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目前风电叶片难回收 #美国以掩埋堆放为主
2020-08-27
风电叶片废弃物的问题浮现而出,各国基本上已经有些实例可以参考。根据彭博社的估计,在接下来4年中,美国每年约有8,000片风机叶片要报废,欧洲到2022前每年也有约3,800片,且问题会愈来愈大,因为这些待废风机多数都在十多年前兴建,当时数量还不到现在的五分之一,未来需要处理的叶片会愈来愈多。因此就来稍微介绍一下他国如何处理。
◎美国
先简介一下美国风机简史:美国第一座风机于1980年在新罕布什尔州兴建,随后加州在旧金山以东的阿尔塔蒙山口(Altamont Pass)建置了数千台风机,早期的风机效率不佳,但1992年国会通过风电减税后,制造商投资了更强大的设计,使钢骨上升260英尺,并以玻璃纤维做为叶片材质。十年后,GE推出业界标准的1.5MW模组,足以靠正常的风量供应1,200户住户的用电需求。
风机在生命週期结束后必须卸除,由于一支风机叶片的长度可以比一架波音747的机翼更长,因此在除役时无法直接搬走,须先以含钻材质的工业用锯割断玻璃纤维,将之裁切成三块,再绑在大型牵引车上载走。这些卸下的风机叶片无法回收,除了堆放在垃圾掩埋场,几乎没有别的方式处理。在美国,它们最后会落脚在少数几个位在爱荷华州或南达科塔州的空旷掩埋场,埋于地表30英尺以下,但永远不会被分解,成了名符其实的风机坟场。
其实一台风机中约85%的组件(钢骨、铜线、电子设备、齿轮装置)都可回收或再利用,唯独叶片的部分仍然无法处理,主因来自它的材质,由于风机的设计须可承受飓风威胁,而使用非常坚固的玻璃纤维做材料,极为不易被压碎和重制。另外一个原因来自成本:风机叶片的体积很大,有些甚至和一座足球场等长,大型载具一次只能拿走一支叶片,若要长途迁移至回收场,运输成本实在太高。
而根据美国的资料显示,掩埋的成本约为每公吨59美元元,一千根风机叶片根据目前看到的资料掩埋费用约为七十万美元,相较除役一架风机叫要六十万美元来说,仅占了其中一小部分。
而严格限制垃圾淹埋物种类的欧盟,会将部分风机叶片拿到水泥工厂的窑炉或发电厂中燃烧,但这些叶片的产能很弱,且能量分布不均匀,燃烧中的玻璃纤维还会排放污染,因此科学家试图寻找更好的方法,希望能从玻璃纤维中分离出较小的颗粒。一家新创公司Global Fiberglass Solutions开发了一种将叶片压解成颗粒与纤维板的技术,分解出来的材质,可以拿来做地板和墙壁的部分原料,且已在全美最大风场、德州的Roscoe风场附近设厂生产样品,接下来还计画在爱荷华州设厂。
在叶片的回收技术成熟之前,市府和民营垃圾掩埋场将处理大部分的风机废物,美国风能协会认为这是最安全、最便宜的做法,协会表示,不同于其他能源的废弃物,以掩埋法处理风机叶片是安全的,且仅佔垃圾总量的一小部分,根据电力研究所(Electric Power Research Institute, EPRI)的研究,到2050年,所有报废的叶片仅佔2015年垃圾场总废弃物的0.015%。

一家新兴公司  Global Fiberglass Solutions开发了一种分解刀片并将其压成颗粒和纤维板的方法,以用于地板和墙壁。该公司开始在得克萨斯州Sweetwater的一家工厂生产样品,该工厂位于非洲大陆最大的风电场附近。它计划在爱荷华州进行另一项行动。

“我们可以处理99.9%的刀片,每个工厂每年处理大约6,000至7,000个刀片,”首席执行官Don Lilly说。他说,该公司已经积累了大约一年的刀片库存,随时可以将其切碎并回收。“当我们开始向更多建筑商出售时,我们可以吸收更多的建筑商。我们正在加紧准备。”


在此之前,市政和商业垃圾场将处理大部分废物,华盛顿美国风能协会称这是最安全,最便宜的。

该集团通过电子邮件发送的声明说:“与其他能源不同,风力涡轮机叶片使用寿命结束时是可垃圾掩埋的,仅占美国城市固体废物总量的一小部分。” 它指向电力研究所的一项研究,估计到2050年,所有叶片废物仅在2015年就相当于所有城市垃圾填埋场中的0.015%。

在爱荷华州,废物管理公司 “与可再生能源公司紧密合作,为风车叶片的加工,回收和处置提供解决方案,”女发言人朱莉·凯彻姆说。它处理所有收到的刀片,每天有多达10辆卡车将它们拖到公司的Lake Mills垃圾填埋场。

怀俄明州的卡斯珀(Casper)坐落在怀俄明州的一座白雪皑皑的山脉的阴影中,那里的风电场既代表着从化石燃料转向的可能性,也代表着陷阱。繁荣萧条的石油小镇始建于19世纪初。在南侧,兼作酒类商店的酒吧欢迎吸烟者和日间饮酒者。一个射击俱乐部在一个平缓的北坡上,拥有牛仔式手枪射击场。沿着这条路,巨大的垃圾填埋场和十几个风力涡轮机在地平线上缓缓旋转。它们高耸在被称为点头驴的抽油机上,它们从井中抽油。

“这里的人们不喜欢变化,” Frosty's Bar&Grill的调酒师Morgan Morsett说。“他们认为这些风力涡轮机正在损害煤炭和石油。”

但是该市获得了675,000美元的无限期房屋用涡轮机叶片,这可以帮助支付游乐场改善和其他服务费用。垃圾填埋场经理辛西娅·兰斯顿(Cynthia Langston)说,这些叶片比废弃的石油设备存储起来更加清洁,卡斯珀很高兴从伯克希尔·哈撒韦公司(Berkshire Hathaway Inc.)的PacifiCorp 拥有的三个州内风力发电场中取走1000片叶片。沃伦·巴菲特(Warren Buffett)的运营公司经过十年的运营,一直在用更大,功能更强大的型号替换原始叶片和涡轮机。

尽管承认永久刀片不理想,但特殊废物技术人员布拉特沃尔德(Bratvold)却对去年夏天一些早期交货的照片病毒化时的负面反应感到惊讶。在社交媒体上,海报嘲笑无法回收标榜对地球有益的东西,并提出了将其重新用作边界墙或无家可归者庇护所的屋顶的建议。

布拉特沃尔德说:“反弹是一时的,没有消息。” “批评家说,他们认为风力涡轮机应该对环境有利,如果将其扔进垃圾填埋场,又如何可持续发展呢?”

“我认为我们在做正确的事情。”

同时,布拉特沃尔德(Bratvold)和他的同事们已经留出了大约六个刀片,并且在接下来的几个月中,他们将尝试将它们压缩到较小尺寸的方法。他们已经尝试过掩体,护堤,甚至用推土机将它们碾碎,但履带一直滑落在光滑的铲刀上。几乎没有时间可以浪费。春天来了,当春天来临时,刀片将继续前进。