株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司射陽工廠堆場，長長的風(fēng)電葉片整齊排列。日前，全國首套可回收風(fēng)電葉片從這里出發(fā)運(yùn)往風(fēng)場。這套82米長的可回收熱固性樹脂葉片TMT82順利發(fā)貨，標(biāo)志著我國在風(fēng)電行業(yè)退役葉片循環(huán)利用技術(shù)上的重大突破。

據(jù)射陽中車風(fēng)電葉片工程有限公司工藝副經(jīng)理梁冰介紹：這是我國首套可回收熱固性樹脂的風(fēng)電葉片。

在全球可再生能源需求日益增長的背景下，風(fēng)力發(fā)電是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型重要支柱之一。然而，隨著風(fēng)電設(shè)施的廣泛應(yīng)用，退役風(fēng)力渦輪葉片的處理問題逐漸浮出水面。這些葉片由玻璃纖維、碳纖維等復(fù)合材料制成，具備耐久性、輕量化特性，但在生命周期結(jié)束后，卻因其難以降解，對環(huán)境構(gòu)成挑戰(zhàn)。過去，對退役葉片業(yè)內(nèi)普遍采用焚燒或填埋處置手段，即便是采用物理破碎的方法，產(chǎn)生的樹脂粉末、短纖維等產(chǎn)物附加值低，應(yīng)用場景極為有限，無法從根本上解決退役葉片處置問題，導(dǎo)致碳排放加劇。

數(shù)據(jù)顯示，2025年至2030年，我國將出現(xiàn)第一波風(fēng)機(jī)退役高潮，龐大的退役葉片規(guī)模，對技術(shù)創(chuàng)新提出迫切要求。為解決這一難題，行業(yè)內(nèi)一直在進(jìn)行項(xiàng)目攻關(guān)。TMT82葉型創(chuàng)新性采用可逆化學(xué)鍵樹脂體系，在保持傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，通過定向化學(xué)解聚技術(shù)實(shí)現(xiàn)“樹脂—纖維”高效分離，從而達(dá)到葉片材料回收的目的。

“風(fēng)電葉片材料中，玻璃纖維、碳纖維是骨架，樹脂為血液，融入葉片全身。”株洲時(shí)代新材料公司風(fēng)電產(chǎn)品事業(yè)部開發(fā)中心工程師黃逸舟解釋說，傳統(tǒng)葉片采用的環(huán)氧樹脂，像一款強(qiáng)力膠將各個(gè)零部件黏住，難以拆解回收，而新型葉片每個(gè)零部件都可以拆卸。

TMT82型葉片已具備批量生產(chǎn)能力，這是否標(biāo)志著退役風(fēng)電葉片帶來的環(huán)保難題已得到解決？黃逸舟說，葉片廠商研發(fā)生產(chǎn)的每一款產(chǎn)品都需要市場來檢驗(yàn)，新技術(shù)帶來的成本增加，有可能會(huì)導(dǎo)致購買方望而卻步。

盡管新產(chǎn)品會(huì)帶來風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，但可回收葉片前景廣闊?！翱苫厥諢峁绦詷渲~片退役時(shí)的固廢量將大幅減少，規(guī)避有毒有害氣體排放，相較傳統(tǒng)葉片，單支TMT82型葉片全生命周期碳足跡可減少27噸以上?！笔∩缈圃簠^(qū)域現(xiàn)代化研究院副院長程俊杰建議，在“雙碳”戰(zhàn)略和歐盟碳關(guān)稅實(shí)施背景下，企業(yè)應(yīng)加大針對退役葉片可循環(huán)利用技術(shù)的研發(fā)，地方政府也應(yīng)加大支持力度，推動(dòng)新能源行業(yè)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展。

作為全省、全國重要的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)集聚地，鹽城海上風(fēng)電整機(jī)產(chǎn)能約占全國的40%以上，葉片產(chǎn)能約占全國20%，已成為全球海上風(fēng)電裝備綜合產(chǎn)能最大的基地之一。射陽在鹽城最早規(guī)劃布局零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，已有中國中車、遠(yuǎn)景能源等風(fēng)電行業(yè)龍頭企業(yè)落戶。

風(fēng)電葉片回收難在哪里？

大型風(fēng)電葉片回收的難點(diǎn)集中于材料不可逆性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與政策缺失四維矛盾。

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材料特性帶來的根本難題

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熱固性樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性

風(fēng)電葉片常用的環(huán)氧樹脂，在固化后會(huì)形成穩(wěn)固的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵能頗高，以 C-O 鍵為例，鍵能大約在 360 kJ/mol，C-N 鍵能約為 305 kJ/mol 。如此高的鍵能使得常規(guī)的物理或化學(xué)手段很難將其破壞。并且，玻纖或者碳纖維與樹脂之間借助化學(xué)偶聯(lián)劑形成了高強(qiáng)度的界面，其剪切強(qiáng)度大于 30 MPa。在進(jìn)行機(jī)械分離時(shí)，由于界面結(jié)合力強(qiáng)，極易造成纖維斷裂，斷裂后的纖維長度往往小于 5 mm，這極大地影響了纖維的性能和后續(xù)使用。

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復(fù)合材料異質(zhì)性

風(fēng)電葉片是多種材料的復(fù)合體，其中包含玻纖、碳纖維、芯材泡沫以及粘接膠等。當(dāng)對這些材料進(jìn)行混合回收時(shí)，會(huì)導(dǎo)致回收產(chǎn)物的純度較低。以芯材 PET 泡沫為例，它與樹脂混雜后，需要額外進(jìn)行分選，這一過程會(huì)使成本增加 30% 以上。不同材料的物理和化學(xué)性質(zhì)差異較大，使得在回收過程中難以采用統(tǒng)一的處理方法，進(jìn)一步加大了回收難度。

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技術(shù)瓶頸與工藝挑戰(zhàn)

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機(jī)械回收：低值化困局

機(jī)械回收主要是將葉片粉碎，然而這一過程會(huì)導(dǎo)致纖維性能退化嚴(yán)重。粉碎后的短玻纖長度通常小于 1 cm，其增強(qiáng)效率僅僅是原生纖維的 20 - 40% 。由這些短玻纖制成的再生復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度小于 100 MPa，而原生材料的抗拉強(qiáng)度則大于 500 MPa 。性能的大幅下降使得再生材料的應(yīng)用場景極為受限，目前主要用于低端建材領(lǐng)域，如水泥填料。其經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，每噸價(jià)格不足1000 元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法覆蓋每噸約 2000 元的回收成本。

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熱解技術(shù)：能耗與纖維損傷

熱解技術(shù)要實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂的完全熱解，需要溫度高于 600℃，如此高溫使得能耗高達(dá) 5 - 8 kWh/kg，處理每噸葉片的成本超過 3000 元。在熱解過程中，玻纖的拉伸強(qiáng)度會(huì)下降 40 - 60%，從原本的 2400 MPa 降至 1000 - 1400 MPa 。碳纖維在高溫下表面容易發(fā)生氧化，導(dǎo)致其與樹脂的界面性能惡化，這不僅影響了纖維的回收質(zhì)量，也限制了熱解技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的推廣。

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化學(xué)回收：工業(yè)化障礙

化學(xué)回收中的超臨界流體技術(shù)，例如使用超臨界甲醇，其設(shè)備投資超過 5000 萬元。而且在一些化學(xué)回收方法中，會(huì)用到貴金屬催化劑，像釕，價(jià)格高達(dá) 200 元 /g 以上，這極大地增加了回收成本。此外，化學(xué)回收過程中產(chǎn)生的酸性降解液，如硝酸，會(huì)產(chǎn)生含氮氧化物廢氣，對這些廢氣進(jìn)行處理的成本會(huì)使整體回收成本增加 15 - 20% ，這些因素嚴(yán)重阻礙了化學(xué)回收技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)程。

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可回收樹脂技術(shù)：性能與成本平衡

動(dòng)態(tài)共價(jià)樹脂，如 CDN，在耐濕熱性方面存在不足。當(dāng)處于 80℃/95% RH 的環(huán)境下 48 小時(shí)后，其強(qiáng)度下降超過 20% 。熱塑性樹脂，像 Elium，雖然在可回收方面有優(yōu)勢，但其粘度較高，在灌注過程中，時(shí)間比環(huán)氧樹脂長 30%，這導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本，如何在性能與成本之間找到平衡是可回收樹脂技術(shù)面臨的關(guān)鍵難題。

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經(jīng)濟(jì)性與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同問題

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成本 - 收益倒掛

機(jī)械回收成本每噸約 2000 元，熱解回收成本每噸約 3000 元，化學(xué)回收成本每噸更是高達(dá) 5000 元 。而回收得到的再生材料收益卻不理想，玻纖粉每噸價(jià)格小于 1000 元，短碳纖維每噸價(jià)格在 1 - 2 萬元，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原生材料的價(jià)格，原生玻纖每噸約 4000 元，原生碳纖維每噸高達(dá) 15 萬元 ，這種成本與收益的倒掛使得回收企業(yè)面臨巨大的經(jīng)濟(jì)壓力。

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市場需求不足

再生玻纖的應(yīng)用場景有限，全球范圍內(nèi)僅有 10% 的建材企業(yè)愿意接受再生玻纖，并且添加比例小于 15% ?；厥諛渲瑔误w需要重新合成，但是對其純度要求極高，需大于 99%，技術(shù)門檻過高，導(dǎo)致閉環(huán)利用困難，市場對回收材料的需求難以有效拉動(dòng)。

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產(chǎn)業(yè)鏈割裂

在風(fēng)電葉片回收產(chǎn)業(yè)鏈中，葉片制造商、風(fēng)電場業(yè)主以及回收企業(yè)的責(zé)任主體劃分并不清晰。在中國，80% 的退役葉片仍然由業(yè)主自行處理，缺乏專業(yè)的回收渠道和技術(shù)。而且，從區(qū)域分布來看，中國西北地區(qū)如新疆，風(fēng)電場較為集中，但回收企業(yè)大多分布在東部地區(qū)，這使得運(yùn)輸成本占比超過 30%，嚴(yán)重影響了回收效率和經(jīng)濟(jì)效益。

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政策與標(biāo)準(zhǔn)缺失

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法規(guī)執(zhí)行力度不足

歐盟在 2016 年就禁止填埋風(fēng)電葉片，然而各成員國的執(zhí)行情況差異較大。德國的回收率超過 50%，而希臘仍然依賴填埋的方式處理退役葉片。在中國，目前還沒有強(qiáng)制的回收法規(guī)，2023 年僅有 30% 的退役葉片進(jìn)入正規(guī)回收渠道，大量葉片沒有得到妥善處理。

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標(biāo)準(zhǔn)體系不完善

全球范圍內(nèi)缺乏統(tǒng)一的再生材料認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，例如對于?“再生碳纖維”，其短纖維含量、表面活性等指標(biāo)沒有明確的界定。在碳足跡計(jì)算方面，葉片全生命周期碳排放核算方法也未統(tǒng)一，這使得在參與碳交易市場時(shí)面臨諸多困難，無法通過碳交易激勵(lì)企業(yè)積極參與回收。

（轉(zhuǎn)自：復(fù)材網(wǎng)）