Об этом сообщает тайваньский портал TechNews. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Энергия ветра является ключом к развитию возобновляемой энергетики. Однако со временем для ветроэнергетических установок встают проблемы замены лопастей ветряных турбин и вывода из эксплуатации другого отработавшего свой ресурс оборудования.
Многие современные материалы при этом не могут быть переработаны, и проблема отходов ветроэнергетики становится все серьезнее. Компания Shangwei разработала новейшие композитные материалы и технологию переработки, чтобы решить проблему отходов, способных пребывать в сохранности столетиями и даже более.
Тайвань активно развивает солнечную фотоэлектрическую и ветровую энергетику. В частности, совокупная установленная мощность тайваньских ветровых генераторов энергии с нынешних 853 МВт намечено увеличить почти в семь раз, достигнув показателя 5,7 ГВт в 2025 году.
Правительство страны активно продвигает не только наземные ветряные турбины, но и оффшорную (прибрежную) ветровую энергетику. По состоянию на конец 2021 года на Тайване эксплуатируется 396 ветряных турбин, и их число будет активно увеличиваться.
Срок службы наземных ветряных турбин составляет около 20 лет, а морских ветряных турбин - около 25 лет. Оборудование первой наземной ветроэлектростанции Тайваня (Penghu Zhongtun Power Station) уже подходит к концу срока своей службы и, как ожидается, будет выведено из эксплуатации в 2023 году, а это означает, что Тайвань вот-вот вступит в период замены ветровых турбин и генераторов энергии.
В ближайшей перспективе потребуется заменить до 900 лопастей вентиляторов, а это - армированный волокном пластик (FRP), который не подлежит переработке и становится самым проблемным отходом ветровой энергетики.
Демонтаж ветряной турбины грубо делится на операции с «башней вентилятора», «гондолой», «лопастями» и «системой трансмиссии». Из всего этого только лопасти, изготовленные из стеклопластика, не подлежат восстановлению. В виде отходов их традиционно принято разрушать и далее закапывать либо сжигать. Хотя эти два метода избавляют от отходов, они порождают новые экологические проблемы.
«FRP можно увидеть повсюду в нашей жизни. Он обладает характеристиками термореактивного материала, устойчивого к повреждениям от внешней среды, имеет легкий вес и очень сильную прочность. Из примеров - ванны, градирни, яхты, бытовая техника, автозапчасти и даже истребители F-15, то есть сфера его применения простирается от общегражданских нужд до аэрокосмических технологий, а вот его переработка - проблематична», - отмечает Цай Чаоян, председатель Shangwei, ведущий также научную работу на факультете химического машиностроения Университета Циндао и специализирующийся на композитных материалах.
В течение 90 лет, с момента изобретения FRP в начале 1930-х годов, люди во всем мире пытались найти способы его вторичной переработки. Тем не менее, армированный стеклопластик все еще считается «необходимым злом» сферы технологий, его невозможно запретить в силу высокой востребованности. Некоторый прогресс имеется, например, в автомобильной отрасли: Европейский союз 10 лет назад достиг уровня вторичной переработки 95%, но до сих пор ЕС регулирует нормы в отношении FRP лишь в части того, что его «нельзя закапывать».
Тайвань ежегодно использует в целом более 100 000 тонн FRP, а количество отходов этого материала каждый год составляет десятки тысяч тонн. В вопросе с этими отходами в сфере ветроэнергетики Министерство экономики и Taipower признали, что необходимо «снова изучить» проблему обращения с отработавшими лопастями после их вывода из эксплуатации.
Видя болевые точки FRP и потребности будущего рынка ветроэнергетики, Цай Чаоян возглавил отдел исследований и разработок Shangwei, чтобы найти решения. После более чем 5 лет исследований компания, наконец, разработала новую запатентованную технологию применения композитных материалов EzCiclo и CleaVER для утилизации рециклируемых термореактивных смол, включая эпоксидную, и лопастей ветряных турбин, изготовленные из стеклопластика.
Цай Чаоян пояснил, что EzCiclo и CleaVER способны перерабатывать не только волокно, но и смолу. В процессе крекинга отработанные кислоты и газы, сточная вода и сырье полностью не восстанавливаются, но затем их можно повторно использовать для формирования экономики замкнутого цикла с нулевым выбросом углерода. В будущем, с более инновационными композитными материалами, можно будет внести больший вклад в нулевые выбросы углерода на планете.