2022 年可再生能源用复合材料市场展望
2022 年可再生能源用复合材料市场展望
长期以来，风能市场一直被视为玻璃纤维增强 复合材料（以及越来越多的碳纤维复合材料）的全 球最大市场，因为大型涡轮机和更长的风叶片的开 发，需 要更高性能、更轻重晶的材料。
随着世界各国政府和组织努力实现新的、更严格的减排和可再生能源目标，特别是海上风能和其他类型的可再生能源，无论是在研发实验室还是在开发中的新项目中都在继续增长。
根据全球风能理事会( GWEC ) 2021 年9 月发布的年度全球海上风电报告 ，2020年海上风电容量稳步增长， 全球装机容最为 61 GW, 其中以中国市场占比最高。然而，GWEC 指出， 海上风电需要以更快地速度增长才能达到碳排放目标。
根据美国清洁能源协会( ACP , 前身为美国风能协会AWEA ) 提供数据， 在美国， 太阳能发电在其可再生能源中占据最大的容量份额 ( 54% ), 其次是陆上风电( 23% )、海上风电( 14% ) 和电池储能 ( 9% )。目前，根据ACP 2021年第二季度的报告，美国清洁电力总运营容措超过180216 MW, 与 2020 年同期相比，今年上半年清洁电力新增量增长了
17%。
在海上风电方面， 美国乔 ．拜登总统计划到
2030年部署30 GW 的海上风电（比美国目前运营的一个海上风电场的30 MW 有所增加 ）。2021年5 月， 拜登政府还批准了美国水域的第一个大型海上风电项目 马萨诸塞州沿海的800 MW 葡萄园风能项目。ACP 报告预计到 2026年，14 个项目的海上风电运行容鼠将达到9112 MW 。
此外， 据《纽约时报》报道， 拜登在 10 月13 B 宣布了一项计划，计划在美国几乎整个海岸线上开发大型风力发电厂， 这是政府第一项利用海上涡轮机发电的长期战略。
风力涡轮机的规模也在不断增加。二十多 年
前，当第一个大规模商业风力发电系统上线时，风电场由额定功率为 l MW 或以下的涡轮机组成，带有玻璃纤维增强叶片， 长度通常在10- 15 米之间。
如今， 淘上 6- 9 MW 的涡轮机， 叶片长度为 65- 80米，已成为标准。2021 年， 维斯塔斯宣布其15 MW 、115 米长的叶片 V236 用于海上风电， 第一台预计将于 2022 年安装。随着涡轮机的发展， 复合材料也越来越多地融入到其他组件中， 例如Suzlon Group（印度浦那）针对大型涡轮机的优化复合材料机舱盖设计。
此外，随着风力涡轮机变得越来越大，叶片长度不断增加，翼梁帽中的碳纤维加固（作为风力涡轮机转子叶片的加固构件）已成为一种有效的方 式， 可以减轻总体重 屈，增加叶片刚度，以防突然阵风时塔架撞击。
风叶开发的新的研究工作包括使用增材制造(AM, 3D 打印）用于风叶模具或最终使用的风叶部件，例如来自美国缅囚大学先进结构 和复合材料中心( UMAN – ASCC ) 正在进行的项目， 使用基千生物材料的 3D 打印风叶模具； 美国橡树岭国家实验室 ( ORNL )、通用电气业务部门和其他部门正在进行的直接3D 打印风叶尖端的项目。
然而，随 着时间的推移， 风力涡轮机叶片会磨损或老化，必须更换。作为回应 ，该 行业正越来越多地讨论如何处理退役复合材料涡轮叶片的解决方 案，尤其是如何回收退役复合材料涡轮叶片。几家 风电行业的领导者巳经宣布计划逐步采用完全可回 收的叶片和涡轮机。例如，西 门子Gamesa 在2021 年7 月宣布，其目标是重新设计其所有涡轮机，以确保到 2040年100% 的可回收涡轮机市场。丹麦0rsted A/S千 2021年6 月宣布其计划回收或再利用其在全球范围内退役的所有海上风电叶片。维斯塔斯表示， 到2040年，该公 司将生产零废物风力涡轮机。通用电气可再生能源公司）已与威立雅北美公司合作， 回收通用电气美国陆上涡轮机的风叶。
学术机构和企业也在推动风力叶片回收的研 究和开发。2021 年，该 领域新公布的研究项目和财团包括CETEC ( 热固性环氧复合材料循环经济 ）倡议； 由 10 个合作伙伴组成的Decom Blades 财团； Aker Offshore Wind (Lysaker, 挪威 ）、Aker Horizons
（挪威）和斯特拉斯克莱德大学（苏格兰 ）之间关于
GFRP 风力叶片回收开发的谅解备忘录( MoU ); 以及 GE Renewable Energy 和LafargeHolcim 之间的合作伙伴关系（瑞士楚格）探索将风力叶片材料回收 成水泥等建筑材料。
许多研发工作也将重点放在使风机叶片本 身更加可回收上。例如，2021 年9 月7 日，西 门 子
Gamesa 宣布推出可回收叶片，该 产品据称是世界上第一款可回收的风机叶片， 可用于海上商业用 途。可回收叶片使用了 一种新的树脂配方，以便于回收工作。
有的也正在探索重新调整整个叶片结构的用 途， 而不是将组件分解到其他地方重新使用。例如，波兰公司Anmet 已开发出将风叶重新用作人行
天桥甚至家具的方法。在其他涡轮机部件上使用可回收或更可持续的材料的工作也正在进行。例如， Greenboats GmbH( 德国不来梅）、Sicomin ( 法国马蒂格斯堡 ）和Bcomp ( 瑞士弗里堡）的合作伙伴Greenboats GmbH 建造天然纤维复合材料短舱的项目是2021 年JEC 创新奖的最终入围者。
还有其他可再生能源部门也在使用复合材料 的， 例如一种很有前途的海洋能源技术是波浪能转换器( WEC ), 该设备利用海浪运动发电。2021 年， CorPower ocean(瑞典斯德哥尔摩）建造了其纤维缠绕玻璃纤维增强复合材料( GFRP ) 的第一个全尺寸原型，浮标形状的 WEC , 该公司希望到 2025 年将其扩大到工业规模的海洋能源农场。
其他复合材料密集型可再生能源技术包括潮沙涡轮机叶片，或淡水水力发电涡轮机叶片，如Kinetic NRG( 澳大利亚黄金海岸）开发的螺旋形设计。2021 年设计、制造、检测公司EireComposites、全球海洋可再生能源解决方案公 司ORPC 和爱尔兰国立戈尔韦大学启动了一个项目，以开发和销售由全回收碳制成的潮沙涡轮机笚纤维复合材料。
（ 信息来源： 文章摘自网络，仅 供参考。）