废旧风电叶片的处理方式有哪些？

风电叶片的报废回收问题长久以来被视为风电设备循环利用领域的“顽疾”。然而，随着政策环境的持续改善和技术革新不断涌现，这一难题的解决路径正逐渐清晰，风电叶片的全生命周期绿色化管理步入了加速阶段。

早期的风电叶片材质多为木材、塑料或金属，而今，中大型叶片普遍采用了“壳体-主梁-腹板型式”的复合材料结构。这种结构包含实心主梁，嵌入由软木或PVC泡沫填充的壳体中，通过胶粘剂将两壳体及腹板胶接成一体，最后，实心根端通过T形螺栓与风力发电机组轮毂连接。

随着风电产业的蓬勃发展，叶片尺寸急剧增大，现今最长的风电叶片已达到惊人的107米，相当于35层楼的高度，是21世纪初主流叶片长度的近8倍。这不仅使得叶片制造所需的原材料消耗激增，也导致了总重量的显著提升，例如，5MW风力机的三支叶片总重已超过60吨。

预计到2050年，全球废弃叶片的总量将达到惊人的4300万吨，其中中国占40%，欧洲占25%，美国占16%，其他地区占19%。而风电叶片的主体由复合材料构成，主要包括环氧树脂、玻璃纤维（玻璃钢）和轻木，这些材料的回收利用面临巨大挑战。

面对这一难题，废旧风电叶片的处理方式正不断进化，涉及多元化的技术和方法。以下是几种颇具潜力的处理方式：

1、破碎与焚烧：

破碎：使用风电叶片破碎机将叶片破碎成更小的块状，便于后续处理。

焚烧：破碎后的叶片可以作为燃料在水泥窑等工业设施中焚烧，产生的热量可用于生产过程，但此方法可能产生温室气体排放。

2、纤维材料提取：

通过化学或机械手段提取叶片中的纤维，如玻璃纤维或碳纤维，这些纤维可以用于混凝土和砂浆的增强材料，增加建筑材料的强度和耐用性。

3、水泥窑协同处置：

将破碎的叶片材料送入水泥窑，作为替代燃料和原料，减少对化石燃料的依赖，并利用叶片中的矿物质作为水泥成分。

4、化学分解：

采用化学方法分解叶片中的复合材料，将其还原成基本的化学成分，如单体或低聚物，以便于再利用。

5、热解：

废旧风机叶片中含有大量有机物质,在热解过程中可产生大量热解油气,将热解油气全部或部分燃烧可为热解提供能量,实现系统自维持。

废旧风机叶片经破碎机破碎预处理后送入热解炉中热解,产生大量可燃油气和玻璃纤维。产生的玻璃纤维表面存在少量热解碳附着,质量占比一般小于3%。热解碳的附着导致玻璃纤维表面不再光滑,机械强度降低,二次利用率下降,因此可对其进行脱碳处理。将热解后玻璃纤维在空气气氛下500 ℃保温30 min,可去除其表面热解碳。考虑到全部热解气燃烧产生的热量一般难以维持废旧风机叶片热解,因此需引入约30%的热解油与热解气一同燃烧为热解提供能量。

6、机械-化学法：

结合机械破碎和化学处理，先将叶片破碎，然后通过化学过程分解复合材料，回收其中的有价值成分。

7、再利用：

直接将叶片或其部分重新用于其他项目，如公园设施、艺术装置或建筑元素。

国家发展改革委等部门于2023年8月17日发布的《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》，旨在加强产业链上下游协同，促进退役风电、光伏设备的循环利用，实现资源利用效率的最大化。《指导意见》鼓励再生利用企业开展精细化拆解和高水平再生利用，支持龙头企业针对复杂材料形成再生利用产业化能力，特别是风机叶片纤维复合材料的处理。同时，文件强调健全标准规范体系，研究制定污染防治技术规范，为我国风光设备循环利用绘制了清晰的“路线图”。

在技术创新与政策引导的双重作用下，废旧风电叶片的循环利用正成为风电产业绿色转型的关键环节，为实现可持续发展目标开辟了新路径。