近期，由丹麦技术大学协调的14个合作伙伴组成的Blades2Build项目开始运行。该项目从2023年1月开始，为期三年，项目由欧盟通过欧盟委员会提供资金，名为HORIZON-CL5-2022-D3-01-02，旨在展示创新材料、供应周期和回收技术，以提高风能技术的整体循环性，减少关键原材料的使用，并将探索风力涡轮机叶片制造过程中产生的废弃物的循环利用方案。

艾尔姆和GE可再生能源将带来循环性、风电场管理方面的专业知识，并将支持推广退役叶片和叶片制造废弃物循环解决方案。其他合作伙伴包括Acciona、Holcim、雅典国家技术大学、埃因霍芬理工大学、亚琛工业大学、ELDAN、RENAO、Cespa、PreZero、ENDESA和全球可持续发展咨询公司。

此外，该项目将探索循环利用策略，以保护资源并延长复合材料组件在相关行业的使用寿命。据了解，项目内容包括在西班牙建造一座大型工业示范工厂，将废弃物转化为新的建筑解决方案，如混凝土、骨料或干砂浆。

风机叶片回收：行业之困

可再生能源已成为脱碳的关键组成部分。它提供了在不排放温室气体的情况下发电的机会。同时，它产生的电力还可以通过电解水生产绿色氢燃料。然而，用于生产它的设备有寿命，而不能回收或再利用的材料本身就产生了环境问题。

英国剑桥大学估算，及至2050年全球废弃叶片将会超过4.300万吨。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。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。

事实上，风机叶片回收一直是困扰风电业者的头痛问题。叶片含有难以回收处理的玻璃纤维增强型复合材料，加上每家厂商的叶片设计各有不同，以致拆卸与分解变得非常困难，故此大部分厂商只会直接焚化、或索性掩埋这些废弃叶片，让风电蒙上不环保的污点。

在过去几年中，除了堆放在垃圾填埋场之外，如何在其寿命终期(end of life，EOL)处理退役的风力涡轮机叶片也一直是风能公司关注的焦点。风电叶片供应链上的公司正在开发许多解决方案。

首款商业化的可回收风机叶片

2021年7月，西门子歌美飒（Siemens Gamesa）在其启动的“可持续发展愿景”战略中宣布了其设定的净零目标，包括重新设计其所有风电机组，以确保到2040年销售的风电机组实现100%可回收，并在2030年之前将完全可回收的叶片投放到市场，并承诺提前10 年（2040 年）实现净零排放，包括其供应链的排放。

同年9月份，西门子歌美飒宣称，推出了一款名为“RecyclableBlade”的可回收叶片。西门子歌美飒称其为“世界上首款可商业化推广的完全可回收风机叶片”，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。西门子歌美飒位于英国的叶片工厂生产了这种叶片。

图片说明：Kaskasi风电场装机容量342兆瓦，由38台西门子歌美飒 SG 8.0-167 DD Flex海上风机组成，单机容量接近9兆瓦，其中三台配备了西门子歌美飒的完全可回收叶片。

2022年9月，西门子歌美飒宣布，该技术的陆上版本可在客户项目地点部署。该公司首席执行官Jochen Eickholt说:“为陆上工地推出我们的RecyclableBlade是我们专业人员取得的另一项杰出成就。这个概念一直被预见为包含海上和陆上的解决方案，我们很高兴现在能向这两个市场领域的客户提供商业化的解决方案。”

今年3月份，西门子歌美飒确认，将为英国Sofia海上风电项目供应完全可回收叶片。本次，Sofia项目将安装100台SG 14-222 DD风机，将在其中的44台风机上首次配备108米长的完全可回收叶片，共132套。

据报道，该计划合作伙伴为Aditya Birla Advanced Materials，由于使用专利环氧树脂系统，使用RecyclableBlade技术的叶片达到使用寿命后，可分离为树脂、玻璃纤维木材等原料，而一般难以回收的树脂可通过特殊溶液溶解后回收，从而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。

除西门子歌美飒外，其他风机巨头如沃旭能源( Orsted ) 与维斯塔斯 ( Vestas ) 等均承诺，2030至2040年建造的风机都会装配100%可回收叶片;再加上企业的减碳需求日增，现存风机日后也有可能逐步更换成可回收叶片。由是观之，大规模发展可回收叶片材料似乎已是势在必行了。

“零废弃物叶片研究”项目

法国儒勒凡尔纳研究中心（IRT Jules Verne）于2020年宣布启动“零废弃物叶片研究”（Zero wastE Blade ReseArch, ZEBRA）项目，其目的是全面展示热塑性树脂风电叶片的技术、经济性和环境相关特性，并采用生态设计（eco-design）的方法促进叶片的回收。ZEBRA项目周期为42个月，总预算1850万欧元，成员还包括阿科玛、CANOE、Engie、LM Wind Power、欧文斯科宁等企业。

2022年3月，ZEBRA团队成功研制出100%可回收叶片的原型。这支叶片采用阿科玛的热塑树脂Elium制作而成，通过特殊的化学分解方法，便可以把树脂完全解聚，并将树脂与玻璃纤维分离，转化为新的原始树脂与高模量玻璃纤维，以供循环再造。

GE可再生能源旗下艾尔姆公司（LM Wind Power）在其西班牙Ponferrada 工厂设计并制造了全球最大的热塑性树脂风电叶片。在联盟合作伙伴的子部件级工艺试验支持下，团队进行了近一年的材料开发和测试。

LM风力发电公司的员工在西班牙卡斯特隆的风力涡轮机叶片上工作。图片来源：尼卡诺·加西亚Nicanor Garcia

这支样片长62米，使用了特种化学品公司阿科玛(Arkema)的Elium树脂制作而成。这是一种热塑性树脂，以其可回收特性而闻名。叶片还使用了欧文斯科宁公司的新型高性能玻璃纤维。

基于Elium的复合材料部件可用化学回收的先进方法进行回收，该方法能够使树脂完全解聚，并将玻璃纤维与树脂分离，从而实现循环使用。

这种由阿科玛和CANOE合作开发的方法在所有复合材料部件上都进行了测试，包括生产过程中产生的废物。欧文斯科宁公司还负责通过重熔和再利用来寻找玻璃纤维回收的解决方案。

除了材料测试和工艺试验外，几家公司还通过使用自动化技术在制造工艺的开发和优化方面取得了进展，从而减少生产过程中的能耗和浪费。

到2023年项目结束时，该合作联盟将根据生态设计原则，以可持续的方式将风电行业带入到循环经济的大循环中。

图片说明：ZEBRA团队成功制造出可回收叶片，通过化学处理实现100%回收，解聚材料转化为原始树脂，重新再造成其他产品，有助实现百分百零废弃（Zero-waste）风机的目标。（图片来源：LM Wind Power官网）

维斯塔斯的另类路线

维斯塔斯选择了另一条路线一一研究环氧树脂复合材料的回收方法。该工艺也是CETEC热固性环氧复合材料循环经济)项目的研究结果。CETEC联盟于2021年5月成立，旨在研究风机叶片的循环技术。CETEC由维斯塔斯奉头，合作伙伴包括环氧树脂制造商Olin公司、丹麦技术学院(DTI)以及丹麦奥胡斯大学(Aarhus University)。近日，他们宣布，这套回收工艺已研究完成。

这种工艺消除了对风机叶片回收的材料限制，无需改变现有叶片的材料成分或设计，即可实现回收利用。这样既节省了工艺改造费用，也无需承担叶片材质变化可能导致质量问题的风险。

由于环氧树脂的化学性质，风机叶片的回收一直颇具挑战性，环氧树脂是一种弹性物质被普遍认为无法分解并重复使用。这导致许多行业技术领先者试图用更容易处理的替代品取代或改进环氧树脂。

下一步，维斯塔斯计划通过与Olin公司、回收公司Stena Recycling合作，实现这一化学回收工艺的商业化应用。

应用于可回收叶片的新材料

去年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行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。

我国叶片可回收领域成绩斐然

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。近年来，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。

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。

去年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。

今年3月，时代新材与上纬新材合作使用EzCiclo可回收热固性树脂的TMT86A型叶片在湖南成功下线。该叶片长86米，是上纬新材EzCiclo可回收热固性树脂首次完成大叶型叶片试制的全新突破，不仅是国内第一款可回收树脂叶片，也是全球第一款可回收热固性树脂叶片。

上纬全新研发的可应用于风机叶片的“EzCiclo易可收”可回收热固性环氧树脂，目前可在叶片的壳体、大梁、腹板及叶片部件中实现应用。由“EzCiclo易可收”制成的风电叶片复合材料部件，到了使用年限可回收降解，经过“CleaVER可立解”技术将废弃物变成为回收纤维及寡聚物，回收纤维可整理后再利用，再次制成玻璃纤维及碳纤维复合材料，整个降解回收过程简易、低碳，复合材料回收率可达≥95%。

一周后，明阳智能与上纬新材合作使用EzCiclo可回收热固性树脂叶片在内蒙古成功下线。该叶片为全球首支搭载可回收环氧拉挤板材及可回收夹芯材料的大型叶片。

时代新材风电事业部开发中心副主任陈煌表示：上纬EzCiclo可回收热固性树脂材料，是一种节能低碳可循环的新产品，增加了材料重复利用和再循环的可能性。上纬在时代新材实现目标过程中提供了优质和可靠的产品解决方案，时代新材也希望通过上纬的高品质先进环保原材料供应支持，携手为客户提供更多优质的解决方案，助力中国风电产业再上新台阶。