退役叶片现状
众所周知，随着我国风电行业抢装潮如火如荼的开展，风力发电在我国能源结构中的地位越来越突出。自上世纪90年代风力发电产业开始进入到规模化发展阶段以来，我国采取了比较明确的激励政策和措施来推动风电的规模化发展。截止到2019年，我国新增并网风电装机2574万千瓦，累计并网装机容量达到2.1亿千瓦，占全部发电装机容量的10.4%。风电叶片作为风电机组的关键核心部件之一，其应用和需求增长也必将越来越显著。目前我国风电叶片大多采用纤维增强热固性树脂基复合材料（玻璃钢）制造，该材料具有比强度高、耐疲劳度高、耐腐蚀性和耐气候性好等诸多优点，其服役寿命一般为20～25年。
随着时间的推移，90年代之后装机的风电机组会陆续退役，将会产生大量废弃风电叶片。风电叶片多采用的热固性增强复合材料，第一次受热时会软化，呈熔融态，易于成型，但一经成型固化后，再次加热不再软化、熔融，当温度过高时会发生分解，因此难以进行二次应用，而且其化学性质极其稳定，可以几十年甚至上百年不腐。
国内目前针对退役叶片大都采用填埋、堆放等方法，这不仅占用大量土地，还会由于有毒物质的析出而污染土壤和地下水，造成严重的环境污染。当前，运行于我国西北、东北、华北等地区风电场的早期投运叶片已开始陆续退役。根据装机量估算，我国在2018年大约有0.57万吨退役叶片存量，随着退役叶片数量逐渐增多，预计到2022年，将产生5.9万吨退役叶片和废料，并且退役叶片数量在5～8年内将会成倍增长。因此，如何对退役风电叶片进行无害化处置，减小环境污染，已成为了当前风电行业面临的巨大考验。同时，如果在无害化处置基础上将退役叶片进行资源化利用，便可实现变废为宝，为循环经济产业链增添新的动力。
无害化的处置方式
国际上通用的退役风电叶片处置方式有堆放、掩埋以及回收利用等，其中对环境危害最小的是回收利用方式。回收利用方式包括物理回收、化学回收、能量回收三种。物理回收，即采用物理的方法将风电叶片处理加工成可再次利用的材料如粉末纤维等，替换某些产品中的低价值填料。由于选择替代的是低价值的填料部分，退役风电叶片肢解及破碎成本的总和并不优于被替代填料的开采加工成本，且性能低于被替代的填料。化学回收，即采用化学的方法分离出风电叶片中的可用部分，剩余部分采用物理回收方法再行处置。根据分离出可用部分的不同，化学回收又可分为热解和活化两种方式。化学回收成本很高，处理后的产物价值较低。化学回收中的热解成本高达1500元/吨，热解后的低分子类化工原料价值低且量少，热解后的玻璃纤维仍含大量树脂残留物无法直接回用。化学回收中的活化成本高达3000元/吨，但无法分离出纯粹的树脂，只是活化后的粉末具备一定的树脂作用，活化粉末实用价值很低。能量回收，即采用焚烧的方法回收退役风电叶片中的可燃部分，并将燃烧后的产物进行物理回收方法处置或掩埋。能量回收不仅设备投资较大，风电叶片中可燃部分较少且热值低，所以能量回收实用性不强。
国外发展现状
不仅我国发展退役叶片无害化处置和资源化利用迫在眉睫，欧洲风电分行业也加快了叶片回收利用步伐。日前，欧洲风电行业协会WindEurope、欧洲化学工业委员会，以及欧洲复合材料工业协会三家机构联合发布报告称，未来三年里，欧洲将有超过1.4万个风机叶片需要报废回收，但目前欧洲风电行业内尚没有经济可行的大规模拆解回收风机叶片的方案。据了解，在德国、奥地利、芬兰以及荷兰等国均已对退役叶片的处理进行立法，收紧复合材料处理法规，禁止直接堆放或填埋。报告指出，风机叶片全生命周期需结合设计、测试、维护、升级以及适当的回收技术，以确保能够在材料的使用年限中实现最大价值。
“在向循环经济转型的过程中，化工行业将扮演决定性的角色，新材料的投资开发将能够让风电叶片变得更加可靠、可回收利用。”欧洲化学工业委员会总干事Marco Mensink指出。欧洲复合材料工业协会主席Roberto Frassine则表示：“相互合作才能产生创新成果，我们将共同期待风电领域叶片回收技术的进展。风电行业一直以来都是复合材料的应用前沿，风电本身对于可持续能源发展具有重要意义。希望通过合作，风电行业也能够像欧洲的建筑、基础建设等领域一样形成可靠的行业标准。”
未来发展方向
对于我国的资源化处理退役风电叶片工艺，关键问题是如何实现在肢解阶段的低成本切割，破碎阶段能够高效破碎，解决处理阶段各种处理方式的经济性评价，以及之后的应用阶段的后物料规模化应用等问题。已有研究表明，在退役风机叶片的应用技术研究方面，通过采用物理回收的方法，将退役风机叶片直接破碎，筛选出总质量70%的玻璃钢纤维用作建筑材料的增强纤维；筛选后占总质量20%玻璃钢粉末应用于地坪路基和房基的填料、环氧地坪的增强材料或防腐漆的填料、热塑性增强材料增强剂、水泥添加剂以替代硅粉、矿粉、粉煤灰等产品。筛选后占总质量4%芯材（PVC或巴沙木）直接卖出，获取收入。另外，在设备产业化研究方面，通过高效设备利用高速剪切、冲击、挤压以及颗粒互相碰撞作用，在合适的粉碎工艺参数下，可以使热固性塑料的微观结构和颗粒形貌发生变化，实现热固性塑料的机械粉碎再生利用，粉碎颗粒料可以替代部分原料用于制备玻璃钢板型材，也可部分取代玻璃纤维增强塑料夹砂管中间层的石英砂。
开展退役叶片高效环保的回收再利用的技术研究已经迫在眉睫。需加大政策和资金的支持力度，需尽快建立回收标准体系、监管认证体系，确保实现全过程环保、实现循环经济、实现高值化利用。在未来退役风机叶片的无害化处理中，通过考虑经济、社会、环保效益，优化资源化回收利用技术，突出解决回用方法的技术路线、设备产业化以及后物料的规模化应用等难题，抓住机遇推广发展，相信在不久的将来退役风电叶片退役产业链将具有非常广阔的市场前景。
