GE風(fēng)力發(fā)電投資丹麥建筑混凝土3D打印公司COBOD

2022年5月9日,，南極熊獲悉,，近日GE Renewable（GE可再生能源公司）宣布成為COBOD的投資人,，向這家丹麥的建筑3D打印創(chuàng)業(yè)公司注入了一筆未披露的資金。目前還不清楚這項(xiàng)投資的具體內(nèi)容,，不過兩家公司都指出,，這些資金將用于建立他們現(xiàn)有的伙伴關(guān)系。

兩家公司自2019年開始合作,，上個(gè)月,，GE Renewable開設(shè)了全球最大的增材制造（AC）研究工廠，安裝了世界上最大的混凝土3D打印機(jī),，由COBOD為GE專門設(shè)計(jì),。

△COBOD的創(chuàng)始人Henrik Lund-Nielsen，站在世界最大的混凝土3D打印機(jī)旁邊

在一份新聞稿中,，COBOD的創(chuàng)始人兼總經(jīng)理Henrik Lund-Nielsen表示："我非常自豪,，像GE這樣的世界級公司愿意與COBOD合作，幫助我們提供未來的自動化建筑解決方案,。自2019年開始與GE合作以來,，作為合作的直接結(jié)果，我們的研發(fā)能力,、工程和工業(yè)技能已經(jīng)得到大幅提升,，我們非常期待繼續(xù)受益于GE的龐大資源。"

到目前為止,，兩家公司之間的合作主要集中在風(fēng)力渦輪機(jī)的3D打印底座上,，但COBOD指出，這遠(yuǎn)不是技術(shù)的唯一非住宅,、低層應(yīng)用,。COBOD已經(jīng)打印了丹麥和奧地利的辦公大樓、非洲的學(xué)校以及石油和天然氣行業(yè)的結(jié)構(gòu),。這表明,，風(fēng)力渦輪機(jī)可能只是COBOD和GE Renewable合作的開始，特別是考慮到GE Renewable母公司業(yè)務(wù)的多樣性,。

△GE在美國紐約卑爾根的新混凝土3D打印工廠的剪彩儀式

COBOD專注于混凝土3D打印的多種不同應(yīng)用：不僅是住宅,，還有公寓樓和學(xué)校；不僅是可再生能源,，還有石油和天然氣行業(yè)的更多可持續(xù)解決方案,。GE的投資將進(jìn)一步增強(qiáng)COBOD的多功能性，為混凝土3D打印開辟新的可能性,。

此外,，GE Renewable的投資不僅僅是COBOD的一個(gè)積極信號：它對整個(gè)領(lǐng)域都是的一個(gè)積極信號，意味著資金正在流入混凝土3D打印這個(gè)領(lǐng)域。

3D打印在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域有著強(qiáng)大的應(yīng)用潛力
2022年4月23日,，南極熊獲悉,，基于在航空發(fā)動機(jī)及燃機(jī)零部件3D打印上的豐富經(jīng)驗(yàn)，通用電氣旗下的再生能源公司開啟了一個(gè)新的項(xiàng)目,，使用大型的混凝土3D機(jī)來建造風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的基座,，由此來減少運(yùn)輸成本和人力成本。根據(jù)測算,，通過將一個(gè)高度為80米的5MW風(fēng)機(jī)提高至160米的高度,，風(fēng)電場運(yùn)營商可以增加至少30%的發(fā)電量。

風(fēng)能被認(rèn)為是一種清潔無公害的可再生能源,，隨著全球變暖等環(huán)境問題越來越嚴(yán)重,，風(fēng)力發(fā)電成為了一些國家的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。為了能夠充分應(yīng)用風(fēng)能,，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)都建的比較大,。建造時(shí)，需要先打地基,，就是挖出一個(gè)足夠深的坑,，再在其中搭建鋼筋結(jié)構(gòu)，最后澆筑混凝土,，整個(gè)過程需要大量的工人協(xié)同完成,。

再生能源公司希望通過混凝土3D打印的方式來建造地基。目前,，他們將以現(xiàn)有的混凝土3D打印技術(shù)為基礎(chǔ),，進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)是5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商用,。

再生能源公司表示,，通過3D打印，可以改變目前的渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu),，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,。目前，渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基座都和地面齊平,，在上面搭建大型的金屬圓柱體,。再生能源公司的設(shè)想是不僅打印基座，還會打印一部分的塔身（原來金屬圓柱的部分）,。這樣就能減少大型圓柱體的運(yùn)輸，節(jié)約運(yùn)輸成本,，并降低風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的搭建難度,。

讓風(fēng)機(jī)變得更高后，更輕則是下一個(gè)追求。最近,，GE與美國能源部建立合作,，研究使用3D打印制造風(fēng)機(jī)葉片。這個(gè)為期25個(gè)月,、耗資670萬美元的項(xiàng)目將重點(diǎn)研究如何通過低成本的熱塑性材料和3D打印技術(shù)制造一套風(fēng)機(jī)葉片的葉尖部分,。完成后，GE團(tuán)隊(duì)及其合作伙伴——橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室和美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室將對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行測試,，并將三套葉尖安裝到風(fēng)機(jī)上,。

葉尖是葉片工藝難度最大的部分，長約10～15米,，其轉(zhuǎn)速約為85米/秒,，接近音速的1/4，能捕捉風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)所需能量的40%,。對于技術(shù)創(chuàng)新的不斷追求促使GE一直在尋求改良葉片生產(chǎn)制造的方式,，包括將3D打印技術(shù)與熱成型、自動化和熱塑性材料等先進(jìn)工藝結(jié)合起來,。

目前,，風(fēng)機(jī)葉片大多是由在玻璃纖維和碳纖維中加入環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂的復(fù)合材料制成的，而使用輕型熱塑性復(fù)合材料和3D打印的葉片則具有多項(xiàng)優(yōu)勢,，包括：
1)輕型葉片可以帶動風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生更多動力,，提高風(fēng)機(jī)的發(fā)電量；
2)輕型葉片可以減輕對塔筒和輪軸的負(fù)載,，減少齒輪箱,、傳動系統(tǒng)、軸承和基座的磨損,，從而降低全生命周期成本,；
3)熱塑性材料更方便進(jìn)行拆除后的熔化和回收。

在風(fēng)電行業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí),，很多退役葉片最終都被扔進(jìn)了垃圾填埋場,，這也帶來了不容忽視的環(huán)境問題。GE可再生能源此前與環(huán)境服務(wù)公司Veolia簽署了一項(xiàng)風(fēng)機(jī)葉片回收協(xié)議,。Veolia將在回收舊風(fēng)機(jī)葉片后進(jìn)行切碎處理,，然后將其中的玻璃纖維和巴爾沙木等成分進(jìn)行混合，運(yùn)往水泥制造工廠,，作為煤炭,、沙子和粘土的替代品來生產(chǎn)硅酸鹽水泥。這種方法可以讓工業(yè)廢物“變身”水泥原材料,，還有助于減少水泥行業(yè)的二氧化碳排放量,。

新材料的使用和效率的提高可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約,，而規(guī)模化生產(chǎn)則可以進(jìn)一步幫助降本,。GE和其子公司艾爾姆風(fēng)能計(jì)劃將這項(xiàng)技術(shù)規(guī)�,；�生產(chǎn)，從而推向市場,。

葉尖部分完成后,，GE團(tuán)隊(duì)接下來還會將3D打印技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)葉片的其他部分。20多年前,，GE開始在航空發(fā)動機(jī)中引入輕型復(fù)合材料風(fēng)扇葉片,。今天，通過合作伙伴的共同努力,，我們正在把更先進(jìn)的材料技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)葉片中,，以降低風(fēng)電度電成本，提高性能,，并持續(xù)推動行業(yè)的綠色低碳發(fā)展,。