风力发电的转型：回收利用是机遇而非问题——风力涡轮机用完后究竟会发生什么？
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发布日期：2025 年 9 月 15 日 / 更新日期：2025 年 9 月 15 日 – 作者： Konrad Wolfenstein
风电转型：回收利用是机遇而非问题——风力涡轮机关闭后究竟会发生什么？——图片来源：Xpert.Digital
从风力涡轮机到游乐场：旧转子叶片的巧妙第二职业
揭穿风力发电神话：为何旧转子叶片不再是浪费问题
这个问题让风能的支持者和批评者都感到担忧。大约20到25年后，风力涡轮机的经济寿命就到了尽头。大多数部件的回收已经很简单——钢铁、铜和混凝土都可以通过现有的方法回收利用。主要的挑战在于转子叶片，它们是由难以分离的复合材料制成的。
德国需要回收多少转子叶片？
德国正面临大规模的拆解浪潮。2020/2021年之交，约5200台风力涡轮机的20年EEG补贴到期，另有8000台风力涡轮机将于2025年底到期。据业内估计，到2030年，约有2.5万片风力涡轮机叶片需要拆解，相当于约40万吨材料。
这些材料主要由玻璃纤维增强塑料（GRP）制成，这是一种耐用但颇具挑战性的复合材料。转子叶片仅占风力涡轮机总重量的5%左右，而高达90%的其他部件已经可以按照既定的回收流程进行回收。
已经存在哪些具体的回收流程？
该行业已开发出四条主要的回收路线，其中一些已在工业上建立：
机械热处理工艺将水泥厂用作回收场所。像霍尔希姆这样的公司已经成功实施了相关方案。首先，转子叶片被粉碎，玻璃纤维取代骨料，树脂成分为水泥生产过程提供能量。这种方法已经具备工业规模化和经济效益。
Holcim GmbH 位于石勒苏益格-荷尔斯泰因州的 Lägerdorf 水泥厂最近将风力涡轮机叶片碎片回收用作替代燃料。这种热回收工艺可以通过替代化石燃料来减少二氧化碳排放。使用 1,000 吨回收的玻璃钢，最多可节省 450 吨煤、200 吨白垩和 200 吨沙子。
转子叶片的化学回收是如何进行的？
热解和溶剂分解等化学回收工艺尚处于发展阶段，但已展现出良好的潜力。这些工艺将复合材料分解成基本成分，从而实现玻璃纤维和树脂的回收利用。
热解法特别适用于从热固性塑料基体中分离纤维。转子叶片的厚壁纤维复合材料结构在惰性气体环境中高温处理。回收的纤维经过适当的加工后，可在工业上重复利用。
RE_SORT 研究项目正在开发新型热解技术，专门用于壁厚高达 150 毫米的厚壁纤维复合材料结构，例如转子叶片。除了回收的纤维外，产生的热解油和热解气体也可进行工业回收。
回收设计对于现代转子叶片意味着什么？
风电行业已开始致力于为未来的风力涡轮机研发可回收的转子叶片。西门子歌美飒开发了一种名为“RecyclableBlade”的解决方案，该方案已于2022年投入商业化应用。
这些可回收刀片采用特殊的树脂技术，使材料在使用寿命结束后能够完全回收利用。将刀片浸入弱酸溶液中，树脂在高温下溶解，从而将玻璃纤维、树脂、木材和金属分离，并在其他行业中重复使用。
首个使用这些可回收转子叶片的商业海上项目于 2022 年在德国 Kaskasi 风电场实施。作为运营商，RWE 目前也在为索非亚项目使用 132 个可回收叶片。
维斯塔斯在循环经济中扮演什么角色？
维斯塔斯正在推行系统性方法，目标是到 2040 年实现无废物涡轮机。该公司正在开展两项平行计划：针对现有转子叶片的 DecomBlades 和针对未来循环经济解决方案的 CETEC。
CETEC项目（热固性环氧复合材料循环经济）正在开发一种化学回收方法，将环氧树脂分解成其基本成分。这些成分随后可用于制造新的转子叶片，从而形成一个完全循环的系统。
维斯塔斯风力涡轮机目前85%的叶片可回收利用。预计到2025年，叶片可回收率将提高到50%，到2030年将达到100%。
有哪些有创意的升级改造方法？
除了工业回收工艺外，创新的升级改造项目也正在兴起，这些项目将废旧叶片直接转化为新的应用。荷兰公司 BladeMade 将叶片改造成街道设施、游乐场、公交候车亭和基础设施项目。
这些应用充分利用了转子叶片的特殊性能：它们极其耐用、耐候、防破坏，并且设计独特。单个转子叶片可以切割成不同的段，用于各种用途——最坚固的部分用作承重结构，尖端用作长凳，而圆形部分则用作花盆。
例如，200片风力涡轮机叶片可用于建造一公里长的隔音屏障。与传统材料相比，这些项目可减少高达90%的二氧化碳排放，并使风力涡轮机叶片的使用寿命延长50至100年。
实际上因磨损而损失了多少材料？
转子叶片磨损是一个经常被讨论的话题，但其磨损程度是可控的。根据弗劳恩霍夫风能与环境科学研究所 (IWES) 的数据，侵蚀每年会造成每个转子叶片约 0.1 至 5 公斤的材料损失，具体损失程度取决于叶片位置、涂层和风荷载。
这些数值与其他技术系统相当——卡车轮胎每行驶10,000公里约损失2公斤材料。海上设施受到特别严格的环境法规的约束，需要记录并定期检查。
弗劳恩霍夫 IWES 开发了评估各种涂层系统的测试方法，并致力于优化薄膜和涂层，以最大限度地减少与侵蚀相关的损失，同时改善空气动力学性能。
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哪些标准和规范规范风电回收？
DIN SPEC 4866 是行业首次为风力涡轮机的可持续拆解和回收制定的统一标准。该规范由来自行业、学术界和政府机构的 25 位专家于 2020 年制定，定义了整个拆解流程的要求。
该标准由 RDRWind eV（风力涡轮机再造、拆卸和回收工业协会）发起，目前正在制定全面的 DIN 标准和拆卸工艺的质量标志。此举旨在提高质量、安全要求和环境兼容性方面的透明度和可比性。
回收基础设施发展得如何？
回收基础设施正在不断扩展。像位于不来梅的 neocomp GmbH 这样的公司已经运营着年处理能力高达 12 万吨废旧玻璃钢的破碎设备。这些设备可以轻松处理由此产生的大量废旧玻璃钢，目前每年处理量约为 3 万吨。
DecomBlades项目等欧洲倡议汇集了整个价值链的专业知识。十个项目合作伙伴正在携手合作，将风轮叶片的可持续回收技术商业化。
回收的材料究竟会发生什么？
回收材料应用范围广泛。机械回收的玻璃纤维可用作水泥生产中的沙子替代品，而其有机成分则可替代煤炭。这些协同处理方法可直接替代化石原料。
化学回收工艺可生产出更高质量的产品。回收的纤维经过适当加工后，可重新用于纤维复合材料的应用。热解油可用作化学原料，而热解气体则可用于发电。
西门子歌美飒的 RecyclableBlade 工艺甚至可以回收原始质量的材料。分离出来的成分——树脂、玻璃纤维和木材——可以用于制造行李箱或显示器外壳等新产品，且不会造成任何质量损失。
还存在哪些挑战？
尽管取得了进展，挑战依然存在。化学回收工艺仍处于试点和规模化阶段，尚未证明其工业可行性。各种工艺的经济可行性在很大程度上取决于区域基础设施和原材料价格。
海上风力涡轮机带来了额外的物流挑战，因为转子叶片必须先运输到陆地。从风力涡轮机运营商到拆解公司和回收公司，各利益相关方之间的协调需要标准化流程。
回收利用将如何进一步发展？
循环经济的趋势显而易见。西门子歌美飒和维斯塔斯等制造商已设定了完全可回收涡轮机的约束性目标——西门子歌美飒和维斯塔斯分别设定了2040年和2040年的可回收涡轮机目标。
基于可再生原料的新材料正在研究中。科学家们正在研发由大麻纤维和大麻籽油制成的生物基轻质材料，用于未来的转子叶片。这些材料可以从根本上简化回收利用。
欧洲环境署正在制定一项全欧洲范围内的风电叶片处置禁令，要求所有废弃叶片必须进行再利用、回收或再循环。这将为创新的回收解决方案提供额外的激励。
哪些经济方面是相关的？
回收利用正从成本因素演变为商机。像 Holcim 这样的公司正在通过 BLADES2BUILD 项目开发新的原材料来源，同时减少二氧化碳排放。可预测的处置成本为工厂运营商提供了规划保障。
这些升级改造项目表明，所谓的废物也能转化为高质量的产品。例如，BladeMade 利用回收的叶片，生产出游乐场、公交候车亭和街道设施等产品，占总产量的 5%。
德国在国际上如何？
德国在风电回收领域处于领先地位。DIN SPEC 4866 被视为国际标准，并已提供英文版本。弗劳恩霍夫风能与能源研究所 (IWES) 和德国应用材料与材料研究所 (IFAM) 等德国研究机构正在开发领先的回收技术。
德国在风电发展方面处于欧洲领先地位——2025年上半年，德国新建风力涡轮机装机容量达2.2吉瓦，超过任何其他欧洲国家。这不仅带来了更大的回收需求，也带来了更强劲的创新动力。
这对于风能的未来意味着什么？
这些进展表明，风电不仅在运行过程中对气候友好，而且在使用后也能得到负责任的管理。成熟的热回收工艺、新兴的化学回收技术、创新的升级再造方法以及完全可回收利用的新技术相结合，提供了一个全面的解决方案。
该行业正在积极投资研发，标准正在制定，监管框架也正在向循环经济方向发展。如今仍被视为挑战的行业，正日益成为新商业模式和价值链的机遇。
风能行业体现了行业如何主动承担整个产品生命周期的责任，从而创造生态效益和经济效益。因此，风电叶片不再是浪费问题，而是未来宝贵的原材料。
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