联合动力李沛欣：废旧叶片的无害化处理和资源化利用

2021年10月17日-20日，2021北京国际风能大会暨展览会（CWP 2021）在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一，这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会，再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题，历时四天，包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

在20日上午召开的风电机组优化升级专题论坛上，国家能源集团联合动力技术有限公司首席工程师李沛欣发表了《可靠运转争创绿色未来》的主题发言。

以下为发言全文：

李沛欣：尊敬的各位来宾、风电行业的同仁们，大家上午好。我是国家能源集团联合动力技术有限公司的一名工程师，非常荣幸能够参加这次分论坛。下面我跟大家分享一下公司在废旧叶片无害化处理和资源化利用方面最新的进展，向各位专家做一个汇报。我将从下面三个方面阐述。

首先是行业的宏观趋势。众所周知，去年习近平总书记提出了双碳目标，把碳达峰、碳中和纳入生态文明整体布局当中，而双碳目标是我们在座的各位是能源革命的亲力者、参与者。要实现以新能源为主体的新型电力系统，风电和光伏的发展将在未来几十年进入倍增的阶段。无论是从装机容量和发电量方面都是呈倍增的阶段。去年风能展上，我们提出了在2030年碳达峰的时候，风电装机容量将达到8亿千瓦，2060年的时候将达到30亿千瓦。同时大部件叶片也将带来规模化的发展。

现在就面临着退役的问题，现存的风电叶片大约是有4000吨，到2025年退役叶片将达到8000吨。2025年之后将迎来一大波风电叶片的退役潮，预计2028年将达到41万吨，2029年高达72万吨。在今年9月份，国家发改委就循环经济促进法向社会征求公众意见，其中有一条提到了风电叶片，而且还提到了资源化再利用、循环经济的问题。

风电叶片，众所周知它是一种玻璃纤维增强环氧树脂复合材料。这种材料是一种固化过程中的化学不可逆过程，一旦固化之后是无法还原这个材料原本的属性，导致无法降解。这对于我国的生态文明建设和双碳目标的达成，是一个非常巨大的威胁。我们传统的处理方式是填埋和焚烧，填埋对国土资源是一种浪费，焚烧会释放大量的挥发性有机物、污染物气体。所以说就需要找到更加资源化、高质化利用的方式去处理废旧的风电叶片。

我们面临的技术挑战，国内外现在有一些方案：美国是把它切成小块，用到市政的交通和路面，但是它的缺点附加值较低；德国提出了一些现行看到的能量回收的方式，英国也是把退役叶片的热固性材料作为热速性生产填料替代品，这个处理的缺点是处理量小，成本太高。丹麦是把玻璃钢复合材料分解成一种化学物质，实现全生命周期的利用，但是目前量也比较少，处于研究阶段。我国也进行了很多尝试，比如说北京的华北包装有限公司利用回收的叶片制成托盘和围板箱，还有一些通过PVC制成保温材料，还有一些环保公司破碎的材料通过膜压的方式制成井盖。

2021年1月，丹麦的一些科研机构和公司成立了退役叶片联盟，宣布退役叶片在3年内想找到一个比较理想的可持续发展的技术方案。7月，行业内的一些重要的公司成立了风电绿色回收与应用的联合体，也看到了这个行业对风电叶片退役方向的重视。

除此之外，我们看到维斯塔斯在5月份公布了CETEC（热固性环氧树脂），通过一些分子拆链的方式对环氧树脂进行降解，这个方案目前也是研发的阶段，真正实现产品的应用预计还要经过6-7年的时间。

我们针对这个问题提出了自己的一些思路。首先是逐级降解梯次应用，将风电叶片根据部位的不同进行分解。首先是根部和中部、尖部，根据各自区域力学性能的特点，进行各自用途的匹配。

后面是我们研究的重点，大概分为三步进行研究探讨，首先是经过无害化的处置，第二步是找到资源化利用的关键技术，其中是研究制成材料的影响因素和力学性能的评估。第三步是找到全生命周期的集成工艺，最终实现产品的推广。

首先是无害化的处理装置，这个是我们采用自主研发的专用切割设备工装，便于现场对废旧叶片进行肢解，提升传统砂轮片的切割效率。之后针对玻璃钢本身材料的特性，具有低转速高扭矩的特点，采用这种装备，通过粉碎和振动分选，使各类最终产品回收效率可以达到90%。后续再进行纤维和颗粒、粉末逐级的处理。主要是两大块，一块是根据纤维找到了一些应用的技术。第二块是根据粉末的特点找到了一些应用的方案。

针对于筛选出的纤维，我们是和一些高校进行合作，优选出玻璃纤维替代传统玻璃纤维增强混凝土、砂浆当中的短切纤维。优选出来的纤维经过耐碱分散的处理，抗弯强度可以达到18兆帕，抗冲击强度可以达到12焦耳/每平米，吸水率能达到14%，这是将来比较理想的建筑板材。其次也有一些应用，但是经过调研，市场附加值还是偏低。

另外一个方面，通过市政井盖的方案。通过热熔模压的模式制造风机叶片的一些部件，比如根部三联，其中的人孔盖板，这个附加值，因为传统都是层压的方式，通过这种方式获得的产品它的附加值是比较理想的。

我们对刚才论述的玻璃纤维增强混凝土板材有一个市场的分析和盈利的预测，对根部三联和跟它有技术相关性的井盖也做了市场分析和盈利预测，我们认为人孔盖板是回用到风机叶片中比较理想的方案。

这是我们和一家环保公司合作，前期是做了一些井盖，大家如果感兴趣的话可以去联合动力的展台进行一下参观。我们也是传统的切割破碎分离的方式，最终通过米链混料、热熔模压最终得到产品。还有就是其他的一些方案，其他方案也不错，但是我们认为附加值还是低一些，属于低质化的应用。

最后是想在未来根据高效自动化叶片切割一体化处理设备，探索高附加值应用和市场推广方面，我们想跟在座的各位专家进行一个探讨，短期的目标还是借助物理的方式，将废旧叶片进行高效的肢解，实现具有经济价值的原材料的资源化利用，主要是偏建材方向。

第二点因为叶片运输是比较大的成本开支，我们想借助集团的铁路运输的成本优势，同时我们现在在打造智慧矿山的模式，结合相关产业的其他板块，比如煤炭板块、煤化工板块实现资源化利用的快速发展。

中期目标我们希望借助产业链上下游的资源，成立废旧叶片的无害化处置和资源化利用的联盟，制定相关的行业标准，甚至是国家标准。在风场附近、铁路沿线建立废旧叶片的自动化、智能化的处置流水线，并建立移动工厂实现处置叶片的高效利用。

因为传统的物理方法最终不管是变成建材，还是存在于自然界，还是没有最终实现资源化的利用，所以长期目标还是希望去攻破它的化学难题，把热固性的环氧树脂进行拆链的降解，生产具有高附加值的化学品。还有一点是，未来在叶片的设计当中，去考虑回收和应用的问题，逐级去提高热塑性材料的应用占比，明确在制造叶片当中的碳足迹，实现真正全生命周期的绿色发展。

在叶片报废潮到来之前，行业内非常迫切找到产业化落地、回收使用价值、商业模式、可持续的叶片回收处置方式，我们也是希望跟在地的专家、高校、院所、企业一同探讨，为我们国家的循环经济助力，谢谢大家。

 

（根据演讲速记整理，未经演讲人审核）