风电叶片的报废回收一直都是风电设备循环利用的“老大难”问题，随着政策暖风频吹、新技术不断突破，风电叶片回收再利用前景逐渐“拨云见日”，全生命周期绿色化进程提速。
近日，国内主要风电叶片生产商中材科技披露2023年ESG报告。报告显示，通过开展固体废物减量活动，去年该公司单位叶片产量固废同比降低17.26%。同期，另一风电叶片生产商时代新材也在2023年ESG报告中披露，借助制造工艺提升、清洁技术以及节能降耗举措，该公司叶片制造产生的二氧化碳排放量减少4000吨左右。
风电叶片的报废回收一直都是风电设备循环利用的“老大难”问题，随着政策暖风频吹、新技术不断突破，风电叶片回收再利用前景逐渐“拨云见日”，全生命周期绿色化进程提速。
叶片生产工艺不断改进
记者了解到，风电叶片主要原材料包括树脂基体材料、增强材料、夹芯材料等，从目前来看，部分金属结构以及稀土金属等高价值基本可实现回收，但热固性树脂基嵌入玻璃纤维或碳纤维的复合材料却存在回收成本较高、价值相对较低的挑战。
随着全球范围内风电装机容量不断增长，设计寿命为20—25年的风电叶片也即将迎来大规模报废潮，去年底，中英两国研究人员在《自然》子刊上发布最新研究称，目前国内外回收应用于风电叶片中玻璃纤维的技术虽种类多元，但实际上并不是都同时具备环境可持续和商业推广优势，而根据现有产能和装机趋势，到2050年我国可能会产生770万到2310万吨风电叶片废弃物，这也将对风电产业带来不小负担。另据业界估计，如果没有找到有效的解决方案，到2050年，预计全球将累积4300万吨退役叶片。
面对行业共同难题，各大风电设备以及零部件生产商已开始行动，从公布的ESG报告以及2023年度业绩报告来看，在生产工艺、生产材料等初始环节创新成为了一大普遍选择。
中材科技披露称，该公司2023年下线了近百米级热塑性复合材料风电叶片，利用阿科玛集团的热塑性可回收树脂制作而成，是国内目前较先进成熟的热塑性可回收叶片，刷新全球热塑性复合材料风电叶片长度纪录。时代新材则披露称，该公司自主研制并下线了全球第一款可回收热固性树脂叶片，实现公司在风电叶片新材料应用方面的全新突破。此外，明阳智能也在2023年宣布下线了长度为75.7米的热固性树脂叶片，实现了95%以上的叶片材料回收比率。
后处理新手段持续涌现
除了从生产环节推动回收，叶片后处理环节也创新不断。金风科技相关负责人在接受《中国能源报》记者采访时表示，目前市场上对于固废叶片处置主要采用循环制包装箱和机械研磨两种方式，金风科技采用的是退役风机叶片沿“就地回收—就地破碎—粉筛配料—固废3D打印—制成成品”链条，已形成完整的、规模化的配套产业链，这也为叶片回收利用开辟了新方向。
据上述负责人介绍，这项技术将风机叶片固废转化为3D打印的原材料，借助3D打印产业就可实现对叶片固废的规模化消纳。此技术还可选择与风电场周边的建筑项目合作，应用移动式3D打印机器人，实现叶片固废的就近生产与消纳，减少长距离运输带来的成本。测算显示，以叶片材料作为3D打印材料原料，在设计建设880平方米的风电场园区基础设施项目中，对比传统行业材料成本可降低10%，叶片使用量则可达约103吨。
更为值得注意的是，一度成为难题的环氧树脂分解问题也在近期得到了突破。去年4月，丹麦奥胡斯大学与丹麦技术研究所研究人员在《自然》期刊上发布最新复合材料研究成果，提出可利用钌基催化剂，在特定条件下可打断环氧树脂中碳氧化学键，能够实现玻璃纤维和环氧树脂的分离，进而实现材料级的回收和再利用。
上述研究人员表示，通过对市面上多种报废叶片材料进行实验，使用过渡金属催化这一方式能够让叶片化学回收方式成为可能。
全生命周期绿色化提速
在叶片生产商LM风电可持续部门主管凯特琳·胡贝尔看来，与其他行业相比，风电行业产生的复合材料废弃物总量小很多，但行业仍应确保风电机组使用的所有材料都有可持续的回收解决方案。从目前行业实践来看，风电叶片行业仍应寻求更具成本效益的解决方案。
在我国新能源产业快速发展，风电设备大规模应用的大背景下，去年7月，国家发改委等部门发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》（下称《指导意见》），提出将加强产业链上下游协同，促进退役风电、光伏设备循环利用，实现资源利用效率最大化。
《指导意见》明确提出鼓励再生利用企业开展退役风电、光伏设备精细化拆解和高水平再生利用，重点聚焦风电机组中的基础、塔架、叶片等部件，支持龙头企业针对复杂材料加快形成再生利用产业化能力，重点聚焦风机叶片纤维复合材料。同时还强调，将健全标准规范体系，加快研究以填埋、焚烧、回收利用等方式处理废弃风机叶片的环境影响，针对污染控制问题研究制定污染防治技术规范。在业界看来，该文件的发布正是为我国风光设备循环利用提供了“路线图”。
金风科技相关负责人告诉记者，目前在行业内风电机组资源再生还处在摸索阶段，以简单分解报废回收为主，面向未来，可参考汽车行业的成熟处置体系，进行多场景应用，跨界融合将部件“升级使用”和“降级使用”并联，实现绿色回收的同时，增加残值最大化收益。
来源：中国能源报
