2050 年全球廢棄風機葉片達 200 萬噸,熱裂解技術是回收解方?

作者 | 發布日期 2022 年 03 月 16 日 14:14 | 分類 能源科技 , 風力 Telegram share ! follow us in feedly


近十幾年來風力發電裝置量愈來愈高,帶來龐大綠能發電量跟加速能源轉型進展的同時,伴隨而來的是令人頭痛的風機回收議題,預估到 2050 年全球風機葉片廢棄物將增加到 200 萬噸,有鑑於此,立陶宛科學家們提出新的葉片回收方法,想避免一絲一毫的浪費。

立陶宛考那斯理工大學(KTU)跟立陶宛能源研究所認為,可以用熱裂解技術,將風力發電葉片中的玻璃纖維增強型複材(Glass-reinforced polymer composites,GRP)分解成苯酚和纖維。其中在歐洲 GRP 廢棄物中,有 10% 是來自於風力發電產業,其他還包括汽車、船隻、建築等,全球需求年增 6%,也因為許多國家禁止將複合材料丟入垃圾掩埋場,是必要處理這些逐年攀升的能源廢棄物。

考那斯理工大學機械工程與設計研究員 Samy Yousef 表示, GRP 材料不是熱固性就是熱塑性材料,但大致上都是由纖維跟樹脂製成,纖維則再細分成較貴的碳纖維跟較常見的玻璃纖維。

因此團隊為了測試熱裂解技術在不同材料的效果,加以研究玻璃纖維熱固性材料、玻璃纖維熱塑性塑膠,以及在有無分子篩催化劑(zeolite catalysts)的苯酚提取效果,還評估若加入碳黑等添加劑奈米顆粒是否能增加提取產量。

團隊指出,實際產量因熱裂解溫度而異,但整體來說,可以提取許多揮發性化合物(高達 66%)和纖維殘留物(約 30%),添加奈米碳管、石墨烯等纖維奈米顆粒也能增加苯酚的產量。Yousef 表示,揮發性成分主要是苯酚,可進一步用於生產樹脂,纖維殘留物經過化學純化後也有多種用途,包括用於纖維增強混凝土、聚合物複合材料、纖維地板,能回收再利用同時,也確保低碳排放。

只不過團隊測試對象並非實際風機葉片,而是實驗室製備的樣品,成分跟風機葉片差不多而已,Yousef 指出,確實有必要測試風機葉片上的油漆是否會影響結果,但這不是問題,目前研究小組也建立模型,希望能進一步計算經濟與環境影響。

(首圖來源:Flickr/soundfromwayout CC BY 2.0)