国内首套可回收热固性树脂风机叶片成功下线

株洲时代新材料科技股份有限公司射阳工厂堆场，长长的风电叶片整齐排列。日前，全国首套可回收风电叶片从这里出发运往风场。这套82米长的可回收热固性树脂叶片TMT82顺利发货，标志着我国在风电行业退役叶片循环利用技术上的重大突破。

据射阳中车风电叶片工程有限公司工艺副经理梁冰介绍：这是我国首套可回收热固性树脂的风电叶片。

在全球可再生能源需求日益增长的背景下，风力发电是能源结构转型重要支柱之一。然而，随着风电设施的广泛应用，退役风力涡轮叶片的处理问题逐渐浮出水面。这些叶片由玻璃纤维、碳纤维等复合材料制成，具备耐久性、轻量化特性，但在生命周期结束后，却因其难以降解，对环境构成挑战。过去，对退役叶片业内普遍采用焚烧或填埋处置手段，即便是采用物理破碎的方法，产生的树脂粉末、短纤维等产物附加值低，应用场景极为有限，无法从根本上解决退役叶片处置问题，导致碳排放加剧。

数据显示，2025年至2030年，我国将出现第一波风机退役高潮，庞大的退役叶片规模，对技术创新提出迫切要求。为解决这一难题，行业内一直在进行项目攻关。TMT82叶型创新性采用可逆化学键树脂体系，在保持传统环氧树脂力学性能的基础上，通过定向化学解聚技术实现“树脂—纤维”高效分离，从而达到叶片材料回收的目的。

“风电叶片材料中，玻璃纤维、碳纤维是骨架，树脂为血液，融入叶片全身。”株洲时代新材料公司风电产品事业部开发中心工程师黄逸舟解释说，传统叶片采用的环氧树脂，像一款强力胶将各个零部件黏住，难以拆解回收，而新型叶片每个零部件都可以拆卸。

TMT82型叶片已具备批量生产能力，这是否标志着退役风电叶片带来的环保难题已得到解决？黄逸舟说，叶片厂商研发生产的每一款产品都需要市场来检验，新技术带来的成本增加，有可能会导致购买方望而却步。

尽管新产品会带来风险挑战，但可回收叶片前景广阔。“可回收热固性树脂叶片退役时的固废量将大幅减少，规避有毒有害气体排放，相较传统叶片，单支TMT82型叶片全生命周期碳足迹可减少27吨以上。”省社科院区域现代化研究院副院长程俊杰建议，在“双碳”战略和欧盟碳关税实施背景下，企业应加大针对退役叶片可循环利用技术的研发，地方政府也应加大支持力度，推动新能源行业科技创新和产业创新融合发展。

作为全省、全国重要的风电产业集聚地，盐城海上风电整机产能约占全国的40%以上，叶片产能约占全国20%，已成为全球海上风电装备综合产能最大的基地之一。射阳在盐城最早规划布局零碳产业园区，已有中国中车、远景能源等风电行业龙头企业落户。

风电叶片回收难在哪里？

大型风电叶片回收的难点集中于材料不可逆性、技术经济性、产业链协同与政策缺失四维矛盾。

01

材料特性带来的根本难题

01

热固性树脂的化学稳定性

风电叶片常用的环氧树脂，在固化后会形成稳固的三维交联结构。这种结构中的化学键能颇高，以 C-O 键为例，键能大约在 360 kJ/mol，C-N 键能约为 305 kJ/mol 。如此高的键能使得常规的物理或化学手段很难将其破坏。并且，玻纤或者碳纤维与树脂之间借助化学偶联剂形成了高强度的界面，其剪切强度大于 30 MPa。在进行机械分离时，由于界面结合力强，极易造成纤维断裂，断裂后的纤维长度往往小于 5 mm，这极大地影响了纤维的性能和后续使用。

02

复合材料异质性

风电叶片是多种材料的复合体，其中包含玻纤、碳纤维、芯材泡沫以及粘接胶等。当对这些材料进行混合回收时，会导致回收产物的纯度较低。以芯材 PET 泡沫为例，它与树脂混杂后，需要额外进行分选，这一过程会使成本增加 30% 以上。不同材料的物理和化学性质差异较大，使得在回收过程中难以采用统一的处理方法，进一步加大了回收难度。

02

技术瓶颈与工艺挑战

01

机械回收：低值化困局

机械回收主要是将叶片粉碎，然而这一过程会导致纤维性能退化严重。粉碎后的短玻纤长度通常小于 1 cm，其增强效率仅仅是原生纤维的 20 - 40% 。由这些短玻纤制成的再生复合材料，抗拉强度小于 100 MPa，而原生材料的抗拉强度则大于 500 MPa 。性能的大幅下降使得再生材料的应用场景极为受限，目前主要用于低端建材领域，如水泥填料。其经济价值较低，每吨价格不足1000 元，远远无法覆盖每吨约 2000 元的回收成本。

02

热解技术：能耗与纤维损伤

热解技术要实现环氧树脂的完全热解，需要温度高于 600℃，如此高温使得能耗高达 5 - 8 kWh/kg，处理每吨叶片的成本超过 3000 元。在热解过程中，玻纤的拉伸强度会下降 40 - 60%，从原本的 2400 MPa 降至 1000 - 1400 MPa 。碳纤维在高温下表面容易发生氧化，导致其与树脂的界面性能恶化，这不仅影响了纤维的回收质量，也限制了热解技术在实际应用中的推广。

03

化学回收：工业化障碍

化学回收中的超临界流体技术，例如使用超临界甲醇，其设备投资超过 5000 万元。而且在一些化学回收方法中，会用到贵金属催化剂，像钌，价格高达 200 元 /g 以上，这极大地增加了回收成本。此外，化学回收过程中产生的酸性降解液，如硝酸，会产生含氮氧化物废气，对这些废气进行处理的成本会使整体回收成本增加 15 - 20% ，这些因素严重阻碍了化学回收技术的工业化进程。

04

可回收树脂技术：性能与成本平衡

动态共价树脂，如 CDN，在耐湿热性方面存在不足。当处于 80℃/95% RH 的环境下 48 小时后，其强度下降超过 20% 。热塑性树脂，像 Elium，虽然在可回收方面有优势，但其粘度较高，在灌注过程中，时间比环氧树脂长 30%，这导致生产效率降低，进而增加了生产成本，如何在性能与成本之间找到平衡是可回收树脂技术面临的关键难题。

03

经济性与产业链协同问题

01

成本 - 收益倒挂

机械回收成本每吨约 2000 元，热解回收成本每吨约 3000 元，化学回收成本每吨更是高达 5000 元 。而回收得到的再生材料收益却不理想，玻纤粉每吨价格小于 1000 元，短碳纤维每吨价格在 1 - 2 万元，均远远低于原生材料的价格，原生玻纤每吨约 4000 元，原生碳纤维每吨高达 15 万元 ，这种成本与收益的倒挂使得回收企业面临巨大的经济压力。

02

市场需求不足

再生玻纤的应用场景有限，全球范围内仅有 10% 的建材企业愿意接受再生玻纤，并且添加比例小于 15% 。回收树脂单体需要重新合成，但是对其纯度要求极高，需大于 99%，技术门槛过高，导致闭环利用困难，市场对回收材料的需求难以有效拉动。

03

产业链割裂

在风电叶片回收产业链中，叶片制造商、风电场业主以及回收企业的责任主体划分并不清晰。在中国，80% 的退役叶片仍然由业主自行处理，缺乏专业的回收渠道和技术。而且，从区域分布来看，中国西北地区如新疆，风电场较为集中，但回收企业大多分布在东部地区，这使得运输成本占比超过 30%，严重影响了回收效率和经济效益。

04

政策与标准缺失

01

法规执行力度不足

欧盟在 2016 年就禁止填埋风电叶片，然而各成员国的执行情况差异较大。德国的回收率超过 50%，而希腊仍然依赖填埋的方式处理退役叶片。在中国，目前还没有强制的回收法规，2023 年仅有 30% 的退役叶片进入正规回收渠道，大量叶片没有得到妥善处理。

02

标准体系不完善

全球范围内缺乏统一的再生材料认证标准，例如对于 “再生碳纤维”，其短纤维含量、表面活性等指标没有明确的界定。在碳足迹计算方面，叶片全生命周期碳排放核算方法也未统一，这使得在参与碳交易市场时面临诸多困难，无法通过碳交易激励企业积极参与回收。

（转自：复材网）