解决废弃风电机叶片问题的合理建议

解决废弃风电机叶片问题的合理建议12月16日，三辆40英尺长的风力涡轮机叶片通过卡车从贝尔法斯特的一家风电场交付给了爱尔兰南部的科克技术学院。

在接下来的几个月中，土木工程师将设计和建造一座人行天桥对叶片进行一系列的测试，并使用这些叶片代替传统的钢梁。

到4月，这座桥将完工，科克县议会将把这些叶片并安装在连接Youghal和Middletown城镇的自行车道上。

如果这个实验性桥梁成功，那么它可能是第一个。

土木工程博士Angela Nagle科克大学（University College Cork）的一名学生正在研究叶片式桥梁周围的环境，经济和政策问题，希望在不久的将来看到其中有数十个这样的桥梁在爱尔兰的乡村中围绕。

到2025年，预计将有11,000吨刀片在爱尔兰范围内退役，不用担心这些材料会短缺。

纳格尔说：“我想做的就是将这些废旧叶片转化为有用的材料。

”
Nagle从叶片到桥梁的梦想是寻找新颖方法来处理废旧叶片的新技术的一部分，而废旧叶片是整个废旧产品中快速增长的部分，带来了独特的挑战。

由于风力涡轮机叶片非常大且坚固，因此Nagle和她在Re-Wind项目中的同事希望将它们重新用于输电铁塔，桥梁等。

同时，通用电气公司最近宣布已开始将退役的风力涡轮机叶片变成水泥，而国家可再生能源实验室的科学家正在研发新材料，这些材料可能使未来的叶片比当今的先进技术具有更高的可回收性。

综上所述，这些创新如果在技术上经证实合理且在经济上可行，那便可以帮助避免迫在眉睫的风力涡轮机叶片浪费危机，Re-Wind团队领导的佐治亚理工学院研究员Larry Bank将其描述为：风能行业的“潜在黑眼圈”。

银行说：“如果您谈论的是可持续的，可再生的燃料来源，那么就不宜使用已
退役的材料污染环境。

”
风力涡轮机的使用寿命约为20年，而现有的大多数风力涡轮机尚未达到使用寿命。

但是，随着公司用更大的叶片代替旧叶片，叶片会产生更多的能量，这种叶片通常很快就会停用，这一过程称为“重新供电”。

一旦旧的叶片不再受风，它们就必须去某个地方。

不幸的是，在美国和其他缺乏叶片废料法规的国家中，某个地方通常意味着垃圾填埋场，在那里风力涡轮机叶片会占据巨大且不断增长的空间。

根据电力科学研究所的统计，近年来叶片的尺寸“急剧增加”，从1997年的平均直径145英尺增加到2017年的367英尺。

坚固的纤维增强塑料叶片由不破裂制成他们落在地上后容易掉下来。

银行说：“它们很难移动，而且不能生物降解。

这就像一个巨大的空心管，占用了大量空间。

”
尽管有行业团体将指出，在未来几十年中，预计有数百万吨的叶片会进入美国的废物流，这只是我们每年产生的总垃圾的一小部分，但如果我们将其用于环境和气候，那将仍然更好可以将这些结构（需要大量的能源和资源）用于其他用途。

银行团队相信我们可以做到。

自2016年以来，Re-Wind是美国，爱尔兰共和国和北爱尔兰其中包括科克郡的人行天桥，以及与电力公司合作将风叶片重新用作大型高压输电塔的“叶片极”。

为了验证这一想法，明年夏天将在堪萨斯州的一个风电场安装三个退役叶片作为发电塔。

尽管在初次试用中不会将其连接到电网，但Re-Wind工程师将研究结构的耐用性，以确定其是否合理。

班克斯说：“我们拥有所有的理论和计算能力，但是，当然，作为工程师，我
们还想确保它能起作用，然后再进行带电作业。

”
Re-Wind团队还有许多其他要测试的想法，包括沿着海岸线的水平方向水平放置叶片以充当尾波制动器并帮助防止侵蚀，使用它们为公路建造更好的隔音屏障，并分离曲面以供使用在滑板公园，拱门或艺术装置中。

甚至可以将旧叶片安装在水下以用作人工礁石支架，也许是在建造海上风力涡轮机的同一地区。

该组织对使用旧叶片建造经济适用房的前景感到特别兴奋。

银行说：“我们研究的第一件事就是将这些叶片切成碎片，这些碎片可以免费或以极低的价格提供给经济贫困地区的人们，这些居民可以将其用于建筑。

涡轮叶片使它们成为易受极端天气影响的社区中有吸引力的建筑材料。

”
其他公司，例如通用电气公司，则使用旧的涡轮叶片来开发新材料。

上个月，该集团的可再生能源部门宣布已开始与北美的回收公司威立雅（Veolia）签订合同，从正在供电的美国风电场中获取叶片，将其切碎，并将其用作水泥窑的原料。

使用切碎的叶片废料生产水泥，一种称为共处理的技术，大约在十年前首次在欧洲商业应用。

支持者说，这种应用虽然没有滑板公园那么迷人，但它可以帮助解决另一个环境挑战：水泥制造对气候的巨大影响，这涉及到在炉子中将石灰石加热到超过2700华氏度。

的研究人员之间的合作，其中包括来自所有三个政府的资金，一直在研究为各种土木工程项目重新使用叶片的可行性。

在接下来的六个月中，研究小组预计将在野外进行头两次大规模示范。

通常，这是通过燃烧大量煤炭来完成的。

GE估计，通过燃烧叶片，水泥生产的碳排放量可减少27％。

根据最近的新闻稿，GE计划回收“在重新通电期间更换的大多数叶片”。

今年秋天，威立雅已经处理了100多个。

GE拒绝分享其数据，以证明其协同处理技术对气候的好处。

但是由Nagle 领导的独立研究表明，协同处理比填埋更环保。

但是，由于协同处理仍会产生排放物并实质上破坏了高质量的建筑材料，因此Nagle和Bank都强调，重新调整用途是一个更好的选择。

Nagle说：“协同处理是目前可行的处理刀片浪费的最好方法，但是，用刀片架起桥梁绝对更好。

”
在不久的将来，可能还有另一种选择：回收制造风力涡轮机叶片的材料，以便制造新的叶片。

这种材料的回收利用对环境的影响比重新利用对环境的影响更大，但一旦大量叶片损坏到无法重新利用的程度，它就可能成为重要的废物管理解决方案。

但是，如今的材料回收已经很困难，因为大多数风力涡轮机叶片是使用“热固性树脂”制成的，这种超坚固的塑料在高温下以不可逆的化学过程固化。

国家可再生能源实验室高级风能工程师德里克·贝里（Derek Berry）说：“典型的热固性材料不会融化。

因此，我们的回收选择是有限的，成本效益较低，并且所生产的回收材料在材料特性方面没有太大用处。

”
贝里和他的团队在过去五年中一直在研究是否可以用热塑性塑料代替热固性树脂，热塑性塑料是一种可以熔化并重复使用的聚合物。

在用热塑性树脂制成一个42英尺的并与传统的热固性刀片一起进行了一系列测试之后，结果令人鼓舞：根据10月份发表在该杂志上的一篇论文，这两种类型的具有非常相似的机械性能。

可再生能源。

而且，由于热塑性叶片在室温下会固化，因此速度更快，而且制造成本可能会稍便宜。

Berry表示，尽管仍然有待研究的问题，但他的团队现在很满意热塑性树脂可以用于叶片制造中，因为材料特性与热固性树脂相匹配。

他说，下一步将是风电行业采用实验室学到的知识并将其大规模应用。

贝瑞预计，风能行业将在未来几年内开始这样做。

十年前，虽然可回收性在风能行业的优先事项中“排在首位”，但贝里说，自那时以来，发生了大变化。

贝里说：“对于风能公司和叶片制造商而言，如今，可回收性已成为人们最关注的问题之一。

所有这些公司都在说，‘我们需要改变我们在做的事情，第一是因为这是正确的做法，第二是因为法规可能即将出台。

第三，因为我们是绿色产业，我们希望保持绿色产业。

’”。