Отходы, считавшиеся невозможными для переработки в течение 90 лет, становятся доступными для утилизации благодаря новым технологиям, разработанным на Тайване компанией Shangwei. 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.