环保新质生产力|废旧风电叶片资源化回收技术及应用


项目名称:废旧风电叶片资源化回收技术及应用

项目编号:HJJS-2024-2-18

获奖等级:二等奖

完成单位:西安热工研究院有限公司,华能新能源股份有限公司辽宁分公司,株洲时代新材料科技股份有限公司

完成人:程广文,杨嵩,程施霖,丁春兴,陈煌,杜宝刚,郭中旭,于洋,黄逸舟,黄明富


项目简介

我国风电产业规模化发展始于2000年左右。近年来,随着“双碳”战略目标的提出,风电产业获得空前发展,已成为除火电、水电之后的第三大电力来源。受限于20年的设计寿命,国内首批投运的风电机组已逐渐进入退役期。叶片是风电机组的核心构件,其材质主要是玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,退役后成为一种高附加值工业固废。预计未来将产生百万吨级的废旧叶片。为避免环境污染减少资源浪费,近3年来国家颁布了10余项政策法规,要求对退役叶片进行资源化回收。

目前,国内外叶片回收技术均不成熟。国内主要采用切割/粉碎法,存在污染物转移的重大技术缺陷。国外主要采用热解法,存在能耗高、尾气难处理和回收产物品质差等缺点。本项目主要针对传统热解法存在的问题,通过理论与工艺革新,开发了一种清洁、高效、低成本的叶片回收新技术。项目的创新成果如下:

(1)首次开发了以燃煤烟气为热源和气氛的叶片热解回收工艺,提出了基于燃煤烟气的控制热解理论。

(2)首次设计与开发了适合高温流动气氛的热解回收炉和燃煤烟气高温除尘器等核心设备,在国内燃煤电厂建设了首套叶片热解回收装置。

(3)发明了玻璃纤维表面改性新技术,实现了回收纤维在风电叶片制造方面的再利用,提高了叶片回收价值。

本项目技术已成功用于处置华能新能源股份有限公司辽宁分公司退役叶片和株洲时代新材料科技股份有限公司叶片边角料,共计二百余吨。经第三方权威机构检测和评价,该技术在能耗、尾气处理和回收产品质量等方面均优于国内外同类技术。项目开发的核心设备入选工信部《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录(2024年版)》。授权国家专利11项,发表论文3篇(1篇SCI),形成了完善的知识产权保护群。项目研究成果为我国应对大规模风电机组退役潮提供了技术支撑,促进了固废治理技术的进步,有力保障了风电产业绿色、循环、高质量发展。

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叶片回收原理图

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叶片回收工艺流程图

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叶片回收装置实物图

获奖感言

面对国内风电机组退役带来的百万吨级叶片固废难题,项目突破传统回收技术,实现三大创新:首创燃煤烟气热解工艺,利用电厂废热构建热解体系,能耗较传统降低40%;自主研发核心装备,建成国内首套适配高温流动气氛的回收装置,入选工信部首台套目录;攻克纤维改性技术,实现回收玻纤在风电叶片中直接复用,变固废为高价值材料。展望未来,建议:依托电厂热源布局规模化回收基地,推动技术落地;完善政策,将叶片回收纳入生产者责任延伸制度,探索碳减排核算机制;拓展跨界应用,推动回收材料高值化利用。从“末端治理”到“价值重构”,团队将持续深耕固废循环技术,为风电产业破解“退役潮”、实现全生命周期绿色发展贡献中国方案。