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在當前市場中，風機葉片由于采用玻纖復合材料，回收技術難、成本高，目前尚無可規模化的理想回收方式。簡單的堆放、填埋和焚燒的處理方式，不符合環保和資源化利用的要求；而包括綜合利用、機械粉碎法、熱解法、化學降解法和能量獲取法等在內的多條技術路線，由于市場規模小、回收綜合利用價值低，尚未實現產業化。
因此，風機葉片高值化再生技術的匱乏，以及再生后物料難以大規模消納，一直是制約葉片再生產業發展的重要因素。
葉片固廢3D打印技術的應用，有望打破這種僵局。
日前，在中國首個可再生能源“碳中和”智慧園區——金風科技亦莊智慧園區內，一組采用固廢3D打印技術建造的景觀花壇正式落成，為這座科技范兒十足的“碳中和”智慧園區注入更多綠色基因，為葉片回收利用開辟了新方向。
區別于一般的3D打印景觀，這組花壇所應用的打印材料，取自內蒙古某風電場的退役風機葉片。這種打印材料含有葉片粉碎顆粒，借助3D打印機器人預制成型，成品花壇的葉片固廢利用率達到30%以上。
這項技術可將風機葉片固廢轉化為3D打印的原材料，借助3D打印產業實現對葉片固廢的規模化消納，從而破解了退役風機葉片高值化利用的技術瓶頸，為批量無害化處置退役風機葉片探索出一條可行性和經濟性兼顧的技術途徑。
退役風機葉片如何“變廢為寶”
3D打印技術，本質上屬于一種增材制造工藝，設計師將數字化設計模型輸入3D打印機中，轉化為打印指令，機器就會按照設計要求，將打印材料一層層疊加成特定形狀的部件。
將風機葉片的粉碎顆粒添加到打印材料中，其技術難點就在于，如何在保證打印成品達到特定強度的前提下，最大限度地增加葉片固廢的添加比例。
在“葉片固廢3D打印技術”的實驗過程中，研究人員通過不斷調整各種原料的配比，以及風機葉片粉碎顆粒的粒徑和級配(各級粒徑顆粒的分配情況)，進行了反復的實驗和論證，最終確定了滿足打印成品強度和葉片固廢消納要求的“黃金比例”，并制定出一系列適用于風機固廢3D打印的材料體系。
使用這種新型打印材料制成的成品，其力學性能、耐久性能和工作性能，均可達到常規建筑混凝土標準。根據抗壓強度的對比圖可以看出，通過調整風機葉片摻合料的比例，可以使打印材料的抗壓強度分別達到或接近C30、C20和C15混凝土的強度等級。
注
01
C30混凝土的抗壓強度為30Mpa，用于大跨度結構、耐久性要求高的結構、預制構件等；C20混凝土的抗壓強度為20Mpa，用于梁、板、柱、樓梯和屋架等普通鋼筋混凝土結構；C15混凝土的抗壓強度為15Mpa，用于墊層、基礎、地坪及受力不大的結構。
02
3d抗壓強度和7d抗壓強度是指材料經過3天和7天養護后，可以達到的抗壓強度。
垃圾是放錯地方的資源
對于固廢3D打印產業和葉片再生產業，這項新技術有著突破性的意義。
數據顯示，預計到2025年，我國退役風機葉片將產生接近5800噸復合材料固體廢物，到2028年將會達到7.4萬噸。風機固廢問題始終困擾著行業企業，也制約著整個風電產業的綠色發展。
固廢3D打印技術作為一種智能、環保、高效的新型建造方式，與傳統的建筑施工工藝相比，特別是在建造異形構筑物時，具有免模板、省人工、節約材料、總成本低、設計自由度大、建造效率高、人員安全風險小等顯著優勢。因此，該技術有望在建筑領域煥發巨大的活力，成為傳統施工方法的重要補充。
風電項目多地處偏遠地區，分布較為分散，將粉碎后的再生物料轉運到異地消納的物流運輸費用，占到了整個回收鏈條中的很大一部分成本。因此，這項技術的另一個優勢在于，固廢3D打印在建筑業的應用場景非常廣泛，可選擇與風電場周邊的建筑項目合作，應用移動式3D打印機器人，實現葉片固廢的就近生產與消納，減少長距離運輸帶來的成本。
“垃圾是放錯地方的資源。將風機葉片固廢的輸出方，轉化為固廢3D打印產業的原材料供給方，利用建筑業的廣闊市場對葉片再生后物料實現規模化消納，充分發揮市場在資源配置中的決定性作用，讓環保更‘還寶’，是我們決定開發這項技術的初衷”，該項目的負責人強調。
目前，國內風機葉片的循環利用仍處于小規模的、探索性的起步階段，距離規模化和商業化尚遠，但“葉片固廢3D打印技術”所展現出的優勢，已經為風機葉片回收再利用產業帶來了曙光。
“以綠色創新技術撬動綠色產業發展，讓風機葉片固廢沿著‘就地回收→就地破碎→粉篩配料→固廢3D打印→制成成品’的路徑，形成完整的、規模化的配套產業鏈，是我們的最終愿景”，該項目負責人在最后表示。
在2021北京國際風能大會暨展覽會上，金風科技發布了《2021金風科技邁向碳中和：行動與愿景》白皮書，指出“到2040 年，金風產品回收利用比例達到100%”。“葉片固廢3D打印技術”的相關研究和應用即是這一計劃的重要一步。
未來，金風科技將通過持續投資布局風電可循環回收等方向，探索更多創新性低碳技術及系統型應用方案，加速形成碳中和產業生態圈，打造“可持續 更美好”的零碳未來。(注：原文有刪改)
原標題：退役風機葉片，如何變廢為寶
