總部位于美國(guó)田納西州的Carbon Rivers公司回收了包括風(fēng)電葉片在內(nèi)的廢舊復(fù)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(guó)多個(gè)風(fēng)電項(xiàng)目中回收了80噸風(fēng)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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的價(jià)格銷售，應(yīng)用于汽車、船舶和消費(fèi)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(duì)此正在開展積極的研究。”該公司的項(xiàng)目獲得了美國(guó)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(biāo)是在未來幾年內(nèi)將處理規(guī)模擴(kuò)大到每天200噸。

英國(guó)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(xiàng)目，該項(xiàng)目旨在開發(fā)用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的新材料，并回收工業(yè)塑料。

Repair3D是“地平線2020”中的一個(gè)項(xiàng)目，該項(xiàng)目將納米粒子添加到來自風(fēng)力渦輪機(jī)和飛機(jī)材料的纖維復(fù)合材料廢料中，以此制造增強(qiáng)的3D打印產(chǎn)品，如滑雪靴和汽車零部件。英國(guó)劍橋納米材料技術(shù)有限公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前正在開發(fā)這種增強(qiáng)納米復(fù)合材料技術(shù)的原型，長(zhǎng)期目標(biāo)是與工業(yè)伙伴合作，測(cè)試這項(xiàng)技術(shù)并將其商業(yè)化。

FiberEUse是由歐盟資助的一個(gè)980萬歐元的研究項(xiàng)目，自2017年以來一直致力于為航空航天和風(fēng)電領(lǐng)域等纖維增強(qiáng)復(fù)合材料開發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)價(jià)值鏈。項(xiàng)目合作伙伴包括Siemens Gamesa、Head和Aernnova等公司。通過機(jī)械回收，風(fēng)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(zhǎng)纖維應(yīng)用于汽車和建筑行業(yè)的產(chǎn)品中。該項(xiàng)目協(xié)調(diào)員馬塞洛·克萊丹表示，項(xiàng)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(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，可以回收纖維和樹脂的副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物可以進(jìn)一步加工，獲得二次使用的樹脂”。然而，他強(qiáng)調(diào)，熱解“比機(jī)械回收昂貴得多”，因此，特別是對(duì)于玻璃纖維而言——由于原始玻璃纖維價(jià)值較低——這種方式還不具備經(jīng)濟(jì)意義。

克萊丹說，機(jī)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(biāo)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(jī)構(gòu)認(rèn)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(duì)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(fēng)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(jí)副總裁雅克布·博斯表示：“我們需要開始尋找制造風(fēng)電葉片的新的材料。”這家丹麥公司正在與渦輪機(jī)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(guó)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(fēng)電葉片，如甘蔗、甜菜、木材或竹子中提取纖維，同時(shí)也在尋找“更可分解的環(huán)氧樹脂”，以便更容易從復(fù)合結(jié)構(gòu)中進(jìn)行提取。ORE Catapult應(yīng)用研究主管表示宗·納克表示，在中國(guó)的河北和山東等地，一些陸上風(fēng)場(chǎng)使用的就是由竹子纖維制成的風(fēng)電葉片，而且已經(jīng)運(yùn)行了多年。

蘇格蘭國(guó)家制造研究所旗下的輕量化制造中心目前也在開展一個(gè)研究項(xiàng)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(jī)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(shí)進(jìn)行降解。加州大學(xué)伯克利分校和廣州華南理工大學(xué)已經(jīng)對(duì)具有觸發(fā)降解性的熱固性樹脂進(jìn)行了初步研究，而阿科瑪和阿迪亞等生產(chǎn)商在可化學(xué)回收生產(chǎn)不同形式塑料的樹脂開發(fā)方面更先進(jìn)。首個(gè)使用Elium (阿科瑪開發(fā)的熱塑性樹脂)的風(fēng)電葉片原型預(yù)計(jì)將于2021年10月生產(chǎn)。

通過熱固性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)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(fēng)力渦輪機(jī)葉片。

維斯塔斯公司先進(jìn)結(jié)構(gòu)和可持續(xù)性負(fù)責(zé)人艾倫·保爾森表示，“該項(xiàng)目的目標(biāo)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(duì)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(qiáng)度。”保爾森說，相比之下，其他回收方法需要借助高溫，這會(huì)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(fēng)力渦輪機(jī)葉片，與傳統(tǒng)葉片相比，這種葉片的長(zhǎng)度增加了10%。該公司表示，該設(shè)計(jì)使用了較少的傳統(tǒng)復(fù)合材料，因?yàn)榻Y(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(jì)中使用這種材料。該公司的原型葉片已于今年早些時(shí)候完成，葉片目前正在蘇格蘭國(guó)家可再生能源中心進(jìn)行測(cè)試。這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化預(yù)計(jì)將于2022年底實(shí)現(xiàn)。

此外，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，風(fēng)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(shí)現(xiàn)復(fù)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。