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兰州化物所新突破:废旧风机叶片变身道路材料!

创作时间:
作者:
@小白创作中心

兰州化物所新突破:废旧风机叶片变身道路材料!

引用
中国科学院
5
来源
1.
https://www.cas.cn/cg/zh/202410/t20241008_5034986.shtml
2.
http://paper.people.com.cn/zgnyb/html/2024-04/15/content_26056237.htm
3.
https://www.china5e.com/news/news-1178265-1.html
4.
http://www.csteelnews.com/xwzx/gjgt/202409/t20240920_92790.html
5.
https://www.zzrsk.com/cpzs/1081.html

中国科学院兰州化学物理研究所(以下简称“兰州化物所”)在风电叶片回收利用领域取得重大突破。该所精细石油化工中间体国家工程研究中心研究员唐志诚团队,成功将退役风机叶片处理后用于路面沥青混合料,不仅降低了生产成本,还提高了沥青混合料的强度和稳定性。这一创新技术已在兰州市清傅路(G312线)完成示范应用,为解决风电行业退役叶片处理难题提供了新的解决方案。

01

技术创新:变废为宝的绿色解决方案

风电作为清洁能源的重要组成部分,近年来在我国快速发展。据统计,我国风电产业并网装机容量已连续12年位居全球第一。然而,风机的使用寿命一般为15至20年,随着装机量的增加,退役风机叶片的处理问题日益凸显。据预测,到2025年我国退役风机叶片将达到5万吨,2028年将增至41万吨。如何实现风机叶片的全生命周期绿色化、资源化利用,成为风电行业亟待解决的问题。

兰州化物所的研究团队从退役风机叶片的材料结构和理化性质出发,充分利用其质轻、强度高、耐腐蚀等特点,通过物理破碎和化学处理相结合的方式,将退役风机叶片改性后用于路面沥青混合料。这一技术突破的关键在于:

  1. 物理破碎:将退役风机叶片进行破碎处理,使其达到适合用于沥青混合料的粒度。
  2. 化学处理:通过化学改性,提高叶片材料与沥青的相容性,确保混合料的均匀性和稳定性。
  3. 性能优化:在保证混合料强度的同时,通过添加其他改性剂,进一步提升其路用性能。

经过数年的技术攻关,该团队研发的退役风机叶片改性沥青混合料技术已取得突破性进展。各项指标均满足DB62/T 3136-2017公路沥青路面施工技术规范,且在实际应用中表现出与常规沥青路面相当的性能。

02

应用实践:从实验室到示范工程

2024年9月,兰州化物所与甘肃路桥建设集团合作,在兰州市清傅路(G312线)开展了退役风机叶片改性沥青混合料示范应用试验段路面的铺设工作。这是该技术首次在实际工程中的规模化应用,具有重要的里程碑意义。

示范路段的检测结果显示,退役风机叶片改性沥青混合料路面与常规沥青路面性能无差异,表明将退役风机叶片应用于改性沥青混合料完全可行。这一成果不仅有效解决了退役风机叶片的回收利用问题,还为公路建设提供了高性能、低成本的新型材料选择。

03

行业背景:政策支持与市场需求

面对日益增长的退役风机叶片处理需求,国家层面已出台相关政策予以引导和支持。2023年7月,国家发改委等部门发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》,明确提出要推动退役风电设备的循环利用,重点聚焦风电机组中的基础、塔架、叶片等部件,支持龙头企业针对复杂材料加快形成再生利用产业化能力。

在市场需求和政策引导的双重驱动下,各大风电设备及零部件生产商纷纷加大研发投入,积极探索退役风机叶片的回收利用技术。例如,中材科技、时代新材等企业已在新型可回收材料方面取得重要进展,金风科技则创新性地将退役风机叶片用于3D打印材料,开辟了新的应用方向。

04

未来展望:挑战与机遇并存

尽管退役风机叶片的回收利用技术已取得重要突破,但仍面临一些挑战:

  1. 成本问题:虽然兰州化物所的技术在一定程度上降低了生产成本,但与传统材料相比,其经济性仍有提升空间。
  2. 技术成熟度:目前的回收利用技术仍处于示范应用阶段,大规模推广前需要进一步验证其长期性能和可靠性。
  3. 标准体系:相关技术标准和规范尚不完善,需要加快建立统一的评价体系和检测方法。

面对这些挑战,行业各方正在积极应对。一方面,通过持续的技术创新和工艺优化,不断提高回收利用效率,降低处理成本;另一方面,加强产业链上下游协同,推动形成完整的回收利用产业链。同时,健全的标准规范体系也在逐步建立中,为行业的健康发展提供有力支撑。

兰州化物所的这项技术突破,不仅为退役风机叶片的回收利用提供了新的解决方案,更为风电行业的可持续发展开辟了新的路径。随着技术的不断成熟和应用规模的扩大,这一创新有望在不久的将来为我国的绿色低碳发展作出更大贡献。

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