近年來，風力渦輪機葉片的可回收性已成為該行業可持續性討論的一個關鍵問題。根據?rsted的數據，如今，85%到95%的風力渦輪機是可回收的，因為它們主要由鋼鐵制成，很容易回收。

然而，風力渦輪機葉片的回收仍然是一個挑戰，因為它們內部使用了熱固性樹脂。幾十年來，人們一直認為熱固性環氧樹脂是不可能分解成可重復使用的材料。熱固性環氧樹脂通常用于風力葉片，使其既輕便又耐用。因此，傳統上，葉片被傾倒并留在垃圾填埋場作為一種處理方法。

隨著能源轉型，風力發電場的規模和數量在全球范圍內不斷擴大，渦輪機在達到使用壽命時的退役率越來越高。這意味著葉片正在以越來越快的速度加重垃圾填埋場的負擔。彭博社(Bloomberg)在2020年報道稱，到2024年，美國和歐洲每年將有近1.2萬臺渦輪機停機，其中大多數渦輪機葉片除了填埋無處可去。

這就是風力渦輪機作為可再生能源生產者的矛盾;雖然風力作為一種發電來源本身是完全可再生的，但用于發電的渦輪機在歷史上并不是可持續循環的一部分。該行業最近的創新試圖改變這種狀況。

在過去的幾年里，一些公司和研究中心一直致力于開發易于回收的新型樹脂。

特種材料制造商阿科瑪于2020年9月啟動了ZEBRA(零廢棄葉片研究)項目，旨在使用替代熱塑性樹脂制造完全可回收的風力渦輪機葉片。去年3月，該公司宣布完成了第一個完全可回收的原型風力渦輪機葉片。

葉片長62米，由阿科瑪自己的熱塑性樹脂制成，具有與環氧樹脂相似的強度和抗損傷性能，并具有可回收性。

美國密歇根州立大學的研究人員已經開發出一種不同的復合樹脂，這種樹脂有可能在渦輪機葉片壽命結束時被回收利用成一系列材料和物品。它是由玻璃纖維與植物衍生聚合物以及合成聚合物結合而成的。研究人員發現，由這種新型復合材料制成的原型樹脂板既堅固又耐用，足以用于渦輪機或車輛，而且完全可溶解在新的單體中。除了被回收到新的風力渦輪機葉片外，被分解的樹脂還可以與其他礦物質結合，制成各種不同的產品。

這些對樹脂和葉片重新設計的嘗試的共同點是它們的共同目標：以創造真正的循環經濟的方式使風力渦輪機葉片100%可回收。直到最近，這條路線似乎是實現渦輪機循環的唯一可行的方法。

風力渦輪機制造商維斯塔斯采用了一種完全不同的方法。在2月份宣布完成了一項新的解決方案，無需重新設計樹脂，即可結束渦輪機葉片的垃圾填埋處理。該公司與奧胡斯大學、丹麥技術研究所和材料制造商Olin一起，率先開發了一種新的化學工藝，可以完全分解熱固性環氧樹脂。具體流程是使用一種液體化學溶液將葉片分解成環氧樹脂碎片和纖維。然后環氧樹脂被送到奧林公司，Olin公司可以將其加工成“原始級”環氧樹脂。

到目前為止，維斯塔斯已經在實驗室測試了這項技術，但現在正在建造一個試點設施，以便在兩年的時間里進行更大規模的測試，之后它希望將其商業化。

通過一項名為熱固性環氧復合材料循環經濟(CETEC)項目的聯合倡議，一種新的化學解決方案已經開發出來并成功測試，可以將傳統的渦輪葉片分解成原始材料并重復使用，使環氧基葉片成為可循環。

該公司表示，這項“新發現的化學技術”可以在液體中分解舊葉片，生產出高質量的材料，這些材料最終可以用來制造新的葉片，以及其他行業的部件。

該公司對進一步的細節守口如瓶，包括所涉及的化學品以及該過程可以重復多少次。

同時該公司正在申請專利，并計劃最終將其授權給其他公司。

如果這種技術能夠擴大規模，它“可能會改變游戲規則”。

丹麥技術研究所的材料專家和項目首席技術人員解釋說，該項目自2017年以來一直在運行，最初的目標與其他公司相同，即創造一種專門考慮可回收性的新型樹脂，但挑戰仍然存在。

這項技術對垃圾處理者來說也是一個經濟的解決方案。但在真正實現規模化、商業上的工業應用之前，還有很多需要優化的地方。從實驗室里攜帶材料到全球駕駛還有很長的路要走。

維斯塔斯遠不是第一個試圖解決這個棘手問題的人。多年來，公司和科學家們一直在研究不同的方法，盡管許多潛在的解決方案尚處于萌芽階段或規模較小。

一種方法是將葉片磨碎，并將其用于其他行業。缺點是巨大的葉片難以運輸和粉碎。巴洛說:“因為這些材料不值錢，所以真的不值得去做。”

但一些公司表示，他們正在實現這一目標。

總部位于法國的資源管理公司威立雅(Veolia)將舊葉片轉化為水泥生產的原料。

在將刀片材料送到水泥窯之前，它將其粉碎、分類和混合。威立雅表示，使用這種混合物可以將水泥制造過程中產生的地球加熱污染減少27%。到目前為止，該程序已經處理了2600個葉片。

總部位于田納西州的Carbon Rivers公司與美國能源部合作，幫助擴大其“熱解”技術的規模——這是一種在無氧環境下使用極高熱量的化學回收形式。

該公司表示，該工藝生產的玻璃纖維可用于新的風力渦輪機葉片，以及汽車和航運行業。碳河公司的首席戰略官表示，它還生產出可用于能源生產的石油。這項技術使他們能夠在“凈正能量”的過程中“完全徹底地升級風力渦輪機葉片”。

到目前為止，Carbon Rivers已經對41片重達268噸的葉片進行了升級回收，并正在建設回收設施，目標是將葉片的日處理規模擴大到5800多片。

其他的努力集中在改變用于制造渦輪機的材料上，以創造更容易回收的新一代葉片。

2022年，密歇根大學的研究人員宣布，他們將玻璃纖維與一種植物衍生聚合物和一種合成聚合物結合在一起，制成了一種新的葉片樹脂，這種樹脂可以回收利用，制成各種產品的原料，包括新的渦輪機葉片、筆記本電腦外殼、電動工具，甚至是小熊軟糖。

密歇根州立大學化學工程教授約翰·多根(John Dorgan)在一份聲明中說，我們回收了食品級乳酸鉀，并用它制作了小熊軟糖，我也吃了。

當然這是近期新型處理風電葉片的回收利用方式。其中最引人關注的還是維斯塔斯的處理方案。是因為它有望從現有的渦輪機葉片中回收可重復使用的材料，而不使用有害化學物質和大量的能源。也期待后續能從根本上解決風電葉片回收的實際問題。

此文由中國復合材料工業協會編譯，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流，引用請注明出處。