近期，美国密歇根州立大学研究人员宣布推出最新可完全回收的风机叶片复合材料，回收后材料可加工制作成软糖。欧洲能源企业Enel Green Power公司则宣布与材料生产商ACT Blade公司合作，生产测试以特殊织物为材料的风机叶片。
全球风电装机进入高速增长期，而最早大规模开发风电的多个国家也迎来了风机报废潮，各大风机制造企业正不断加码风机叶片回收业务，打通风电低碳之路的“最后一公里”。
叶片回收需求日益增加
目前，风机叶片往往采用玻璃纤维复合材料。数据显示，风机叶片可回收率平均为85%到90%，有部分复合材料无法回收利用。同时，叶片回收起来技术工艺复杂，成本相对较高，尚没有商业化的回收办法。传统做法是，退役后的风机叶片一般只当作垃圾堆放、填埋以及焚烧。
与此同时，全球范围内风机叶片报废量却在高速增长。据欧洲风电行业协会Wind Europe发布的数据，未来5年,欧洲预计将有1.4万个风机叶片需要回收处理。
在我国，废弃风机叶片的总量也不容小觑。根据中国可再生能源学会风能专委会统计，2020年，我国退役风机叶片产生了约900吨复合材料固体废物；预计到2025年将接近5800吨，到2028年甚至可能达到7.4万吨。今年以来，我国多部门印发了相关政策指导文件，多次强调将推进风机叶片等新型固废物的回收利用。
全球风能理事会也公开表示，到2030年，全球废弃风机叶片的数量可能在当前基础上翻两倍以上。
材料、工艺不断创新
面对庞大的叶片回收需求，各国风机生产厂家都在各显神通。今年8月，美国密歇根州立大学的研究人员宣布，推出一种可用于制造风机叶片的、来源于植物的聚合物与合成材料复合而成的新材料。
这种叶片材料使用寿命到期后，能够全部分解并实现回收，回收后的材料经过特殊工艺甚至能够用于生产运动饮料、软糖等。
密歇根州立大学研制的新材料是热塑性树脂，它将玻璃纤维与植物衍生的合成聚合物相结合。由这种热塑性树脂制成的面板足够坚固耐用，可用于涡轮机或汽车。
这种材料可以被回收并重新铸造成同类型的新产品，这意味着新的风机叶片可以由废弃叶片制成。这种树脂还可以通过不同的回收工艺用于其他各种用途，例如从家用物品到糖果。
据John Dorgan博士表示：“这种树脂系统的优点是，在其使用周期结束时，可以通过溶解的方式，将其从任何基体中拆解出来，并进行循环使用。”
用风机叶片树脂制作小熊软糖是研究人员在碱性溶液中溶解热塑性树脂的结果，在这个过程中产生了乳酸钾，它可以被提纯并制成糖果和运动饮料。
John Dorgan表示：“来自植物的碳原子（如玉米或草），与来自化石燃料的碳原子没有区别。这都是全球碳循环的一部分，而且我们已经证明，可以从田间的生物质到耐用的塑料材料，再回到食品。”
ACT Blade公司则另辟蹊径，利用帆船产业使用的织物工艺取代传统风机叶片使用的玻璃纤维，不仅能够有效降低叶片重量，更能增加叶片的捕风能力，增强风机发电能力。
ACT Blade 公司首席执行官 Sabrina Malpede 博士介绍说：“ACT 叶片是一种由张紧的纺织物材料覆盖的风电叶片，它可以主动改变形状，以控制叶片的载荷。比传统的叶片要轻 32％，这使得它可以增加 10％的长度，相应地可提升 9％ 的发电量。这种创新性叶片，对市场极具‘杀伤力’，它不仅重量轻，模块化程度也高，可以使用并行制造技术生产。这将大大降低制造成本。”
这是一款重量更轻、成本更低又具有高效率的叶片，且易于回收。据悉，Enel Green Power公司已安装了三个该款新型叶片进行了测试检验。
除了材料创新之外，也有多家企业在处理工艺上发力。本刊曾发表《专访侯相林研究员：破解热固材料回收难题，“退役”风机变废为宝》一文，介绍了侯相林团队的定向解聚法——通过特定的溶剂及催化剂体系相匹配，在温和条件下选择性断裂酯键，回收降解产物双酚A二甘油醚、甲基四氢邻苯二甲酸，以及复合材料中的碳纤维等，实现酸酐固化环氧树脂基复合材料的全组分回收。
西门子歌美飒推出了回收叶片技术 ( RecyclableBlade technology），盼通过简易降解程序回收叶片复合材料，再次投入风机叶片制造流程。该计划合作伙伴为Aditya Birla Advanced Materials，由于使用专利环氧树脂系统，可以使用温和的酸性溶液回收复合材料，让风机叶片能在消费性产品、建筑或汽车产业中重复使用或重新利用。
由斯特拉斯克莱德大学机械与航空工程系开发的GRP Recycling工艺正在商业化，该工艺可对来自GRP 废料的玻璃纤维进行热回收和后处理，以获得接近原生材料质量的玻璃纤维。
今年7月，金风科技表示，在其碳中和智慧园区内落成了采用3D打印技术建造的景观花坛，使用的材料正是退役风机的叶片粉碎颗粒。成品花坛的叶片固废利用率可达到30%以上。另外，维斯塔斯、通用电气等风电整机制造商也已宣布，将打造“零废弃风机”，以最大限度地利用材料的价值。
商业化回收尚存挑战
风机叶片回收路径不断拓宽，回收技术也不断成熟，但要实现大规模、商业化回收风机叶片尚不容易。
与此同时，风机大型化趋势带来的叶片大型化也给叶片回收带来新挑战。近年来，风机叶片长度和重量都在不断增加，从此前的30米、40米增至现在的100米以上，叶片运输难度不断增加。
对于风机叶片回收市场的前景，内人士认为，应尽快打破各行业之间的壁垒，实现风电与其他行业的合作，同时应加大研发创新投入。
