风机叶片材料的回收再利用前景分析

我国于20世纪50年代后期开始风力发电的研究工作，受限于经济、环境等因素，当时风电产业发展落后，直到20世纪末，风电产业迅速发展，这对我国达成双碳目标具有重要意义。风能是非常好的清洁能源和可再生能源，因此国内已经建有大量的风力发电站，到2021年底，全国风电累计装机容量3.28亿千瓦，在役风电机组台数超过15万台。但是根据我国相关设计标准和政策，风机的运行周期为20年。

由此可见，十四五末，将迎来首批风电退役潮。2021年，国务院发布了《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》、《“十四五”循环经济发展规划》等文件，2022年6月1日，国家发展改革委、国家能源局等9部门联合印发《十四五可再生能源发展规划》。文件中提出要推进退役风电机组叶片、光伏组件等新兴产业废物循环利用，不断健全循环利用体系，研究资源化利用的技术路线和实施路径。故积极开展叶片高质化处置应用研究，迫在眉睫。

一、风机叶片的处理方式

目前风机叶片材料主要是由环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂等热固性基体树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成，作为复合材料的叶片具有高耐腐蚀性，不溶不熔等特性。

鉴于风机叶片的材料组成，我们可以从树脂材料角度，将风机叶片的处理方式分为不分离树脂法和分离树脂法，不分离树脂法包括重复利用法、水泥窑协同处置法、机械法等，分离树脂法包括热解法、化学法等方法。下面是废风机叶片处理的几种方法简述：

(一)梯次利用技术

废弃的风机叶片进行直接加工再利用，从而改造成新的产品。废叶片可以在风电场直接加工，使其变成能够再次利用的产品，或者销售给加工厂，将废弃的风机叶片改造成标识牌、公共场所造型等。

(二)机械研磨法

机械研磨法是利用破碎机将风机材料切成碎片，这种方法会使风机材料的力学性能下降，导致被破碎的材料用于设计要求不高的产品。

机械研磨法的优点是环保、工艺简单、经济可靠，可用于商业规模化，现阶段使用机械研磨法回收利用的风机叶片已经应用到许多产业上了。

(三)化学回收法

化学回收法是一种利用催化剂或者添加剂等化学试剂对风机叶片复合材料进行分解的方法，它的原理是利用这些溶剂分解材料中的化学键，从而分解出需要的材料纤维。

但是这种方法目前主要用于实验室环境，且化学法伴随着一定的危险性，对反应条件和环境的要求也较高，无法应用到工业规模。

(四)高压碎裂

高压碎裂是使复合纤维材料在短时间内受到两个电极之间重复的电脉冲放电而解体。高压碎裂这个方法的优点就是更加清洁，所提炼的纤维材料更加的纯粹，但是这个方法在回收过程中需要的能耗很高，回收成本较大。该技术主要在实验室和中等规模生产上运用。

二、废风机叶片回收再利用前景

低碳、绿色、环保、节能是全球发展的主题。在这种大环境下，面对逐年增长的废弃风机所产生的废弃风机叶片，传统的方法已经不能满足回收要求，需要尽快有更新、更环保、利用率更高的方法来回收利用这些材料。随着这些材料的废弃量逐年增加，高质化利用是非常有必要的。

现阶段，广大从业者正在对废风机叶片的回收再利用各项技术和应用场景进行积极研究探索，相信在不久的将来，以风机叶片为代表的复合材料固废，终将实现更环保、更高效、利用率更高的目标。此外，可回收降解的新型材料也在研发中，在满足风机力学性能的同时，又能方便回收再利用。