Обзор методов утилизации отработанных лопастей ветроэнергетических установок

Аннотация

В настоящее время наблюдается активный рост ветроэнергетической отрасли. Глобальная установленная мощность ветроэнергетических установок составляет 1132,8 ГВт. Она увеличившись за десять лет в 2,7 раза, а при сохранении таких темпов роста к 2035 г. их установленная мощность составит 2800 ГВт для самого консервативного сценария и, соответственно, 15…18% от мирового производства электроэнергии. Следовательно, возникает серьезная обеспокоенность проблемой накопления отработанных лопастей турбин ветрогенераторов, которые уже в наше время выводятся из эксплуатации при среднем сроке службы не более 25 лет. Основная сложность состоит в том, что лопасти изготовлены из композитных материалов, где стекловолокно «вшито» в полимерную матрицу, что делает невозможным их вторичное использование и создает проблемы в переработке. Рассмотрены основные направления и способы переработки композитного материала лопасти: механическая переработка, химическая — сольволиз, термическая— пиролиз и сжигание, комплексная — использование в производстве цемента. Проанализированы их достоинства и недостатки на основе таких показателей, как качество восстановленного стекловолокна, возможность получения вторичных продуктов переработки, энергетические затраты, отработанность и коммерциализированность технологического процесса. В качестве перспективного способа переработки отработанных лопастей выделен пиролиз, позволяющий получать стекловолокно допустимого качества для изготовления менее ответственных композитных материалов при относительно низких энергозатратах. Обозначены дальнейшие пути исследования в рамках указанной технологии, подчеркнута важность исследования влияния температуры, длительности процесса термической обработки и состава газовой среды на степень удаления углерода из волокон.