總部位于美國田納西州的Carbon Rivers公司回收了包括風電葉片在內(nèi)的廢舊復合材料，并利用熱解法以不連續(xù)的形式提取玻璃纖維。該工藝是在沒有氧氣的情況下，將回收材料加熱到非常高的溫度，從而將化合物熱分解。

在過去的兩年中，該公司已經(jīng)從美國多個風電項目中回收了80噸風電葉片。該公司將回收后的第二代玻璃纖維，以相比原始玻纖更具競爭優(yōu)勢的價格銷售，應(yīng)用于汽車、船舶和消費品領(lǐng)域。

Carbon Rivers公司副總裁戴維·摩根表示，“我們的回收產(chǎn)品是不連續(xù)纖維，目前還無法回收連續(xù)纖維——但我們對此正在開展積極的研究。”該公司的項目獲得了美國能源部提供的125萬美元小企業(yè)創(chuàng)新研究資助，公司目標是在未來幾年內(nèi)將處理規(guī)模擴大到每天200噸。

英國劍橋納米材料技術(shù)有限公司參與了歐盟資助的“地平線2020”項目，該項目旨在開發(fā)用于風力渦輪機葉片的新材料，并回收工業(yè)塑料。

Repair3D是“地平線2020”中的一個項目，該項目將納米粒子添加到來自風力渦輪機和飛機材料的纖維復合材料廢料中，以此制造增強的3D打印產(chǎn)品，如滑雪靴和汽車零部件。英國劍橋納米材料技術(shù)有限公司的研發(fā)團隊目前正在開發(fā)這種增強納米復合材料技術(shù)的原型，長期目標是與工業(yè)伙伴合作，測試這項技術(shù)并將其商業(yè)化。

FiberEUse是由歐盟資助的一個980萬歐元的研究項目，自2017年以來一直致力于為航空航天和風電領(lǐng)域等纖維增強復合材料開發(fā)循環(huán)經(jīng)濟價值鏈。項目合作伙伴包括Siemens Gamesa、Head和Aernnova等公司。通過機械回收，風電葉片可以被粉碎成顆粒，用于制造滑雪板、家具和浴盆。

FiberEUse還研究了熱回收方式，將回收長纖維應(yīng)用于汽車和建筑行業(yè)的產(chǎn)品中。該項目協(xié)調(diào)員馬塞洛·克萊丹表示，項目合作伙伴“已經(jīng)開發(fā)出二氧化碳輔助熱解技術(shù)，它比傳統(tǒng)熱解技術(shù)更具經(jīng)濟競爭力，可以回收纖維和樹脂的副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物可以進一步加工，獲得二次使用的樹脂”。然而，他強調(diào)，熱解“比機械回收昂貴得多”，因此，特別是對于玻璃纖維而言——由于原始玻璃纖維價值較低——這種方式還不具備經(jīng)濟意義。

克萊丹說，機械回收處理材料的成本通常為每公斤產(chǎn)品0.12歐元，相比之下，F(xiàn)iberEUse的二氧化碳輔助熱解技術(shù)回收成本為每公斤1歐元，傳統(tǒng)熱解的成本為7-9歐元。

最終，其目標是用熱回收的產(chǎn)品替代至少20%的原始玻璃纖維或碳纖維，用于汽車行業(yè)的結(jié)構(gòu)部件，但這仍存在一些技術(shù)挑戰(zhàn)和成本優(yōu)化的需求。

有機構(gòu)認為，目前唯一具有商業(yè)可行性的玻璃纖維回收方法是將其用作制造水泥的原料，這可以“將水泥的碳足跡減少16%”。燃燒塑料可以減少水泥生產(chǎn)中對煤或焦碳的需求，而將葉片粉碎后的顆粒可以部分替代一些原材料。

盡管現(xiàn)有風電葉片回收是最為緊迫的問題，但使用新型可回收材料制造葉片正在引起業(yè)界的興趣。

Orsted公司高級副總裁雅克布·博斯表示：“我們需要開始尋找制造風電葉片的新的材料。”這家丹麥公司正在與渦輪機制造商討論新材料，并將提供支持，以“從承力和天氣角度出發(fā)，考察葉片應(yīng)該具有的承受性能”。

英國海上可再生能源技術(shù)創(chuàng)新和研究中心ORE Catapult正在探索使用熱塑性塑料和生物材料來制造風電葉片，如甘蔗、甜菜、木材或竹子中提取纖維，同時也在尋找“更可分解的環(huán)氧樹脂”，以便更容易從復合結(jié)構(gòu)中進行提取。ORE Catapult應(yīng)用研究主管表示宗·納克表示，在中國的河北和山東等地，一些陸上風場使用的就是由竹子纖維制成的風電葉片，而且已經(jīng)運行了多年。

蘇格蘭國家制造研究所旗下的輕量化制造中心目前也在開展一個研究項目，致力于使用木漿和可回收塑料等可持續(xù)資源生產(chǎn)新的葉片材料。

許多機構(gòu)也在研發(fā)新樹脂，這些樹脂可以在使用壽命結(jié)束時進行降解。加州大學伯克利分校和廣州華南理工大學已經(jīng)對具有觸發(fā)降解性的熱固性樹脂進行了初步研究，而阿科瑪和阿迪亞等生產(chǎn)商在可化學回收生產(chǎn)不同形式塑料的樹脂開發(fā)方面更先進。首個使用Elium (阿科瑪開發(fā)的熱塑性樹脂)的風電葉片原型預(yù)計將于2021年10月生產(chǎn)。

通過熱固性環(huán)氧樹脂復合材料循環(huán)經(jīng)濟項目，維斯塔斯已開發(fā)出一種新的環(huán)氧樹脂，由回收的原材料制成，可以在完全循環(huán)的過程中再次用于風力渦輪機葉片。

維斯塔斯公司先進結(jié)構(gòu)和可持續(xù)性負責人艾倫·保爾森表示，“該項目的目標是在未來三年內(nèi)開發(fā)出一種穩(wěn)定的工業(yè)規(guī)模的樹脂合成材料。”該技術(shù)“在相對溫和的條件下使用溶解分解技術(shù)分解葉片，這意味著回收纖維仍能保持大部分強度。”保爾森說，相比之下，其他回收方法需要借助高溫，這會降低纖維的性能。

總部位于愛丁堡的ACT葉片公司開發(fā)出一種超輕型風力渦輪機葉片，與傳統(tǒng)葉片相比，這種葉片的長度增加了10%。該公司表示，該設(shè)計使用了較少的傳統(tǒng)復合材料，因為結(jié)構(gòu)更小、更薄，因此產(chǎn)生的廢物更少，生產(chǎn)過程成本比通常降低了30%。ACT葉片公司也嘗試在一些部件中使用回收纖維，盡管成本限制使其無法在目前的設(shè)計中使用這種材料。該公司的原型葉片已于今年早些時候完成，葉片目前正在蘇格蘭國家可再生能源中心進行測試。這項技術(shù)的商業(yè)化預(yù)計將于2022年底實現(xiàn)。

此外，業(yè)內(nèi)人士認為，風電行業(yè)將需要與更成熟的航空航天和汽車行業(yè)合作，以實現(xiàn)復合材料回收的規(guī)模，并降低成本。材料的生產(chǎn)、再利用和回收也可能發(fā)生重大變化。