退役风电叶片的回收难题,不只在于复合材料本身难以分离。
还有一个很现实的问题:
叶片体积大,而且废料产生地点分散。如果所有退役复合材料都必须长距离运输到集中式回收工厂,运输本身就会成为商业化过程中必须解决的一环。
英国德比郡初创企业Sustainable Extricko正在探索另一种路径。
这家公司开发了一种利用蒸汽和压力处理难回收复合材料的技术,希望将复合材料分离成不同组成部分,回收其中有利用价值的材料和化合物。目前,公司正在为首个大型客户设计第一套回收装置,同时开始评估该技术用于退役风电叶片的可能性。
更值得关注的是,公司还在研究集装箱式回收系统,希望未来能够把设备部署到复合材料废料产生地点附近。
这意味着,风电叶片回收未来可能不只是“把废料运到哪里处理”的问题,也可能变成“能不能把回收设备送到废料附近”。
Sustainable Extricko由Joe Penhaul Smith和Sam Penhaul Smith兄弟创立。
公司最初关注的是帆船行业产生的复合材料废弃物。
但在开发过程中,团队发现类似的寿命终结问题并不局限于船舶领域。
塑料与玻璃纤维或碳纤维结合形成的复合材料,被广泛用于风电叶片、船舶、汽车和飞机。它们能够形成强度较高、重量较低的结构,但多种材料结合在一起,也使寿命终结后的分离处理更加困难。
公司联合创始人兼首席技术官Joe Penhaul Smith表示,团队很快意识到,这一问题远远超出了船舶和帆船行业。
因此,Sustainable Extricko开始把技术应用方向扩展到更广泛的复合材料市场,其中就包括风电。
根据公司披露的信息,Sustainable Extricko开发的工艺利用蒸汽和压力,将复合材料分离成不同组成部分,使其中有价值的材料和化合物能够被回收,而不是直接进入废弃处理。
这一点与传统机械粉碎的思路有所不同。
公司的目标并不只是把大型复合材料变成尺寸更小的废料,而是进一步实现材料分离和有价值成分回收。
不过,现有资料没有披露具体处理温度、压力、时间,也没有说明不同树脂体系所需要的工艺条件。
资料同样没有公布玻璃纤维或碳纤维经过处理后的强度保持率、纤维长度变化以及表面状态。
因此,目前可以确认的是:
该工艺利用蒸汽和压力实现复合材料组成部分的分离。
但不能进一步把它定义成某种具体的化学分解机制,也不能判断回收后的纤维已经能够直接替代原生玻璃纤维或碳纤维。
原因首先来自越来越大的退役叶片处理需求。
根据资料,英国退役风电叶片过去主要通过填埋或焚烧处理。随着早期风电场进入更新改造阶段,以及更多海上风机逐渐退役,未来需要处理的叶片数量预计还会增加。
资料预计,英国和欧洲每年产生的风电叶片废弃物约为2.5万吨,到2030年可能增加至4.5万至5.2万吨。
这使风电成为Sustainable Extricko希望进入的潜在市场。
但这里需要明确公司目前所处的阶段。
Sustainable Extricko正在探索其技术处理风电叶片的可能性。
现有资料没有说明公司已经建成风电叶片商业回收工厂,也没有提供大规模退役叶片连续处理数据。
因此,现在不能写成“该技术已经实现风电叶片商业化回收”。
更加准确的说法是:
公司正在向商业化推进,同时把风电叶片确定为潜在应用方向之一。
Sustainable Extricko目前最接近实际商业应用的项目,并不是风电。
公司正在与首个大型客户合作。
这是一家海事技术企业,Sustainable Extricko正在根据该客户的制造需求设计一套定制回收装置。
Joe Penhaul Smith表示,与首个大型客户合作以后,公司开始进一步了解一套真正商业化的系统在实际运行中可能是什么样子。
这一点很关键。
实验室能够分离复合材料,与把工艺变成客户可以长期运行的工业设备,是两个不同阶段。
商业系统还需要考虑原料输入、处理能力、设备运行、回收物输出以及与客户现有制造流程之间的衔接。
但这些具体工程参数目前没有公开,因此不适合进一步推测设备产能或者单批处理时间。
随着技术向商业部署推进,Sustainable Extricko目前正在寻求投资。
资金将用于根据首批客户需求建设第一套回收装置。
按照现有计划,建设工作预计将在未来12个月内开始。
因此,这个项目目前仍然处于从技术开发向第一套商业化设备过渡的阶段。
“准备建设”和“已经投入商业运行”必须区分开。
目前没有资料表明第一套装置已经建成,也没有披露其设计处理能力、设备尺寸、投资金额或者计划投产时间。
真正值得观察的,是第一套设备建成以后,蒸汽与压力处理工艺能否从现有开发阶段稳定放大到工业运行环境。
除了第一套定制设备,Sustainable Extricko还在探索集装箱式系统。
这个设计方向与风电叶片尤其相关。
公司设想将回收系统安装在接近复合材料废弃物产生地点的位置,从而减少把材料运输到集中处理设施的需求。
这实际上改变了传统回收工厂的空间关系。
传统集中式模式通常是废料移动:
废料产生后,被收集、切割、装车,再运输到固定回收设施。
Sustainable Extricko正在探索的模式,则可能让部分处理能力向废料所在地移动。
对于尺寸较大的复合材料废弃物而言,这种思路具有现实意义。
不过,目前公司只是“正在探索”集装箱式系统的可能性。
资料没有说明集装箱设备已经制造完成,也没有给出其处理能力,更没有证明它已经能够直接部署到退役风电场。
所以现阶段不能把“移动式风电叶片回收工厂”写成已经实现的产品。
这里还有一个容易产生误解的地方。
“集装箱式回收系统”并不等于“整片风电叶片可以直接进入一个集装箱”。
大型风电叶片尺寸远远超过普通集装箱。
现有资料只说明,公司正在研究把系统安装在接近复合材料废料产生地点的位置,以减少向中央处理设施运输材料的需求。
没有说明大型叶片进入系统之前如何切割、破碎或者预处理。
因此,也不能自行描述一套“现场切割—粉碎—自动进料—蒸汽处理”的完整工艺线。
这些环节都没有在现有资料中披露。
目前能够确定的是设备部署理念,而不是完整的风电叶片现场处理流程。
Sustainable Extricko的技术还有另一个值得关注的方向。
公司并不只希望回收复合材料中的固体增强材料。
它还与爱丁堡大学生物技术高级讲师Joanna Sadler博士合作,研究如何把回收过程中获得的部分化合物进一步转化成有用化学品。
资料明确提到了两种目标化学品:
爱丁堡大学的商业化服务机构Edinburgh Innovations也参与了项目,帮助团队优化高价值化学品的回收。
这说明Sustainable Extricko希望解决的不只是“把纤维拿出来”。
公司还在研究如何进一步提高复合材料中其他回收产物的价值。
不过,目前没有公布这些化合物来自哪一种具体树脂,也没有披露转化收率、纯度、工艺条件或者经济价值。
因此,不能进一步写成废旧风电叶片树脂已经能够规模化生产原儿茶酸或香兰素。
现阶段这仍属于公司与研究机构正在开发的方向。
复合材料回收的经济性很大程度上取决于回收之后能够得到什么。
如果处理一吨废弃复合材料,只能获得价值较低的混合废料,那么回收成本很难被材料价值覆盖。
如果能够把不同组成部分有效分离,并进一步从其中提取具有利用价值的材料和化合物,经济模型可能发生变化。
Sustainable Extricko显然希望向后者发展。
一方面回收复合材料组成部分,另一方面研究从回收产物中获得有价值化学品。
如果再配合集装箱式设备,公司的长期设想实际上同时涉及三个问题:
材料能不能分开、回收产物有没有价值,以及设备能不能靠近废料来源。
但目前还没有公开的处理成本、单位能耗、回收率或者产品销售数据,因此还无法判断这种商业模式最终是否具有成本竞争力。
Sustainable Extricko的技术开发得到了英国工业生物技术创新中心的支持。
该机构以苏格兰生物基制造创新计划集群管理机构的身份参与项目,而该计划由英国创新署牵头。
项目重点支持可持续技术和产品开发,并推动生物基制造与工业生物技术领域的发展。
爱丁堡大学旗下负责成果商业化的Edinburgh Innovations则参与帮助优化高价值化学品回收。
因此,这项技术目前并不是单纯的企业内部开发项目。
它同时连接了初创企业、大学研究、技术商业化和公共创新支持体系。
从现阶段来看,给Sustainable Extricko计算每年能够处理多少片叶片还为时过早。
公司没有公布风电叶片处理产能。
也没有公布单套设备每小时或者每天的处理量。
第一套回收装置甚至仍处于融资和准备建设阶段。
所以这项技术现在最值得关注的不是“产能数字”,而是它选择的工业化路径。
它从帆船行业的复合材料废弃物开始。
然后进入首个海事技术客户的定制设备。
下一步再把应用范围扩展到风电和先进制造。
与此同时,公司研究集装箱式系统,希望让处理设备靠近废料产生地点。
这是一条从较具体的复合材料废物流开始,再逐步向大型工业废料市场扩展的商业化路线。
目前风电叶片回收技术正在沿着多种路线发展。
Sustainable Extricko提供的一个不同视角是:
真正影响商业化的可能不只是“材料能不能被分解”。
设备部署方式同样重要。
对于集中产生的小尺寸工业废料,运输到固定工厂可能相对容易。
对于尺寸大、来源分散的退役风电叶片,运输和前处理则可能成为整个回收链条的一部分。
如果未来集装箱式系统能够实现商业化,它可能让部分复合材料处理能力更加靠近废料来源。
但现阶段这仍然是公司正在探索的方向,而不是已经得到规模化验证的结果。
同样,Sustainable Extricko的蒸汽与压力工艺目前也没有公开足够数据,让我们判断回收纤维能够重新进入什么等级的复合材料应用。
因此,对这家公司目前最准确的定位不是“已经解决风电叶片回收”。
而是:
一家正在把蒸汽与压力复合材料分离技术从开发阶段推向第一套商业设备,并把风电叶片作为下一阶段潜在市场的英国初创企业。
如果第一套商业装置能够顺利建成,接下来真正值得观察的将是处理能力、能耗、回收率、回收材料质量以及集装箱式部署是否能够实际落地。
这些数据,才会决定这条路线能否从一个有潜力的技术方案,进一步成为可规模化的风电复合材料回收方式。
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