
當風電葉片退役后被填埋、汽車碳纖維構件成為“一次性垃圾”,復合材料產業的快速發展正面臨“高增長與高廢棄”的雙重考驗。數據顯示,2025年全球復合材料廢棄物將突破1200萬噸,其中風電葉片、汽車構件占比超60%,熱固性復合材料更是以75% 的占比成為回收難題的核心。在雙碳目標與歐盟碳邊境調節機制(CBAM)的雙重驅動下,復合材料回收不再是“環保選擇題”,而是關乎產業可持續發展的“生存必答題”。本文將聚焦2022-2025年技術創新突破,結合全球標桿企業實踐,拆解復合材料循環利用的核心路徑與未來方向。
一、行業痛點凸顯:為什么復合材料回收迫在眉睫?
復合材料因輕質高強、耐腐蝕等優勢,已深度滲透風電、新能源汽車、航空航天等戰略新興產業。但長期以來,“重生產、輕回收”的模式導致大量廢棄物堆積,既造成資源浪費,也帶來嚴峻環境壓力。

風電行業首當其沖,早期投運的風電葉片正進入退役高峰,單支葉片重量可達數十噸,傳統填埋處理不僅占用大量土地,玻璃纖維與樹脂的難降解特性還會造成長期環境污染。新能源汽車領域,隨著碳纖維增強塑料(CFRP)在車身輕量化中的廣泛應用,未來5年汽車領域復合材料廢棄物年增速將達18%,若缺乏有效回收渠道,將形成新的環保負擔。
政策層面的倒逼效應同樣顯著。歐盟CBAM已正式生效,對進口產品的碳足跡提出嚴格要求,復合材料回收效率直接影響相關產業的出口競爭力。中國“雙碳”政策框架下,2024年新修訂的復合材料回收標準正式實施,推動再生材料在重點領域的滲透率提升至12%。在此背景下,“回收-再生-高值應用”的循環模式成為行業共識。
二、技術革新:從“低效處理” 到 “高值回收” 的突破
復合材料回收技術已從早期的粗放式處理,發展為機械回收、化學回收、能源回收等多技術路徑并行的格局,核心突破集中在效率提升與性能保留兩大維度。
(一)機械回收:規模化應用的“性價比之選”
機械回收憑借工藝簡單、成本可控的優勢,成為玻璃纖維復合材料回收的主流方式。其核心邏輯是通過“粉碎-篩分-重組成型”的閉環流程,實現廢棄物的資源化利用。
近年來的技術突破主要聚焦纖維損傷控制,新型粉碎設備通過優化轉速與剪切角度,將玻璃纖維長度保留率提升至70%,大幅改善再生材料的力學性能。目前該技術已實現規?;瘧茫幚沓杀窘抵?00美元/噸左右,適合建筑保溫材料、裝飾板材等中低值場景。
中國企業在該領域表現突出,憑借在非連續纖維市場60%的份額優勢,形成了從廢料收集到再生制品生產的完整產業鏈。德國Infinici AG更是將機械回收與形態設計結合,將回收玻璃纖維加工為高性能無紡布,應用于公交車外殼、游艇內飾等部件,碳足跡較原生材料降低 95%。
(二)化學回收:熱固性材料的“破局關鍵”
占廢棄物總量75%的熱固性復合材料,因三維交聯結構難以降解,長期制約著循環利用效率。化學回收通過溶劑分解、熱解等方式打破樹脂交聯鍵,實現纖維與樹脂的高效分離,成為高值回收的核心方向。

溶劑法的創新重點在于低毒性溶劑的研發,目前已實現樹脂去除率95%的技術指標,且溶劑可循環利用,降低環境風險與成本。熱解法的突破則體現在低溫工藝優化,通過精準控制熱解溫度與氛圍,使碳纖維強度保留率超85%,部分企業甚至達到90%以上。
2025年10月,東麗(Toray)發布的低溫分解技術成為行業焦點。該技術通過創新分解劑,在低于傳統工藝的溫度下分解多類型熱固性樹脂,適配航空、風電、汽車等多源廢料,回收碳纖維單絲強度保留率達95%以上,碳排放僅為原生碳纖維的一半?;谠摷夹g開發的回收碳纖維無紡布,已應用于馬自達概念車內外飾部件,成功切入中高端消費場景。
生物酶解作為前沿方向,正處于實驗室到中試的過渡階段。通過篩選特異性降解酶,有望實現樹脂的溫和降解,進一步降低回收能耗與環境影響,目前已在環氧樹脂體系中取得初步突破。
(三)能源回收與技術對比:多元場景的適配選擇
能源回收適用于難以分離的混合廢料,通過焚燒發電實現能量再利用,近年來重點提升能效與污染控制水平,尾氣處理技術的升級使污染物排放降至極低水平。但該方式僅能實現能量回收,無法保留材料本身價值,更適合低價值、難回收的廢棄物處理。
從多維度對比來看,機械回收優勢在于成本低、規模大,適合玻璃纖維等大宗廢料;化學回收雖成本較高,但能最大程度保留纖維性能,適配碳纖維等高值材料;能源回收則作為補充方案,用于處理復雜混合廢料。三者形成互補格局,共同構成復合材料回收的技術體系。
三、性能調控:再生材料的“品質升級之路”
回收纖維的性能保留與再生復合材料的質量控制,是實現高值應用的核心前提。行業正通過性能表征、界面優化、標準建立三大路徑,破解再生材料“性能衰減”的痛點。
(一)再生增強相的性能突破
碳纖維回收的關鍵指標是強度保留與表面質量,豐田的RCF紡紗技術已實現再生碳纖維力學性能與原生纖維相當,東麗的低溫分解技術則進一步將強度保留率提升至95%,且殘膠率低,為后續加工奠定基礎。
玻璃纖維的回收性能受長度分布影響顯著,通過優化機械回收工藝參數,可精準控制再生纖維長度,使再生復合材料的拉伸強度達到原生材料的80%以上,滿足多數結構件使用需求。

(二)再生復合材料的優化策略
界面改性技術通過偶聯劑處理,提升再生纖維與樹脂的結合強度,減少界面缺陷,使復合材料整體性能提升15%-20%?;祀s增強則采用再生纖維與原生纖維混合使用的方式,在保證性能的同時降低成本,已在汽車保險杠、建筑型材等產品中應用,成本較全原生材料降低 30%。
東麗、Infinici等企業的創新實踐表明,“材料形態工程”是價值提升的關鍵。將回收纖維加工為無紡布、帶材等形態,賦予其結構、功能與裝飾多重屬性,使其更易融入下游行業標準,擺脫僅作為填充材料的低值定位。
(三)質量控制標準的逐步完善
標準缺失曾是再生材料市場認可度低的重要原因。近年來,中國、歐盟陸續修訂復合材料回收標準,明確再生材料的性能閾值、樹脂殘留限值等關鍵指標。JEC World 2025展會上,行業呼吁建立回收碳纖維無紡布通用測試規范,推動界面相容性、耐久性等指標的標準化,為市場應用掃清障礙。
四、產業協同:從“單點突破”到“生態閉環”
復合材料的循環利用離不開產業鏈上下游的協同配合,全球已形成企業閉環、行業聯盟、區域集聚三種主流模式,推動回收體系從“碎片化”走向“系統化”。
(一)企業閉環:全生命周期的自主循環
豐田的碳纖維回收系統是行業標桿,構建了“回收-紡紗-應用”的全鏈條閉環。從報廢汽車中回收碳纖維構件,經處理后紡紗制成再生纖維,再用于汽車零部件生產,實現資源的循環利用。該模式通過內部協同降低回收成本,提升再生材料的適配性,已實現規模化應用。
東麗則通過“技術研發-場景驗證-客戶共創”的模式推進商業化。其回收碳纖維無紡布已向汽車、建筑、電子等領域客戶提供原型樣品,與馬自達的合作更是實現了從技術到產品的落地,為行業提供了可復制的商業樣板。
(二)行業聯盟:資源共享的協同網絡
風電葉片回收聯盟通過整合風機制造商、回收企業、科研機構等資源,建立技術共享平臺與廢料調配網絡,解決單一企業回收量不足、技術分散的問題。西班牙Acciona Energía 依托該模式,建立了工業規模的風電葉片回收工廠,通過WALUE專利技術將廢料轉化為短纖維、無紡布等產品,應用于運動鞋、網球拍等領域,實現“廢物變價值”。
中國復合材料工業協會也在推動行業協同,組織企業參與 JEC 等國際展會,促進技術交流與資源對接,加速國內回收體系的成熟。
(三)區域集聚:集約化的產業生態
歐洲復合材料回收產業園采用集約化處理模式,集中布局回收、分揀、再生、應用等環節,通過上下游企業集聚降低物流成本,實現資源的高效配置。園內企業共享檢測設備、環保設施等公共資源,形成“廢料-再生材料-終端產品”的區域循環鏈條,提升產業競爭力。
中國在江蘇、廣東等地也在規劃建設類似產業園,依托當地新能源汽車、風電產業優勢,打造區域性復合材料循環利用中心,預計2030年將形成多個年產值超百億的產業集群。
(四)高值應用:市場拓展的關鍵抓手
再生材料的市場認可度,最終取決于應用場景的拓展。目前,再生碳纖維已在汽車保險杠、電池盒、建筑型材等領域實現規?;瘧?,再生玻璃纖維則廣泛用于保溫材料、裝飾板材等產品。

在 JEC World 2025展會上,再生復合材料的高值應用案例頻現:Nova Carbon的回收碳纖維無卷曲織物用于自行車部件、高端奢侈品結構件;Caracol AM采用短玻纖增強再生PETG打印軌道車儀表板;Acciona的回收材料制成沖浪板與運動鞋,實現了功能與環保的結合。這些案例證明,再生復合材料完全能夠切入中高端應用場景,打破“低質低價”的刻板印象。
五、現存瓶頸:循環之路的“攔路虎”
盡管技術與產業實踐取得顯著進展,但復合材料規?;h利用仍面臨多重制約,需針對性破解。
(一)技術層面:核心難題尚未完全攻克
熱固性復合材料的高效分離仍是行業痛點,雖然化學回收技術取得突破,但規?;瘧弥腥源嬖谠袭愘|性影響處理效率的問題。再生纖維性能衰減的問題尚未徹底解決,長纖維回收的技術難度與成本居高不下,限制了在航空航天等高端領域的應用。
(二)產業層面:體系建設尚不完善
回收網絡不健全是突出問題,廢料收集分散、分類不規范,導致回收成本高企,部分地區甚至出現“回收無門”的情況。再生材料市場認可度偏低,下游企業對其性能存疑,缺乏大規模應用的信心,形成“需求不足-產能過剩-成本難降”的惡性循環。
(三)政策層面:支撐體系有待強化
目前缺乏全國統一的強制性回收標準,再生材料的認證體系不完善,市場準入門檻不清晰。經濟激勵機制不足,回收企業盈利空間狹窄,難以吸引社會資本投入,政策支持力度與執行效果存在區域差異。
(四)經濟層面:成本競爭力不足
回收成本與原生材料的價差達 500美元/噸左右,盡管碳足跡優勢明顯,但在短期成本導向的市場環境中,再生材料缺乏價格競爭力。化學回收的設備投資大、運營成本高,規模化效應尚未完全顯現,進一步制約了技術推廣。
六、破局路徑:構建“技術-標準-市場”三位一體生態
推動復合材料循環利用規?;l展,需從技術創新、產業協同、政策完善、市場培育四個維度發力,形成可持續的發展路徑。

(一)技術創新:聚焦核心痛點突破
持續攻關熱固性復合材料高效回收技術,重點發展低能耗、低成本的化學回收工藝,推動生物酶解等前沿技術的產業化。開發可降解樹脂體系與易回收復合結構,從源頭降低回收難度,實現“易回收設計”。
數字化技術的融合應用將成為重要方向,德國Fibclick公司開發的AI平臺,通過數字孿生與仿真模擬,將復合材料生產規劃成本降低50%,該模式可延伸至回收工藝優化,提升回收效率與產品質量穩定性。
(二)產業協同:建立全生命周期體系
構建“生產-使用-回收”的全生命周期管理體系,強化生產者責任延伸制度,推動企業將回收責任納入產品設計階段。完善回收網絡建設,鼓勵區域化集聚處理,通過“互聯網+回收”模式提升廢料收集效率與分類精準度。
加強上下游協同創新,原材料企業、制品企業、回收企業、科研機構形成合作聯盟,共同開展技術研發、標準制定與市場推廣,破解“各自為戰”的行業困境。
(三)政策完善:強化引導與保障
建立強制性回收標準與再生材料認證體系,明確性能指標、環保要求與應用范圍,規范市場秩序。完善經濟激勵機制,對回收企業給予稅收優惠,對使用再生材料的下游企業提供補貼,縮小與原生材料的成本價差。
加強國際合作,借鑒歐盟CBAM的碳足跡核算經驗,建立符合中國國情的碳足跡評價體系,提升再生材料的國際競爭力。
(四)市場培育:拓展高值應用場景
挖掘再生復合材料在建筑、包裝、電子等新興領域的應用潛力,目前熱塑性碳纖維織物在消費電子領域的應用尚未充分開發,存在12%-15%的年均增長潛力。通過示范項目建設,展示再生材料的性能優勢與成本效益,提升市場認可度。
培育再生材料品牌,加強宣傳推廣,轉變“再生即劣質” 的消費觀念,形成“綠色消費-市場需求-產業升級”的良性循環。預計2030年,全球再生復合材料市場規模將達140億美元,中國有望占據40%以上份額,成為全球重要的產業基地。
結語
復合材料回收與循環利用已進入“技術突破加速、產業協同深化、政策保障強化”的關鍵階段。從東麗的低溫分解技術到豐田的閉環回收模式,從歐洲的產業園區到中國的標準體系建設,行業正通過“技術-標準-市場”的三位一體策略,破解1200萬噸廢棄物的環保難題。
未來,只有持續以技術創新突破核心瓶頸,以產業協同構建循環生態,以政策引導激發市場活力,才能實現復合材料產業的可持續發展,為雙碳目標的達成提供堅實支撐。復合材料的循環之路,既是技術革命,也是產業生態的重構,更是綠色發展理念的生動實踐。