許淳瑤，葛立超，馮紅翠，姜 涵，李 羲，繆靜雯，李東陽(yáng)，許 昌

（1.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院，江蘇 南京 211100；2.南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇 南京 210023）

近年來(lái)，隨著人們對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)顯著增強(qiáng)，風(fēng)力發(fā)電因其具有清潔環(huán)保、可再生、運(yùn)維成本低等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛應(yīng)用[1]，風(fēng)電新增裝機(jī)大幅增長(zhǎng)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)水平也不斷提高。2020年9月以來(lái)，隨著“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)以及加大力度規(guī)劃建設(shè)新能源供給消納體系要求的提出，風(fēng)電行業(yè)迎來(lái)了歷史性發(fā)展機(jī)遇，風(fēng)電將發(fā)揮主力軍的作用，在未來(lái)能源系統(tǒng)中扮演至關(guān)重要的角色。

由復(fù)合材料制成的風(fēng)電葉片使用壽命一般為20～30年[2]，因而在2000年代安裝的風(fēng)力機(jī)中，有很大一部分將在2020—2030年期間達(dá)到其使用壽命。截至2020年，歐洲已安裝15年以上的風(fēng)力機(jī)比例為28%，在德國(guó)、西班牙和丹麥這一比例甚至高達(dá)41%～57%[3]。到2050年，歐洲每年的廢棄葉片總量將達(dá)到325 000 t，其中76%來(lái)自陸上，24%來(lái)自海上[4]。而在美國(guó)，2021—2025年間每年將有大約8 000個(gè)葉片被淘汰[5]。預(yù)計(jì)到2025年左右，我國(guó)第1批投入使用的風(fēng)電葉片也將陸續(xù)退役，屆時(shí)將會(huì)出現(xiàn)一輪風(fēng)電葉片報(bào)廢潮；而到2035年，我國(guó)將有至少9萬(wàn)臺(tái)風(fēng)電機(jī)組面臨更新?lián)Q代。

目前，風(fēng)電葉片主要采用的熱固性復(fù)合材料通常是由聚合物基質(zhì)中的玻璃纖維或碳纖維加強(qiáng)的。該設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)葉片的輕質(zhì)高強(qiáng)，以獲得最佳空氣動(dòng)力學(xué)性能，并不是以可回收為目的[6-7]。廢棄葉片在回收過(guò)程中還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定影響，因而葉片難以實(shí)現(xiàn)回收利用和可持續(xù)發(fā)展[8]。面對(duì)新能源飛速發(fā)展浪潮中的這一問(wèn)題，2021年7月，中國(guó)物資再生協(xié)會(huì)纖維復(fù)合材料再生分會(huì)接受?chē)?guó)家發(fā)改委的委托，針對(duì)“十四五”期間即將退役的風(fēng)電葉片固體廢棄物（固廢）開(kāi)展相關(guān)調(diào)研工作，因此風(fēng)電葉片復(fù)合材料固廢綜合利用研究亟需加快進(jìn)程。

目前通用的處理方式有堆放、填埋、焚燒和回收利用4類(lèi)。堆放和填埋可能會(huì)占用有價(jià)值的空間；焚燒也會(huì)污染周?chē)h(huán)境[9-10]，并且高價(jià)值碳纖維無(wú)法被再次利用，造成資源浪費(fèi)。因此回收利用更符合風(fēng)電作為清潔能源的初衷。通常復(fù)合材料的回收方法有機(jī)械回收法、熱回收法以及化學(xué)回收法[11-15]。由這些方法回收后的葉片材料經(jīng)過(guò)處理可以應(yīng)用于其他沒(méi)有風(fēng)電高技術(shù)要求的行業(yè)[16]。

本文首先詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀；然后介紹了風(fēng)電葉片的組成材料和制造工藝；最后分析比較了3種回收方法各自的特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了熱回收法的研究進(jìn)展，為廢棄葉片的回收利用指出了未來(lái)研究方向。

1 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電規(guī)模和成本

根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球風(fēng)電裝機(jī)新增并網(wǎng)裝機(jī)容量為9 360萬(wàn)kW，為歷史第2高年份，相比于2020年僅下降了1.8%。其中陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量為7 250萬(wàn)kW，海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量為2 110萬(wàn)kW。累計(jì)裝機(jī)量已達(dá)到8 370萬(wàn)kW，較2020年增長(zhǎng)12%。全球陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量前3為中國(guó)、美國(guó)和巴西。盡管中國(guó)的陸上風(fēng)電新增裝機(jī)容量有所下降，但裝機(jī)占比仍達(dá)到了42.3%。全球海上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)容量為2020年的3倍多，中國(guó)的新增占比高達(dá)80%。

中國(guó)是目前全球最大的風(fēng)電裝機(jī)國(guó)和風(fēng)電整機(jī)裝備生產(chǎn)國(guó)。表1和圖1為近10年來(lái)我國(guó)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)，圖2為風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量以及增速統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。由表1和圖1分析可得：盡管火力發(fā)電仍是我國(guó)主要的發(fā)電方式，但近年來(lái)其發(fā)電量占比呈下降趨勢(shì)；核能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電作為新興發(fā)電方式，雖然目前發(fā)電量占比較少，但總體上發(fā)電量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，對(duì)全國(guó)電力供應(yīng)的貢獻(xiàn)不斷提升；其中占比最大的是風(fēng)力發(fā)電，2021年全國(guó)風(fēng)力發(fā)電量6 526億kW·h，占總發(fā)電量的8.0%。由圖2可見(jiàn)：過(guò)去10年我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大；到2021年風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)3.28億kW，占總裝機(jī)容量的13.8%。風(fēng)力發(fā)電是擁有巨大發(fā)展?jié)摿Φ母咝鍧嵕G色新能源。國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示[17]，2021年我國(guó)風(fēng)電新增裝機(jī)達(dá)到4 757萬(wàn)kW。同時(shí)，海上風(fēng)電發(fā)展取得突破性進(jìn)展，海上風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)成效顯著。2021年海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量為1 690萬(wàn)kW，遠(yuǎn)超此前累計(jì)建成的總裝機(jī)規(guī)模；累計(jì)裝機(jī)容量高達(dá)2 638萬(wàn)kW，位居全球榜首。

圖1 近10年我國(guó)電力裝機(jī)結(jié)構(gòu)Fig.1 Power installed structure in China in recent ten years

圖2 近10年我國(guó)風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量及增速統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)Fig.2 Statistical data of cumulative grid connected installed capacity and growth rate of wind power in China in recent ten years

表1 近10年我國(guó)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 單位：億kW·hTab.1 Statistical data of China’s power generation in recent ten years

2021年6月，國(guó)際可再生能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，近10年全球陸上風(fēng)電平準(zhǔn)化度電成本下降56%至0.039美元/(kW·h)，全球海上風(fēng)電成本下降48%至0.084美元/(kW·h)，風(fēng)電正逐步成為全球范圍內(nèi)最經(jīng)濟(jì)的可再生能源。同時(shí)全球陸上風(fēng)電項(xiàng)目的加權(quán)平均總安裝成本降至1 355美元/kW，全球海上風(fēng)電項(xiàng)目的加權(quán)平均總安裝成本降至3 185美元/kW。風(fēng)電平價(jià)化對(duì)風(fēng)電行業(yè)提出了技術(shù)迭代的新要求，更是推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。

1.2 能源相關(guān)政策

中國(guó)首個(gè)風(fēng)電場(chǎng)——馬蘭風(fēng)電場(chǎng)，從并網(wǎng)運(yùn)行到今天已經(jīng)歷了30多年的發(fā)展。20世紀(jì)90年代，中國(guó)風(fēng)電在國(guó)家“乘風(fēng)計(jì)劃”“雙加工程”和“國(guó)債項(xiàng)目”支持下穩(wěn)步發(fā)展，并于2010年達(dá)到了發(fā)展高峰期，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4 473萬(wàn)kW，首次成為全球風(fēng)電裝機(jī)容量第一大國(guó)。自2010年起，我國(guó)已連續(xù)11年穩(wěn)居風(fēng)電裝機(jī)容量世界第1的位置。

我國(guó)一向高度重視能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和全球氣候變化問(wèn)題。十八大以來(lái)，先后提出了多個(gè)能源發(fā)展相關(guān)政策以應(yīng)對(duì)國(guó)際能源格局，其中包括“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略以及加快構(gòu)建清潔低碳安全高效的新型電力系統(tǒng)等。2020年9月，國(guó)家主席習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上承諾，我國(guó)努力爭(zhēng)取2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這一國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，更進(jìn)一步明確了未來(lái)的能源發(fā)展方向，提高非化石能源占比并且大力發(fā)展清潔低碳的可再生能源成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵途徑。2020年9月1日，新的《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》正式實(shí)施，對(duì)產(chǎn)廢者和固廢全過(guò)程監(jiān)管等執(zhí)行新規(guī)定。一系列國(guó)家規(guī)定和政策的實(shí)施，促使風(fēng)電行業(yè)尋求廢棄熱固性復(fù)合材料綠色經(jīng)濟(jì)的回收方法。

隨著我國(guó)重大戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)和發(fā)展規(guī)模日益清晰，風(fēng)電行業(yè)進(jìn)入提高發(fā)展速度和研究回收關(guān)鍵技術(shù)的新階段。步入2022年，風(fēng)電行業(yè)也迎來(lái)了關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折期，產(chǎn)業(yè)管理機(jī)制和政策的調(diào)整以及深化電力體制改革帶來(lái)的電力市場(chǎng)新形勢(shì)，都成為了該行業(yè)發(fā)展面臨的新局面。

2 葉片組成、材料和制造工藝

2.1 葉片組成及性質(zhì)

風(fēng)電葉片是1個(gè)由復(fù)合材料制成的薄殼結(jié)構(gòu)（圖3），2個(gè)扇形半殼多用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，通常具有復(fù)雜的空氣動(dòng)力學(xué)造型。主梁是葉片的主要承載結(jié)構(gòu)，通常由整塊較厚的單向纖維復(fù)合材料板構(gòu)成。腹板也稱為內(nèi)部梁，包括兩端的碳纖維腹板帽，用輕質(zhì)的連結(jié)板連接，可以支撐葉片結(jié)構(gòu)，負(fù)擔(dān)彎曲負(fù)荷。

圖3 葉片結(jié)構(gòu)斷面Fig.3 Sectional view of wind turbine blade structure

風(fēng)電葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件占總成本的15%～20%[18]。為使風(fēng)力機(jī)達(dá)到最優(yōu)性能，風(fēng)電葉片材料需滿足3個(gè)要求：1）增加材料剛度以確保穩(wěn)定性，最大限度地提高空氣動(dòng)力性能；2）使用低密度材料降低整體質(zhì)量；3）根據(jù)材料的疲勞壽命進(jìn)行選擇，從而避免材料退化[19-20]。因此，風(fēng)電葉片普遍選用輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕好且可塑性強(qiáng)的復(fù)合材料[21]，保證葉片具有足夠的強(qiáng)度和剛度。復(fù)合材料的單位密度僅為鋼鐵的25%，符合葉片輕量化的要求；而且復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量高，更能根據(jù)葉片的特性需求進(jìn)行合理靈活的設(shè)計(jì)，保證風(fēng)電機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行。在風(fēng)電葉片朝著大型化發(fā)展的過(guò)程中，復(fù)合材料已成為其核心材料，占整個(gè)葉片質(zhì)量的90%以上。

2.2 葉片材料及性能

風(fēng)電葉片主要材料分為基體材料、增強(qiáng)材料、芯材、膠粘劑和輔助材料，具體如圖4所示[22]?；w材料約占葉片總質(zhì)量的30%～35%，其在復(fù)合材料中起著粘結(jié)、支撐、保護(hù)增強(qiáng)材料和傳遞應(yīng)力的作用，與葉片的工作溫度、耐環(huán)境性能及成型工藝密切相關(guān)。增強(qiáng)材料在葉片復(fù)合材料中的占比約為60%～65%，主要起承載載荷的作用，其使用的纖維材料直徑較小，具有較強(qiáng)的剛性。芯材約占4%～5%，一般應(yīng)用在葉片的前緣、后緣以及剪切肋等采用夾層結(jié)構(gòu)的部位，在減輕葉片重量的同時(shí)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗彎剛度。芯材主要包括硬質(zhì)泡沫和輕木材料。膠粘劑和輔助材料合計(jì)占比通常小于5%。膠粘劑是葉片的重要結(jié)構(gòu)材料，其抗沖擊和抗剪切性能直接影響葉片的強(qiáng)度和剛度。按照基本化學(xué)結(jié)構(gòu)劃分，目前使用的膠粘劑包括環(huán)氧膠粘劑、聚氨酯膠粘劑和丙烯酸酯膠粘劑，其中最常用的是環(huán)氧膠粘劑。輔助材料主要包括脫模劑、固化劑、增韌劑、促進(jìn)劑、葉根金屬螺栓和涂料等。由于基體材料和增強(qiáng)材料在復(fù)合材料中的合計(jì)占比高達(dá)90%，因此根據(jù)這兩者之間的相互作用，合理地選擇基體和增強(qiáng)體，是風(fēng)電葉片選材的關(guān)鍵。

圖4 葉片主要組成及常用材質(zhì)Fig.4 Main components and common materials of wind turbine blades

基體材料可以分為熱固性樹(shù)脂和熱塑性樹(shù)脂。熱固性樹(shù)脂主要包括不飽和聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和乙烯基酯樹(shù)脂[23]。這些樹(shù)脂經(jīng)歷化學(xué)交聯(lián)過(guò)程后不可逆，產(chǎn)品一旦報(bào)廢將難以通過(guò)重熔或重塑的方式進(jìn)行降解和循環(huán)利用。盡管這些材料強(qiáng)度和模量較低，但擁有良好的彈塑性，可承受較大的應(yīng)變，是當(dāng)前葉片主要采用的基體材料。早期用于葉片材料的熱固性樹(shù)脂為聚酯樹(shù)脂，其價(jià)格低廉，成型工藝好，但性能一般，且在固化過(guò)程中收縮率大，放熱劇烈，成型時(shí)會(huì)釋放一定的氣味和毒性。在風(fēng)電機(jī)組大型化的過(guò)程中，環(huán)氧樹(shù)脂逐漸替代了聚酯樹(shù)脂，成為葉片材料中應(yīng)用最為廣泛的樹(shù)脂基體[24]。不同于熱固性樹(shù)脂的是，熱塑性樹(shù)脂在反復(fù)受熱過(guò)程中，分子結(jié)構(gòu)基本上不發(fā)生變化，當(dāng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫處理后則會(huì)發(fā)生降解或分解，因此越來(lái)越多葉片制造商對(duì)熱塑性樹(shù)脂制備葉片復(fù)合材料開(kāi)展相關(guān)研究。

增強(qiáng)材料主要包括玻璃纖維（glass fiber，GF）、碳纖維（carbon fiber，CF）、碳纖維/玻璃纖維混雜和玄武巖纖維等新型纖維[25-28]。對(duì)于使用同種基體的復(fù)合材料，使用碳纖維作為增強(qiáng)材料制造的葉片強(qiáng)度和剛度優(yōu)于玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料[7]，但碳纖維的價(jià)格昂貴，綜上考慮，玻璃纖維仍然是風(fēng)電葉片制造的主要原材料。隨著風(fēng)電葉片長(zhǎng)度的逐漸增加，玻璃纖維增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和剛度劣勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，對(duì)于翼緣等需要高強(qiáng)度和高剛度的部位，使用碳纖維作為增強(qiáng)材料可以提高葉片的承載能力，同時(shí)碳纖維導(dǎo)電性好，可以有效避免雷電等事故對(duì)葉片造成的損傷[29]。同時(shí)為了改善復(fù)合材料的性能，在其中添加1種以上的纖維，制成混雜復(fù)合材料，可以增加葉片的耐用性[30]。Mishnaevsky等人[24]對(duì)風(fēng)電葉片的混雜復(fù)合材料進(jìn)行了研究，其在碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中加入玻璃纖維，結(jié)果表明碳纖維的沖擊性能和拉伸應(yīng)變得到改善。

熱固性復(fù)合材料以各種熱固性樹(shù)脂為基體，加入各種增強(qiáng)纖維復(fù)合而成。作為當(dāng)前葉片主要采用的材料，其優(yōu)點(diǎn)是可以在室溫或低溫下固化，并且黏度較低，因而成型工藝簡(jiǎn)便且加工速度快[24]。酸酐固化環(huán)氧樹(shù)脂以其優(yōu)異的理化性能，常與碳纖維復(fù)合制備碳梁，應(yīng)用于風(fēng)電葉片的制造，尤其是海上百米級(jí)葉片。盡管熱固性復(fù)合材料易于制造、耐用性能優(yōu)異且短期內(nèi)不可替代，但是存在回收工藝復(fù)雜和回收產(chǎn)品價(jià)值低等問(wèn)題[31-33]。而熱塑性復(fù)合材料具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如密度低、成本低、生產(chǎn)效率高和抗沖擊性能好[34]，同時(shí)熱塑性復(fù)合材料更加環(huán)保，在使用壽命結(jié)束時(shí)可回收利用[35-36]，因此成為制造綠色葉片的首選材料。但是熱塑性復(fù)合材料也存在一定的缺點(diǎn)：它需要較高的加工溫度，導(dǎo)致能耗增加，并可能影響纖維性能；同時(shí)由于其黏度高且加工溫度高，難以制造大型零件[21]。

目前，研究人員還在開(kāi)發(fā)新型葉片材料。天然纖維如竹材、亞麻和黃麻[37-40]因其具有成本低、環(huán)保、制造簡(jiǎn)單、可生物降解和機(jī)械性能良好等顯著特點(diǎn)[41-43]，因此可用于纖維增強(qiáng)聚合物（fiber reinforced polymer，F(xiàn)RP）的生產(chǎn)[44]。此外，還可以通過(guò)添加納米材料來(lái)提高復(fù)合材料的強(qiáng)度，從而改善復(fù)合材料的性能，延長(zhǎng)風(fēng)電葉片的使用壽命[45-49]。因此，探索熱固性材料葉片的回收利用方式與開(kāi)發(fā)新型環(huán)保葉片成為了風(fēng)電葉片發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)。

2.3 葉片制造工藝

主流風(fēng)電葉片的生產(chǎn)制造過(guò)程如圖5所示。

圖5 葉片制造流程Fig.5 Flow chart of blade manufacturing

主梁、腹板和殼體等主要部件都由纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料制成。原材料的合成工藝按樹(shù)脂基體形態(tài)不同可分為預(yù)浸漬法和后浸漬法2大類(lèi)[50]。預(yù)浸漬法是使基體在溶液或黏流態(tài)狀態(tài)下充分浸漬增強(qiáng)纖維，經(jīng)冷卻成型后得到預(yù)浸料，可分為溶液浸漬法、熔融浸漬法及反應(yīng)鏈增長(zhǎng)浸漬法。后浸漬法是先將基體樹(shù)脂與增強(qiáng)纖維混合，然后在成型過(guò)程中使樹(shù)脂熔融并完全浸潤(rùn)纖維得到預(yù)浸料。該工藝主要包括纖維混雜法、粉末浸漬法和薄膜疊層法。

目前葉片制造工藝一般是先通過(guò)各個(gè)專(zhuān)用模具分別成型葉片蒙皮、主梁、腹板以及其他部件，然后再將各部件膠接組裝到一起，最后合模加壓固化。各部件的具體成型工藝大致有手糊成型、模壓成型、拉擠成型、纖維纏繞、樹(shù)脂傳遞模塑（resin transfer molding，RTM）、預(yù)浸料成型以及真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑（vacuum assisted resin transfer molding，VARTM）等[51]。

其中RTM是一種成功的小型風(fēng)電葉片閉式模塑技術(shù)[19]。該工藝的基本步驟是先將纖維預(yù)制體置于密閉模腔中，然后將樹(shù)脂注入封閉模腔，樹(shù)脂流動(dòng)排出模腔內(nèi)氣體的同時(shí)徹底浸潤(rùn)纖維，最后加熱模具使樹(shù)脂等材料固化成型[52-53]。

RTM技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樹(shù)脂含量的精準(zhǔn)控制，從而提高復(fù)合材料的承載能力，而且可以有效地提高葉片地制造效率，降低制造成本和人工成本，實(shí)現(xiàn)一次性整體成型[54]。VARTM更適用于制造大型風(fēng)電葉片，該工藝是先將纖維增強(qiáng)材料、剝離層以及高滲透介質(zhì)依次鋪設(shè)到模具上，再用真空薄膜進(jìn)行密封，將氣體抽至負(fù)壓狀態(tài)后導(dǎo)入樹(shù)脂，使樹(shù)脂充分浸潤(rùn)纖維并最終固化成型。該工藝可以使樹(shù)脂更好地滲透纖維，制造出質(zhì)量穩(wěn)定且強(qiáng)度較高的復(fù)合材料。我國(guó)兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組葉片均采用此技術(shù)制備而成。

3 葉片的回收與利用

3.1 回收方式比較

廢棄葉片復(fù)合材料的回收方法主要分為機(jī)械回收、熱回收和化學(xué)回收[11-15]。

機(jī)械回收方法是將復(fù)合材料切碎、研磨或銑削成較小的碎片，然后再進(jìn)一步研磨成粉末狀。在粉碎過(guò)程中，需要根據(jù)復(fù)合材料特性選取合適的轉(zhuǎn)速、粉碎時(shí)間和溫度等參數(shù)，經(jīng)過(guò)多級(jí)分選后可將不同性質(zhì)的材料分離出來(lái)，從而更精準(zhǔn)地應(yīng)用到下游產(chǎn)品生產(chǎn)制造中，保證下游產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。聚合物復(fù)合材料即使經(jīng)過(guò)20年的長(zhǎng)期使用，仍然是堅(jiān)固的材料。通過(guò)采用機(jī)械分解，復(fù)合材料被分離成較小但堅(jiān)固的碎片，然后可用作各種產(chǎn)品的增強(qiáng)材料[5]。Vincent等人[55]在低剪切混合器中將熱塑性復(fù)合材料粉碎而成的薄片與新填料混合壓縮成型，并重新投入使用。該方式有助于保持所制造部件的機(jī)械性能。低剪切混合在受控加熱下進(jìn)行，可以有效避免纖維斷裂。Beauson等人[56]成功制造了用風(fēng)電葉片復(fù)合材料碎片增強(qiáng)的聚酯樹(shù)脂復(fù)合材料，并測(cè)試其機(jī)械性能，結(jié)果表明由于碎片復(fù)合材料與基體之間的黏附性不足，因而導(dǎo)致復(fù)合材料的失效強(qiáng)度較低。一般而言，復(fù)合材料的機(jī)械粉碎和碾磨僅為回收技術(shù)中的一個(gè)中間步驟，還需要其他步驟以分離材料部件。雖然機(jī)械回收方法有一些優(yōu)點(diǎn)，如加工速度快和工藝簡(jiǎn)單等，且回收的碳纖維還可以應(yīng)用于建筑行業(yè)；但是該方法會(huì)使碳纖維的性能在回收過(guò)程中受到嚴(yán)重破壞，只能獲得不同長(zhǎng)度的短纖維，故得到的大部分再生產(chǎn)品價(jià)值不高。

熱回收法是將嵌入的纖維通過(guò)熱處理從交聯(lián)的聚合物基體中釋放出來(lái)，從而將復(fù)合材料分解為基體和增強(qiáng)成分，并將其轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品，如用于新型復(fù)合材料的基本化學(xué)產(chǎn)品和聚合物[57-58]。熱回收的3種主要方法是熱解法、流化床法和微波熱解法。這些技術(shù)的操作溫度條件介于450～700 ℃，能夠從復(fù)合材料中回收玻璃纖維和碳纖維。通過(guò)熱回收法回收的碳纖維強(qiáng)度能夠達(dá)到原來(lái)的70%～90%[59]。

化學(xué)回收是指聚合物通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可溶性低分子量產(chǎn)物的過(guò)程。化學(xué)回收法主要有溶劑分解法和超/亞臨界流體法2種[60]。在溶劑分解中，環(huán)氧基體的化學(xué)分解是使用反應(yīng)性溶劑如硝酸、氨或乙二醇在低于臨界溫度至100 ℃條件下進(jìn)行的，或者使用水或乙醇在接近臨界溫度條件下進(jìn)行[61-62]。最終產(chǎn)品是纖維、無(wú)機(jī)填料以及溶解的解聚樹(shù)脂和單體[63-64]，樹(shù)脂去除效率為95%～100%。在超/亞臨界流體法中，超臨界或亞臨界流體作為反應(yīng)溶劑，在其中加入相應(yīng)的催化劑，降解樹(shù)脂基體，達(dá)到回收纖維的目的。超臨界流體具有類(lèi)似液體的密度、接近于氣體的黏度和高擴(kuò)散率，這些都有助于復(fù)合材料的回收。

Yildirir等人[65]對(duì)化學(xué)解聚碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料廢棄物展開(kāi)了研究，解聚反應(yīng)在乙二醇和乙二醇/水混合物2種溶劑條件下進(jìn)行。結(jié)果表明，在使用乙二醇作為溶劑、溫度為400 ℃時(shí)樹(shù)脂去除率最高，可達(dá)到92.1%，從而可以回收機(jī)械性能較高的碳纖維，對(duì)液體殘留產(chǎn)物進(jìn)行水熱氣化還可以制備燃料氣體。Mattsson等人[66]以亞/超臨界水為基礎(chǔ)，在250～370 ℃和1×107～1.7×107Pa工藝條件下，采用催化劑（酸和堿）和添加劑（醇類(lèi)和乙二醇類(lèi)）對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（glass fiber reinforced polymer，GFRP）的化學(xué)溶劑分解工藝進(jìn)行了研究和優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)最佳反應(yīng)條件是先將GFRP在溫度為270 ℃的乙二醇中放置16 h，然后在溫度為330 ℃、含有正丙醇和催化劑KOH的水中浸泡3 h，兩步工藝可以去除75%的樹(shù)脂。Ibarra等人[67]在亞臨界和超臨界條件下使用苯甲醇和水從復(fù)合材料中回收碳纖維，確保復(fù)合材料和纖維完全分離，以回收清潔的纖維。Kim等人[68]的研究表明：僅使用超臨界水而不使用任何催化劑的樹(shù)脂去除效率為99.5%；為了完全除去樹(shù)脂，需要用超臨界水處理120 min?；厥盏睦w維可以被再利用，與環(huán)狀對(duì)苯二甲酸丁二醇酯混合，通過(guò)壓縮成型生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料。Sokoli等人[69]利用近臨界水和超臨界丙酮進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在溫度為260～300 ℃、壓強(qiáng)為0.6×107～3×107Pa且溶劑質(zhì)量濃度為0.29～2.1 g/mL的條件下從廢棄的GFRP和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（carbon fiber reinforced polymer，CFRP）中回收玻璃纖維和碳纖維。結(jié)果表明，在溫度為260 ℃且溶劑質(zhì)量濃度為2.1 g/mL下，從超臨界丙酮中回收的玻璃纖維拉伸強(qiáng)度高達(dá)原纖維的89%，從近臨界水中回收的玻璃纖維拉伸強(qiáng)度降低了50%～65%，而使用水和丙酮作為溶劑回收碳纖維可以較好地保留其機(jī)械性能。

各項(xiàng)研究表明，通過(guò)化學(xué)法回收可以獲得干凈的纖維而不會(huì)顯著降低其機(jī)械性能。但是化學(xué)回收法的回收過(guò)程成本高昂，要求特定類(lèi)型反應(yīng)器和設(shè)施既能夠在高溫和高壓下運(yùn)行，也能在腐蝕性介質(zhì)中運(yùn)行[64]，而且大部分溶劑都很昂貴，廢液的化學(xué)成分非常復(fù)雜，其處理也是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)；另外，化學(xué)回收法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，流程復(fù)雜，很難工業(yè)化應(yīng)用。因此經(jīng)評(píng)估，化學(xué)回收法的整體工業(yè)準(zhǔn)備度低于熱回收法和機(jī)械回收法[14]。表2為3種回收方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較。

表2 回收方法比較Tab.2 Comparison of recycling methods

由上述分析可知：化學(xué)回收法中不同的復(fù)合材料需要特定的溶劑，因此該方法暫時(shí)不具有普適性；目前已達(dá)到工業(yè)規(guī)模的是機(jī)械回收法和熱回收法。盡管各種方法在回收時(shí)都對(duì)葉片材料尺寸有要求，回收得到的纖維長(zhǎng)度也有一定限制，但熱回收法相較于機(jī)械回收法對(duì)纖維性能影響較小，故熱回收法是具有一定前景的回收方式。本文重點(diǎn)闡述熱回收法的研究現(xiàn)狀。

3.2 熱回收法

3.2.1 熱解法

在復(fù)合材料的各種熱回收方法中，熱解法近年來(lái)已發(fā)展到工業(yè)水平。廢棄風(fēng)電葉片熱解回收工藝如圖6所示。一般而言，熱解過(guò)程是在惰性氣氛中（通常在大氣壓下），在受控溫度下聚合物基質(zhì)的分解[58]。通過(guò)這種方式，可以將基質(zhì)分解成固體（纖維和填料）、油（例如苯、甲苯、乙苯和苯酚）、氣體（例如H2、CH4、CO和CO2）和聚芳烴炭的混合物[70]；而纖維仍保持惰性，隨后可以將其回收。同時(shí)，熱解所產(chǎn)生的高熱值液體和氣體可以被收集并用作不同制造步驟的燃料或二次資源[71]。為消除聚合物熱解后纖維表面形成的熱解炭層，還需要對(duì)熱解后的產(chǎn)物進(jìn)行氧化。這種后氣化會(huì)對(duì)纖維的機(jī)械特性產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和彈性降低[72]。回收纖維機(jī)械性能的優(yōu)劣在很大程度上取決于關(guān)鍵工藝參數(shù)，如熱解和氧化溫度、停留時(shí)間及反應(yīng)氣氛。通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能損失最小化。

圖6 廢棄風(fēng)電葉片熱解回收工藝Fig.6 Pyrolysis recovery process of waste wind turbine blades

丹麥ReFiberApS公司開(kāi)發(fā)了ReFiber工藝：塑料部件材料在熱解室中的厭氧氣氛中氣化；然后回收和分離并清洗玻璃纖維。由該工藝產(chǎn)生的纖維強(qiáng)度降低了50%，而纖維的剛度不受熱處理影響。這些纖維可用作絕緣材料或纖維增強(qiáng)材料。研究發(fā)現(xiàn)，熱解會(huì)導(dǎo)致碳纖維上覆蓋殘余瀝青焦或類(lèi)炭物質(zhì)[73]。Mazzocchetti等人[74]監(jiān)測(cè)了氧化對(duì)原生碳纖維（virgin carbon fiber，vCF）和熱解纖維的影響。結(jié)果表明，與熱解纖維相比，vCF在氧化過(guò)程中更容易受損。這正是由于熱解后的纖維上存在炭層，導(dǎo)致纖維直徑比vCF大10%。經(jīng)分析得出：炭層實(shí)際上對(duì)纖維起到了保護(hù)作用，減少了對(duì)纖維的整體損傷，阻止了氧與纖維結(jié)構(gòu)中可用碳原子的反應(yīng)；通過(guò)將碳原子轉(zhuǎn)化為CO和CO2，降低了纖維的降解速度。因此，需要優(yōu)化熱解和氧化參數(shù)，以最大限度地保留回收過(guò)程中的纖維機(jī)械特性。宋金梅等[75]在管式爐中進(jìn)行熱固性碳纖維復(fù)合材料熱解實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)考察熱解終溫、保溫時(shí)間和升溫速率對(duì)復(fù)合材料失重率的影響。結(jié)果表明，這3個(gè)因素的交互作用對(duì)熱解過(guò)程影響較大。經(jīng)回歸分析得出最優(yōu)熱解條件為熱解終溫515 ℃，保溫時(shí)間10 min，升溫速率18 ℃/min。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)該結(jié)果準(zhǔn)確可靠。Guo等人[76]采用兩步熱解氧化技術(shù)從CFRP廢料中回收高性能碳纖維，并研究了反應(yīng)條件，如氧化溫度和時(shí)間對(duì)再生碳纖維（recycled carbon fiber，rCF）的性能和回收率的影響。實(shí)驗(yàn)中首先在氬氣環(huán)境下將CFRP進(jìn)行熱解，然后將熱解產(chǎn)物表面的殘余碳氧化以回收碳纖維。結(jié)果表明，在450 ℃下進(jìn)行15～20 min氧化反應(yīng)可以回收相對(duì)干凈的碳纖維。rCF具有更好的機(jī)械性能，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)vCF的90%以上，同時(shí)碳纖維回收率可達(dá)95.22%以上。

研究人員還嘗試在常規(guī)熱解回收過(guò)程中優(yōu)化熱解反應(yīng)條件來(lái)提高熱解回收方法的效率。Yang等人[77]研究了氮?dú)庵醒鯕怏w積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)時(shí)間和溫度對(duì)rCF表面化學(xué)和機(jī)械特性的影響。結(jié)果表明，這些因素之間需要保持一定的平衡，才能在不破壞其固有特性的情況下回收纖維。實(shí)驗(yàn)中，4, 4'-二氨基二苯甲烷固化環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的熱解過(guò)程在不同的氣體混合物中進(jìn)行。研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮?dú)庵醒鯕怏w積分?jǐn)?shù)、溫度和熱解時(shí)間的增加，碳纖維的質(zhì)量損失增加。因此，認(rèn)為最佳熱解條件是溫度為650 ℃、氧氣體積分?jǐn)?shù)為5%且熱處理45 min。該條件下rCF拉伸強(qiáng)度保持率為80%。Ma等人[78]通過(guò)研究證實(shí)了蒸汽在降低碳纖維質(zhì)量損失方面的作用。在700 ℃熱解過(guò)程中，氧氣和空氣體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)可以分別導(dǎo)致纖維重量損失約26%和37%；然而在氮?dú)夂驼羝拇嬖谙?，重量損失僅約為0.22%和0.19%。這一觀察結(jié)果突出了在回收過(guò)程中對(duì)溫度、持續(xù)時(shí)間和反應(yīng)氣氛等參數(shù)進(jìn)行精細(xì)控制的重要性。Hadigheh等人[79]通過(guò)優(yōu)化工藝變量開(kāi)發(fā)出一種高效節(jié)能的熱解技術(shù)，同時(shí)可以改善rCF的表面特性。結(jié)果表明，先將CFRP在425 ℃溫度下進(jìn)行熱解反應(yīng)，然后在550 ℃條件下氧化，并等溫停留一段時(shí)間，可回收表面損傷較低的rCF。

3.2.2 流化床回收法

流化床熱處理是在硅砂存在情況下，使用熱空氣流將聚合物基體與嵌入的纖維分離的技術(shù)[80]。該方法將廢料或廢棄材料復(fù)合物的尺寸減小到25 mm，并首先將其送入流化床或硅砂床中；在450～550 ℃的溫度下，以0.4～1.0 m/s的速度，用空氣或氮?dú)獾臒釟饬鬟M(jìn)行流化[81-82]；復(fù)合材料中的聚合物基質(zhì)揮發(fā)，從而釋放出纖維和填料[83]，并將其作為懸浮在氣流中的單個(gè)顆粒帶出流化床。纖維和填料最終通過(guò)旋風(fēng)分離器從氣流中分離出來(lái)，然后進(jìn)入在高溫（即1 000 ℃）下工作的二次燃燒室，在該燃燒室中聚合物被完全氧化并回收熱量[57]。

20世紀(jì)90年代中期，諾丁漢大學(xué)利用流化床技術(shù)開(kāi)發(fā)了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的回收技術(shù)。該技術(shù)能夠從廢棄的GFRP和CFRP中回收高級(jí)纖維[84-85]。就機(jī)械性能而言，再生纖維的抗拉強(qiáng)度將會(huì)降低20%。Guo等人[86]使用流化床在氮?dú)鈼l件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分析了固體、液體和氣體殘留物產(chǎn)率，并發(fā)現(xiàn)液體產(chǎn)率隨著熱解溫度和氣體速度的增加而增加。

流化回收工藝的優(yōu)點(diǎn)是它可以從復(fù)合材料中回收玻璃纖維和碳纖維，但是回收后纖維的長(zhǎng)度和強(qiáng)度受損，聚合物的回收率低。Meng等人[87]對(duì)流化床工藝進(jìn)行了評(píng)估，指出流化床工藝產(chǎn)生的rCF呈現(xiàn)蓬松形態(tài)，長(zhǎng)度分布不連續(xù)且強(qiáng)度有所降低，因此采用rCF制造CFRP以及其高值化利用存在一定挑戰(zhàn)。

3.2.3 微波熱解法

過(guò)去十幾年以來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)基于微波的熱解技術(shù)能夠更有效地從廢棄復(fù)合材料中回收玻璃纖維和碳纖維，并可以將基質(zhì)降解或分解為油和氣體。與傳統(tǒng)熱解方法相比，微波熱解是一種高效、快速和環(huán)境友好的方法[88]。微波技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是材料在其核心加熱，因此熱能的傳輸速度很快，有助于將周?chē)臒釗p失降至最低，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能[33,64]。

Hao等人[89]采用微波熱解法從固化的碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸料中成功回收了碳纖維，發(fā)現(xiàn)微波熱解可以有效地?zé)峤猸h(huán)氧樹(shù)脂。與vCF相比，rCF的強(qiáng)度降低了不到20%，且經(jīng)過(guò)氧化過(guò)程后，觀察到回收的纖維表面干凈完整。?kesson等人[90]研究了微波熱解法回收風(fēng)電葉片的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：葉片被切成7～30 mm長(zhǎng)的碎片，然后在300～600 ℃的氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行了90 min的微波實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)從風(fēng)力機(jī)的廢棄葉片中回收了玻璃纖維和油，回收得到的玻璃纖維長(zhǎng)度大部分為0～30 mm，有的甚至在30 mm以上，大約52%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的纖維長(zhǎng)度小于15.7 mm。微波熱解后的玻璃纖維占玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料初始質(zhì)量的70%，且與未經(jīng)處理的玻璃纖維相比，回收后纖維的拉伸強(qiáng)度損失了25%。Obunai等人[91]在流速為2.5 L/min、3種不同氣氛（空氣、氮?dú)夂蜌鍤猓l件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在氬氣氣氛下進(jìn)行微波熱解是從廢棄物中回收纖維最有效的方法，并且通過(guò)微波技術(shù)回收的纖維抗拉強(qiáng)度與通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)回收的纖維抗拉強(qiáng)度幾乎相同。Bowlby等人[92]通過(guò)微波熱解技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種具有改善彎曲強(qiáng)度性能的新型復(fù)合材料。利用微波熱解法在700 ℃下持續(xù)60 min制備碳基生物炭顆粒，然后將其與傳統(tǒng)的GFRP相結(jié)合并制成復(fù)合材料。結(jié)果表明，用10%（體積分?jǐn)?shù)）的生物炭顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度增加了2倍以上。Deng等人[88]進(jìn)行了微波熱解法和傳統(tǒng)熱解法的比較研究，在氧氣氣氛下分別利用2種方法從CFRP中回收碳纖維。結(jié)果表明：在450 ℃氧氣氣氛下，微波加熱和傳統(tǒng)加熱都能夠降解CFRP中的環(huán)氧樹(shù)脂，回收得到碳纖維；但是微波加熱比傳統(tǒng)加熱更快速和高效，回收得到的碳纖維表面更光滑，并且反應(yīng)時(shí)間可縮短56.67%，回收率可提高15%。除此之外，還發(fā)現(xiàn)微波加熱法相較于傳統(tǒng)方法不會(huì)明顯改變碳纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

3.3 回收產(chǎn)品再利用

風(fēng)電葉片復(fù)合材料回收技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究和試驗(yàn)，雖然有了多種技術(shù)路線方向，但由于其特殊性及回收成本原因，收集非常困難，導(dǎo)致下游綜合利用技術(shù)的研究滯后。

機(jī)械回收盡管可以獲得富含樹(shù)脂和富含纖維的碎片，但其再利用的應(yīng)用范圍有限[58]。目前，可行的再利用途徑是將碎片作為填料引入新的復(fù)合材料，如混凝土、瀝青或涂層中。水泥生產(chǎn)商LafargeHolcim開(kāi)發(fā)了在水泥生產(chǎn)廠使用粉碎葉片粉塵的技術(shù)：葉片被切割成小塊后與潮濕材料混合，使粉末均勻地結(jié)合在一起，最終產(chǎn)品被研磨成粉末狀水泥。這種解決方案價(jià)格低廉，可用于大量葉片的處理。

由熱回收法和化學(xué)回收法回收得到的纖維應(yīng)用范圍較廣，例如木制或金屬框架、燃料電池、工業(yè)涂料和防靜電地板等，可以實(shí)現(xiàn)高價(jià)值資源的充分利用。由歐盟資助的FiberEUse項(xiàng)目自2017年以來(lái)一直在為航空航天和風(fēng)電等行業(yè)大量應(yīng)用的復(fù)合材料開(kāi)發(fā)可循環(huán)回收利用產(chǎn)業(yè)鏈。在該項(xiàng)目中Tecnalia研究院開(kāi)發(fā)了基于低溫?zé)o氧熱解工藝的熱處理，這能夠保留部分玻璃纖維和碳纖維的強(qiáng)度[5]；將2種纖維作為1個(gè)整體回收，通過(guò)RTM工藝進(jìn)行再加工，或者制備復(fù)合纖維；然后這些纖維被重新用于汽車(chē)部件、屋頂照明板和屋頂排水溝等建筑部件。Mantelli等人[93]開(kāi)發(fā)了在3D打印中使用rCF的技術(shù)。他們將經(jīng)過(guò)上漿處理的熱解rCF切碎，用作熱固化和光固化3D打印油墨的增強(qiáng)材料，論證了rCF熱固性復(fù)合材料3D打印的可行性。Onwudili等人[72]將回收的纖維用于制備新型低密度聚乙烯（low density polyethylene，LDPE）復(fù)合材料，并發(fā)現(xiàn)熱解后輕度氧化rCF以及使用不同的增容劑可以顯著改善LDPE復(fù)合材料的機(jī)械性能?？傊?，回收纖維可以與新基體制成各種復(fù)合材料并應(yīng)用于其他行業(yè)，但rCF與新基體之間的附著力仍需加強(qiáng)，以保證復(fù)合材料生產(chǎn)的產(chǎn)品性能，實(shí)現(xiàn)其高值化利用。

風(fēng)電葉片廢棄物和回收纖維的再利用是風(fēng)電葉片實(shí)現(xiàn)全生命周期綠色化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因而需要加快開(kāi)發(fā)回收產(chǎn)品的各種應(yīng)用途徑，推動(dòng)退役葉片的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4 結(jié)論與展望

1）我國(guó)有大量風(fēng)電葉片現(xiàn)已接近其使用壽命，葉片復(fù)合材料固體廢物需要進(jìn)行回收、再利用、再循環(huán)和再制造，這對(duì)能源行業(yè)而言是一個(gè)挑戰(zhàn)，會(huì)產(chǎn)生額外的成本。

2）本文首先介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的風(fēng)電發(fā)展情況和主要政策，其次對(duì)風(fēng)電葉片的組成、目前采用的復(fù)合材料以及制造工藝進(jìn)行了總結(jié)，再次對(duì)機(jī)械回收、熱回收和化學(xué)回收這3種回收方法進(jìn)行了分析比較，最后重點(diǎn)闡述了熱回收方法的研究進(jìn)展。每種回收技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)：機(jī)械回收盡管不會(huì)產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，但是會(huì)破壞纖維的機(jī)械性能；而化學(xué)回收和熱回收可以更好地保留材料的性能，但是化學(xué)回收方法需要進(jìn)行高溫處理，消耗更多的能量，同時(shí)化學(xué)回收過(guò)程中會(huì)使用溶劑，因此會(huì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

3）在“雙碳”目標(biāo)的號(hào)召下，發(fā)展更環(huán)保的清潔能源刻不容緩，因而我國(guó)勢(shì)必會(huì)大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電等新能源行業(yè)。風(fēng)電是支持電力系統(tǒng)率先脫碳，進(jìn)而推動(dòng)能源系統(tǒng)和全社會(huì)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”的主力軍，因此風(fēng)電葉片的資源高效利用是風(fēng)電行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色健康發(fā)展的基礎(chǔ)。在遵守各項(xiàng)環(huán)保政策的前提下，以最低經(jīng)濟(jì)成本實(shí)現(xiàn)退役葉片的循環(huán)利用，是目前風(fēng)電行業(yè)亟需解決的一道難題。為此，一方面需要進(jìn)一步研究熱固性復(fù)合材料廢棄物處理技術(shù)，以降低成本和提高回收效率，讓回收過(guò)程綠色無(wú)污染，同時(shí)為回收產(chǎn)品的再利用尋找工業(yè)化道路；另一方面，應(yīng)開(kāi)發(fā)可再生、可降解且可循環(huán)使用的新型風(fēng)電葉片材料，比如熱塑性復(fù)合材料、混雜復(fù)合材料、天然纖維復(fù)合材料和納米復(fù)合材料等，從而延長(zhǎng)葉片的使用壽命。

4）大批量風(fēng)電葉片的退役和回收在面臨困難和挑戰(zhàn)的同時(shí)更是向風(fēng)電行業(yè)釋放了發(fā)展的新信號(hào)和強(qiáng)大動(dòng)力。廢棄風(fēng)電葉片的綠色回收問(wèn)題，需要各部門(mén)、各領(lǐng)域和各行業(yè)協(xié)同合作，找到具備可持續(xù)性的模式，讓廢棄葉片的回收再利用形成完整閉環(huán)，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。