随着全球变暖的加深，越来越多的国家开始向绿色低碳循环经济转型。化石资源的有限性、污染性与风能的可再生、无污染的特性相对比，风能的开发和利用从很早开始就已经成为全球关注的重点。

风能是指空气流动所产生的动能，是太阳能的一种转化形式。由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀，引起大气层中压力分布不平衡，在水平气压梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成风。风能是一种清洁、安全的可再生能源，在一定的技术条件下，风能可作为一种重要的能源得到开发利用。

风力发电是指通过一定的装置，将风能转变成机械能，再将机械能转变为电能。风力发电的工作原理是利用风力带动风车的叶片旋转，再通过增速机将旋转速度提升到发电机的额定转速，又通过调速机构使其转速保持稳定，然后连接到发电机上发电。依据目前的风车技术，大约3米/秒的微风速度即可以开始发电。

发展风电产业，对我国实现“碳达峰”、“碳中和”目标，推动能源结构转型，构建以新能源为主体的新型能源体系，培育经济发展新动能等具有重要意义。

然而，风电机组的设计使用寿命一般为20年左右，随着风电机组服役期满，大量的风电叶片将被替换下来，出现“拆旧建新”“拆小建大”的局面。

01

备受关注的风电叶片回收问题

据统计，2020年，我国退役叶片产生约900吨复合材料固体废物，预计到2025年，退役叶片产生的固废规模接近5800吨，到2028年将激增至7.4万吨。

面对如此庞大的退役风电叶片规模，如何做好退役叶片的规模化处置，实现高效回收及绿色循环再利用，已成为风电产业可持续发展的重要一环。

在切割与运输成本方面，大多数叶片主要由玻纤复合材料加工而成，这种材料固化成型后，自然降解极其困难，其中最有回收价值的纤维材料与环氧树脂，难以拆分、重复使用。同时，叶片回收包括现场切割、运输、到厂整理、再加工等多个环节，且叶片直径和质量也在逐渐地增加，而风电项目多处于偏远地区，运输距离远，难以集中，切割与运输成本较高，造成叶片回收成本居高不下。

在回收利用技术方面，风电产业链上下游一直在积极探索，叶片回收初步形成了包括综合利用、机械粉碎法、热解法、化学降解法、能量获取法等在内的多条技术路线，但在实际应用中，并未实现可规模化的理想回收方式。目前，大部分退役风机叶片主要通过焚烧与填埋的方式处理，其高值化回收再利用技术匮乏，且对环境造成了一定影响。由于技术上的瓶颈难以实现无害化处理与资源循环利用，寻求更好的回收再利用方式已十分紧迫。同时，面临复合材料本身无法自然降解、回收难度大等难题，还缺少专业的环保回收企业对其进行处理和综合利用。

此外，与之配套的相关政策、标准和规范尚不完善。如，风电退役机组回收再利用方面，缺乏对实施路径、实施机制的考虑，导致实践中可操作性不强；相关标准规范处于编制或立项之中，滞后于风电产业发展。

02

可回收叶片的出现

西门子歌美飒宣布推出为陆上风电项目设计的可回收叶片，这一里程碑式的产品将进一步提升风电行业的可持续性，推动风电成为一个完全可回收的行业。

去年9月，公司推出全球首款用于海上风电项目的可回收叶片。2022年7月，该款可回收叶片应用于RWE集团位于德国的Kaskasi项目。如今，陆上风电所需的解决方案已经就绪，可供客户用于陆上风电项目。西门子歌美飒联合合作伙伴进一步开发，确保新推出的可回收叶片符合陆上风电项目对产品和工艺的要求。

西门子歌美飒首席执行官Jochen Eickholt表示：

“在公司技术专家的不懈努力下，我们推出了用于陆上风电的可回收叶片。从产品开发初期，我们始终认为可回收叶片可应用于陆上和海上风电，如今我们欣喜地向这两个市场的客户提供可商业化应用的可回收叶片。我们正积极推动真正可循环的风电行业发展，致力于让风力发电在生命周期的每个阶段都最大限度地提升可持续性。”

为什么需要可回收叶片？

风机85%的部分已经实现了回收利用，但以成本较低的方式回收利用风机叶片一直是个难题。

直到现在，大部分的叶片还是被当做垃圾填埋。

部分欧洲国家已经禁止填埋纤维增强复合材料。

而在欧洲，10%的纤维增强复合材料废物来自风机叶片。

部分国家已经要求或计划要求风机百分百回收利用，包括叶片。

随着风机装机量的增长，减少废物产生，百分百回收利用风机变得日益重要。

试想，如果在2050年前，我们为全球所有预计实施的风电项目安装上可回收叶片，会发生什么呢？

+2,120,000 叶片将被回收利用，而非作为垃圾被填埋。

所有叶片的总长度将超过180,000千米，相当于绕地球4.5圈。

所有叶片的总重量相当于5640多万吨的可回收材料，或相当于940万只大象的重量。

03

生产可回收叶片的挑战是什么？

制造风机叶片的灌注材料包括：玻璃纤维和碳纤维、一种类似于木头或聚对苯二甲酸乙二醇酯泡沫的核心材料以及树脂系统。

树脂加热固化后，所有材料粘合在一起。在使用周期结束时，最大的挑战就是将树脂与其他材料分离，以便回收利用这些材料。

新型可回收树脂

可回收叶片的生产方式与标准叶片的生产方式相同，唯一的区别在于可回收叶片使用一种新型树脂。在叶片使用周期结束后，新型树脂可以有效地与其他材料分离，从而实现所有材料的回收利用。

1. 使用周期结束

叶片将从风机上拆除，准备进入回收流程。

2. 浸泡在温和的酸性溶液中

叶片将被浸入加热后的温和酸性溶液中，树脂将会与玻璃纤维、塑料、木头和金属分离。

3. 回收分离的材料

分离后的材料可以从溶液中取出，做好二次使用准备，例如冲洗，干燥。

4. 再利用

这些材料可用于符合其技术性能的新产品，例如：汽车制造业、航空箱和平板运输箱等消费品。

全世界陆上和海上风电市场持续设立了装机容量的宏伟目标，不断提升的市场需求突显了可回收解决方案的重要意义。另一方面，风机和叶片尺寸不断增加，使寻找可回收解决方案变得日益迫切。

西门子歌美飒可持续发展负责人Tim Dawidowsky表示：

“我们希望西门子歌美飒的风电解决方案继续在各国实现净零碳排放目标的过程中发挥重要作用。我们将携手陆上和海上风电的客户及供应商，让可回收叶片引领绿色转型之路。”

文章来源： 西门子歌美飒，中国能源新闻网，银行联合信息网