收处理奠定技术基础，提供更经济、更高效的后期处理可能。当然，也应该在经济性上充分考虑后期处理的成本，提前做好准备。