2022 年 3 月 17 日, ZEBRA(Zero wastE Blade ReseArch)联盟宣布已生产出其100%可回收风电叶片的第一支样片,,标志着该行业向循环经济过渡迈出了新的一步。62m 叶片采用阿科玛的 Elium® 树脂制成,该树脂是一种热塑性树脂,以其可回收特性而闻名,并与欧文斯康宁的新型高性能玻璃纤维一起使用。
ZEBRA项目于 2020 年 9 月启动,是由法国研究中心 IRT Jules Verne 领导的独特合作伙伴关系,汇集了包括阿科玛、CANOE、Engie、LM Wind Power、欧文斯康宁和 SUEZ 在内的工业公司。其目的是全面展示热塑性风力涡轮机叶片的技术、经济和环境相关性,并采用生态设计方法促进回收利用。
在该项目中,LM Wind Power 在其位于西班牙的 Ponferrada 工厂设计并制造了世界上最大的热塑性叶片。这一成果是在联盟合作伙伴的子组件级工艺试验支持下进行了一年的材料开发和测试后实现的。
液态热塑性树脂完美适用于通过树脂灌注和欧文斯康宁高性能纤维制造大型部件。由此产生的复合材料具有与热固性树脂相似的性能,但具有一个关键的独特优势:可回收性。
基于 Elium® 的复合材料组件可以使用化学回收的先进方法进行回收,该方法能够使树脂完全解聚,将纤维与树脂分离,并回收新的树脂原料和高模量玻璃以供重复使用,从而实现闭环回收。这种由阿科玛和 CANOE 合作伙伴开发的方法在所有复合材料部件上进行了测试,包括生产过程中产生的废物。欧文斯康宁还负责通过重熔或在各种应用中重复使用来寻找玻璃纤维回收的解决方案。
除了材料测试和工艺试验外,两家公司还在开发和优化制造工艺方面取得了进展,通过使用自动化来减少生产中的能源消耗和浪费。
LM Wind Power 现在将在其位于丹麦的测试和验证中心开始全面的结构寿命测试,以验证用于制造叶片的复合材料的性能及其在未来可持续叶片生产中的可行性。完成这些测试后,还将验证报废回收方法。
接下来是生产废料的回收、第一片叶片的拆解和回收以及测试结果的分析。到 2023 年项目结束时,该团队将根据生态设计原则,以可持续的方式将风能行业带入循环经济循环中。
IRT Jules Verne 项目经理Céline Largeau表示:"ZEBRA 项目的工作正在按计划进行,该项目拥有部署可持续热塑性风力涡轮机叶片所需的所有专业知识。第一个叶片的制造对整个团队和整个风电行业来说是一个巨大的成功。"
LM Wind Power 卓越工程高级总监 John Korsgaard 表示:"通过这个项目,我们正在解决两个关键的行业挑战。 一方面,我们正在通过防止和回收制造废料来实现我们的零废料叶片愿景。另一方面,我们将叶片的可回收性提升到一个新的水平,报废的热塑性复合叶片材料本身具有很高的价值,可以很容易地作为材料化合物用于其他行业,但也可以解聚并将树脂重新用于新叶片的生产。"