为风能“携来”专业技术

可再生能源在我们的生活中变得越来越重要。各种主要的可再生能源——太阳能、风能、水能和其他——都有自己独特的要求。对于风力发电来说，风力涡轮机有非常特殊的涂层需求，因为需要保护涡轮机免受恶劣环境的影响。

作为世界领先的防护涂层制造商和供应商之一，海虹老人为地球上一些极端恶劣条件下的建筑体提供防腐蚀方面的保护。

“我们从一开始就是风能行业的合作伙伴，我们的涂料保护着世界上许多风电场。”海虹老人可再生能源和性能的原始设备制造商部门的全球负责人 David Heal 这样表示。

他指出，商业风电于1970 年代和 1980 年代在丹麦率先开始发展，而海虹老人从最一开始就参与了其发展。
“依托位于在哥本哈根的总部和研发中心，我们在涂料供应商中处于独特的地位，能够专注于风能领域，了解客户的需求，并与他们合作开发具有行业针对性的非常具体的解决方案。”Heal 补充道。

“这种合作方式今天仍在继续，随着风能行业的发展，我们也在发展。”他指出， 我们继续与主要行业参与者密切合作，在项目上进行合作，以提高效率、减少环境影响并在全球范围内发展该细分市场。”

Heal 估计，全球大约 50% 的风力涡轮机都使用了海虹老人的保护涂层。需要涂层的不仅仅是叶片——海虹老人为整个风力涡轮机，包括塔架、叶片、基础和机舱以及更多的部分提供涂层解决方案。

“风能行业的资产保护不仅仅与涡轮机有关。”Heal评论道，“风力发电场非常复杂，具有多种结构，包括变电站、建筑物和服务基础设施，以及用于海上设施的港口设备和船只。而我们为所有这些资产提供涂层。”
Heal认为风能行业的规模和重要性正在迅速上升，这也导致它在涂料开发中十分具有活力。

“例如风力涡轮机塔架传统上由钢或混凝土制成。”他补充道，“然而现在却越来越多地由包括复合材料在内的不同基材制成。我们在游艇行业等其他涂料领域的经验，对于开发涂料解决方案以保护这些基材免受风电场恶劣环境的影响是非常宝贵的。”

“这个行业也变得越来越全球化。”Heal继续说道，“风电场项目通常是跨国的，在世界不同地区建造不同的元件。为确保涂料供应和性能的一致性，以及遵守相关标准，这些项目需要一家了解复杂细节并在全球范围内协调当地团队的全球涂料供应商，而这些团队可以根据需要提供产品、服务和建议。凭借我们的经验和全球影响力，海虹老人具有独特的优势来满足这些需求。”

选择涂料的关键

毋庸置疑，耐用性是客户对涂层的最大要求。由于风电场位于平时难以接近的位置，通常在海上或偏远的内陆地区，所以耐用度越高越好。

“涡轮机停机进行维修的成本非常高。”Heal指出，“因此，风能行业的建筑体都需要经过涂层处理，以确保尽可能长时间地防止腐蚀。取决于环境的不同，风力涡轮机预计可以使用25年——在此期间，涂层体系几乎不需要维护。目前正在讨论将海上装置的使用寿命延长至35 年。”

Heal指出风能行业中要考虑的“耐用性”远比我们想象的要多。停机的代价高昂，而高效就是关键。
“风力涡轮机制造商、运营商和业主的真正需求是找到更高效的解决方案，降低每千瓦时风能的总成本，使其与其他能源行业一样具有经济竞争力，或者更具有竞争力。”他补充道，“这意味着风力涡轮机制造商、运营商和所有者必须提高整个价值链的效率。”

“因此，耐用性是关于延长风力涡轮机的使用寿命并减少或消除维护——这两者都可以提高投资回报。与此同时，由于使用了干膜厚度更薄、更易于应用、更耐受且具有快干系统的涂料，应用过程中的效率得到了提高，提高了生产力的同时降低了单位生产成本。这一切都能够降低每千瓦时风能的总成本。”

再加上诸如ISO 12944等可持续性要求和标准，选择正确的涂层将会变得很复杂。

“陆地和海上风力涡轮机面临的挑战也各不相同，需要专门配制的涂层解决方案。”Heal说，“这就是为什么原始设备制造商与其涂料供应商密切合作以确保在制造点应用最合适的涂料至关重要的原因。通过应用正确的涂层，可以在生产过程中降低应用成本和 VOC 排放，并且可以通过抵御环境腐蚀对资产进行终身保护。”
Heal举了两个例子来说明正确选择涂层如何对风力涡轮机产生巨大影响。

“我们最近对丹麦奥胡斯郊外的Thunoe Knob海上风电场进行了一次检查，该风电场于1995年由海虹老人进行了涂覆保护。”Heal说，“作为世界上使用时间最长的装置之一，Thunoe Knob 证明了使用正确涂层体系的重要性。我们随机选择10台涡轮机中的4台，并通过目视检查、摄影记录和干膜测量进行评估。尽管已有 20 多年的历史，但检查发现其内部和外部涂层系统都处于良好状态，预计至少还能再使用 10 年。这表明涂层的实际寿命超过 30 年 。”  

“同年，位于丹麦埃斯比约市附近北海的 Horns Rev 1 风电场也接受了检查。在这个充满挑战的地方，环境被 ISO 12944-Part 2 标准归类为 C5 M等级——这是一种腐蚀性极强、盐度高的海洋环境。我们再次随机选择了四台风力涡轮机并对其进行了评估，发现其外部和内部涂层表面处于最佳状态。从总体结果来看，估计涂层系统的使用寿命至少为 27 年。”

“这两个例子都表明，正确的涂层系统可以延长风电场的使用寿命并减少维护，从而降低风电场整个生命周期内能源生产的总体成本。”Heal 总结道。

应用于风力涡轮机的海虹老人产品

Heal指出，海虹老人已经与整个风力供应链中的领先企业合作，专门针对风力涡轮机所需的所有涂料产品种类，开发了定制产品。
其中就包括了4774D，这是一种两层涂层风塔保护体系，其干燥速度比同等的三层体系快30%。这有助于消除生产瓶颈、提高产量并降低干燥室成本。两层涂层体系还意味着更低的 VOC 排放和更少的油漆和废弃物，这些都有助于降低风塔生产的总体成本。

“自 2008 年首次推出以来，4774D 已有效地成为行业标准。如今，大约 80% 的使用两层体系的生产商选择海虹老人。”Heal说，“4774D 体系最近进行了优化，我们用不断改进的富锌底漆 Avantguard 替换了现有底漆。凭借其独特的三重激活机制和获得专利的 Avantguard 技术，它提供了卓越的防腐蚀保护。”

“过去，风能行业中的高耐久性涂料系统基于富锌环氧底漆。然而，这些涂层的涂抹既困难又耗时。”Heal 补充道，“这会影响涂抹的效率，导致每单位更高的建筑成本。海虹老人的 Avantguard 活性锌底漆克服了这些挑战，事实证明它们具有与等效的富锌环氧树脂相同或更好的腐蚀保护，但涂抹更容易、更快。”

“Avantguard 底漆卓越的防腐性能可将系统寿命延长多达50%，从而降低或消除涂层维护成本并延长资产寿命。”他指出，“此外，提供相同甚至更高的保护，更薄的干膜厚度就意味着使用更少的油漆。因此，与基于传统富锌环氧树脂的系统相比，它可以降低多达15%的材料成本。与此同时，更短的干燥时间可以将应用时间减少多达30%，而更好的应用容差能提高质量。所有这些都将降低建设和运营期间的单位总成本。”

海上风电基座面临着不同的挑战，在飞溅区（由于潮汐、波浪和洋流，时而被淹没时而暴露在大气中的区域）具有极其恶劣的条件。Heal 报告说，海虹老人用于这些领域的产品满足最严格的 NORSOK M501 认证要求，同时确保提供对施工方和业主都很重要的关键属性。

“Hempadur 35620 是我们的无溶剂环氧树脂系统，它提供出色的防腐蚀保护，但也具有环境效益，因为它100%固含量，几乎不含挥发性有机化合物 (VOC)，”Heal 补充道， “Hempadur Multi-Strength 45703/45753 是一种高固体份的环氧树脂体系，它也提供出色的腐蚀保护，在过去 20 年中已应用于超过 100 万平方米的海上建筑体。我们将继续为所有风电领域开发新产品，以提高生产力、减少对环境的影响并最大限度地延长使用寿命。”

风电行业涂料面临的挑战

风力涡轮机位置僻远，尤其是在海上，对任何涂层系统都是一种环境考验。Heal 指出，随着海上风电技术的发展和风电场从海岸线进一步深入海洋，天气条件可能更加极端，进行维护变得更加困难和昂贵。

“这本身需要最具能力和最成熟的产品，但也可能引入对保守市场具有挑战的创新技术。我们将通过专注于开发创新解决方案来推动长期绩效，同时优化供应链的流程和成本效率，从而继续推动这一目标。”Heal 说。
风力涡轮机环境中有一个特殊部分对涂层提出了独特的挑战，那就是涡轮叶片的前缘。

“风力涡轮机将留在原位长达25 年，其中一些部件根本不需要维护。”Heal 说，“相比之下，前缘每隔一到两年就需要维修一次，因为它会以高达每小时 600 公里的速度不断切割雨水、盐雾、昆虫和冰。 前缘的不良表面会对涡轮机性能产生巨大影响，例如气流受到影响减少能量的产生。”

“此外，维护和资产停机时间成本高昂。因此，就生产、维护和发电而言，高质量的风机叶片涂层是风电场效率的关键。这就是海虹老人专门为叶片开发解决方案的原因。”Heal 指出。

当然，在为风能行业研制特定涂料时，除了风电场本身之外，还有更多需要考虑的因素。与所有行业一样，风能正在努力提高其整体可持续性。除了海虹老人涂层系统提供的更高耐用性（可延长资产寿命并减少与维护相关的排放）之外，风能客户还希望在应用过程中降低 VOC 排放。在保持耐用性的同时降低 VOC 排放是海虹老人在所有领域——包括船舶、发电和基础设施——不断努力的关键技术挑战。

降低应用过程中的VOC可以通过调整工作流程来实现。与此相关，海虹老人的技术服务已被证明对许多客户来说是无价的。他们提供一系列专注于提高生产和维护效率的服务。其中包括与客户合作优化应用流程，以降低成本、浪费和排放。海虹老人的服务还有助于提高应用程序质量，从而延长资产正常运行时间和维护间隔。

合作伙伴关系的重要性

Heal 指出，海虹老人最近推出了一项到2025年实现收入翻番的战略，该公司认为合作伙伴关系是实现这一目标的关键。

“多年来，我们通过提供可靠的产品和服务赢得了客户的信任。我们现在通过与客户合作，共同开拓新服务、数字技术和产品，将这一点提升到另一个层次。我们将与合作伙伴分享我们获得的知识和经验，并共同开发新的解决方案，在可持续性和盈利能力方面为他们的业务增加深层价值。”Heal 补充道。
与 GRI可再生工业达成最新战略合作伙伴关系就是一个很好的例子。GRI可再生工业是风电行业塔架和法兰的领先制造商，此次合作将加强两家公司的长期合作。

“战略合作伙伴关系的重点是提高可持续性、降低成本和延长风塔的使用寿命——为了 GRI 可再生产工业和整个行业的发展，”Heal 说， “我们的目标是将表面处理成本降低10%，并将应用过程中的 VOC 排放降低多达 50%。 双方都为合作伙伴关系带来了独特的知识和经验——不仅在技术方面，而且在商业知识方面。”

“去年，我们与维斯塔斯公司建立了类似的战略合作伙伴关系，旨在降低表面处理成本并开发更可持续的涂层解决方案，”Heal 补充道，“与此同时，我们将帮助维斯塔斯保持竞争力，使之完成到2030年实现二氧化碳中和的雄心。”

“作为合作伙伴关系的一部分，我们确定了多项举措，可以减少维斯塔斯位于科罗拉多州普韦布洛的工厂的二氧化碳和废物，该工厂是世界上最大的风塔制造设施之一。在这里，我们将通过与维斯塔斯合作探索新的数字解决方案，迈出合作的第一步。初步计算表明，这将有可能降低工厂的表面处理成本，同时还将与表面处理相关的二氧化碳排放量减少约60%（相当于每年 1,100 吨二氧化碳当量）。”Heal 总结道。

为未来做准备

最终，海虹老人希望通过可持续的涂料解决方案塑造更光明的未来。
“这是我们作为一家公司的目标。”Heal 说，“不仅因为这是正确的做法，还因为它具有良好的商业意义，而且我们的客户、员工和其他利益相关者都需要它。”

“今年早些时候，我们推出了一个面向未来的框架，它清楚地阐述了我们在可持续发展各个方面的立场和抱负。”Heal 继续说道， “举几个例子，我们的目标包括实现碳中和、实现零垃圾填埋，并帮助我们的客户在 2025 年之前将其二氧化碳排放量减少多达 3000 万吨。我们还承诺按照SBTi组织（基于科学的目标倡议）的路线以 1.5℃升温控制为目标。”

根据国际可再生能源机构 (IRENA) 的说法，实现《巴黎气候协定》 1.5℃的升温控制目标将需要一系列可再生能源部门和技术的显著加速。为了实现2050年的目标，陆上和海上风电成为主要的发电来源，需要产生全球总电力需求的三分之一以上（35%）。据国际能源署（IEA）称，理论上，仅海上风能资源就足以满足全球电力需求总量的 18 倍。

“然而，对这种潜力能源的利用仍然是一个挑战。”Heal这样认为，“提供一些背景信息，风电市场的份额较小，如今海上风电仅占全球发电量的 0.3%，总装机容量29GW。根据 IEA，目前的预测是海上风电装机容量到 2030 年将达到 190GW，到 2040 年将达到 350GW。正如数字所显示的那样，还有很多工作要做。但是，作为风能行业涂料解决方案的领先供应商，我们决心发挥自己的作用，帮助可再生能源装置尽可能具有成本效益和可持续性。”

来源：荣格-《涂料与油墨-中国版》


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