2040年我国风电累计退役规模将超200gw，未来面临大规模退役潮挑战与百亿元回收市场潜力。
风电回收产业面临大规模退役潮
截至2023年底，我国风电累计装机量441.3gw，已连续14年保持全球第一。近20年间，伴随我国风电产业的高速发展，初期投入使用的风电机组已接近使用年限的终点。我国风电产业预计在2025年面临第一批大规模的“退役潮”，风机回收将成为一项重要挑战。预计到2025年，我国将有595台风机到达运行寿命，此后退役数量将逐年增加，而到2030年，退役风机将多达12904台。按照装机容量换算的话，2025年退役风电规模将超过1gw，而到2030年退役风电规模将达到30gw左右，往后逐年递增，到2040年累计退役风机规模将达到280gw以上。
从风机结构来看，值得回收的材料包括钢铁、铜以及复合材料，其中铜和钢铁等金属材料回收系统已相对成熟，回收率和回收价格已经相对稳定。风机叶片中的复合材料最为复杂，也是回收产业链中最具市场和技术创新价值的部分，复合材料的回收率和回收后材料的价值将显著影响风电回收整体的市场规模。2025—2040年我国风电回收市场规模测算见图1。
风机叶片主要复合材料包括玻璃纤维和碳纤维增强塑料等，这些材料的回收处理过程复杂，但回收后的纤维具有较高市场价值。叶片是由复合材料制成的薄壳结构，复合材料在整个风电叶片中的重量占到90%以上。一般来说，叶片由大梁（结构梁）、腹板、芯材和基体组成（见图2）。
风机叶片复合材料用量在16~18kg/kw左右，在2025—2030年间的首批风机退役潮中，风机叶片只能采用现有回收利用模式，即叶片破碎后作为填料处理。在复合材料利用方面每年可产生的价值为200万~2000万元。到2040年，随着回收率的提升和回收技术的叠代，复合材料有望以降级利用或其他方式成为高价值的材料，这些回收材料可用于制造新的复合材料产品，如汽车零部件、建筑材料等，市场需求较大。在这种情况下，风机叶片回收利用的估值将达到百亿元以上规模。
不当处理风机叶片会增加环境风险，回收利用有广泛的社会意义
关于废弃风电设备对环境的危害方面，中国循环经济协会可再生能源专业委员会副秘书长王卫权表示：“第一，影响土地，比如植被的生长。风电、光伏发电需要大量土地，所以风机、光伏拆解以后，需要把原来的土地恢复。第二，拆解、回收过程中，会产生环境污染。比如风机中的机油、润滑油等，如果不注意落入土壤，会对土壤产生污染；并且焚烧处理中也会产生大量粉尘、有毒气体，影响人的呼吸系统。第三，填埋丢弃的风电退役设备，会占用大量土地，这也属于环境污染行为。”
具体而言，风机叶片主要由难以自然降解的复合材料制成，填埋等不适当的处理方法不仅会对环境造成长期的污染风险，还会浪费土地资源，甚至填埋过程中释放的有害化学物质会对地下水造成污染。在我国，安全填埋的成本大约为每吨350~1000元，焚烧处理的成本则更高。此外，这种处理方式会浪费本可以回收并在其他产业中发挥作用的玻璃纤维和碳纤维等高价值材料。
通过有效的回收和再利用，可以避免这部分支出，为企业和社会节约大量费用。此外，回收风机叶片还具有重要的环境效益，比如减少温室气体排放和环境污染，虽然这部分效益的经济价值难以直接量化，但它通过减少新原料的开采和加工间接为社会创造了经济价值。
虽然风电回收行业仍处于发展初期，但由于欧美较早开始风能利用，在回收技术水平方面处于全球领先。欧美国家在风机叶片的材料创新与回收技术上开展了大量工作，例如，他们探索使用先进的复合材料分解技术，以便将废旧叶片中的复合材料转化成可再利用的纤维或其他形态的产品，不仅解决了废物处理的问题，同时为复合材料的循环利用开辟了新途径。我国的风能行业在叶片回收技术方面的研究起步较晚，国内企业和研究机构正努力探索包括传统的物理回收方法（拆解和机械处理）、热回收法（热解法、流化床法、微波热解法）和化学回收法（超临界流体法和溶剂溶解法）在内的多种技术路线，并积极与国际同行进行交流合作，引进先进技术的同时，也在推动本土创新技术的发展。目前已达到工业规模的是机械回收法和热回收法：化学回收法由于溶剂使用组合较复杂，对于不同复合材料不具有普遍适用性；而机械回收法虽然成本最低，但是对纤维损伤严重，回收物产值较低；热回收法具有分解时间短、清洁环保的特点，因此热回收法在三者中前景较好。
从社会角度来看，回收和再利用风机叶片不仅能减少环境污染，还能节省资源，减少对新原料的需求，从而降低温室气体排放，支持循环经济的发展。根据华北电力设计院的测算，每回收1.5mw风机，可回收11吨叶片中的玻璃纤维，可以减少11吨二氧化碳排放。当1.5mw风机被100%回收时，可减少600吨以上二氧化碳排放。换算到传统水泥行业中，通过回收每7吨重的风机叶片，可使水泥窑避免消耗近5吨煤、2.7吨二氧化硅、1.9吨石灰石和近1吨额外的矿产原料。此外，发展回收行业还将带来经济利益，如降低废弃物处理成本，创造新的就业机会，促进经济增长。
我国推出指导意见促进退役风电设备循环利用，提供行业增长新动力
为了进一步优化驱动因素以促进行业的增长，我国已经采取了一系列具体政策措施。其中2023年7月发布的《国家发展改革委等部门关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》尤为重要，政策明确了退役风电和光伏设备回收利用的政策导向和行动框架，为行业发展提供了政策上的支持和指导。它强调了制定并完善风电设备回收利用的具体政策和行业标准的必要性，包括明确回收目标、回收流程和技术要求，从而为风电回收产业的健康发展提供了清晰的方向和支持。
此外，为了增强环保法规的执行力，政策建议加大监管力度和处罚力度，确保环保法规在风电回收领域得到有效执行。如《固体废物污染环境防治法》通过提供详细的操作指南，帮助企业了解和遵守相关环保要求，保护环境免受不当处理废旧风电设备的影响。
除了国内政策的直接指导，海外市场的政策要求也是国内企业强调原材料回收的原因之一。我国是世界上最大的风电设备生产国之一，在全球市场上扮演着重要的角色。风电材料的回收也对我国风机的出口大有裨益。2023年，欧盟推出了《关键原材料法案》，虽然没有明确涉及风电行业，但其旨在确保这些关键原材料供应的稳定性和可持续性，对我国风电产业链的影响是间接而显著的。对关键原材料供应链的透明度提升，将促进资源的有效利用和循环回收，减少环境影响，促进产业的长期可持续发展。
全球风电叶片回收创新助力可持续发展
国际上关于风电叶片回收的成功案例为我国乃至全球的能源可持续发展提供了重要启示。例如，siemens gamesa开发的世界首个可回收风电叶片（recyclable blade）标志着向全面可回收的涡轮机目标迈出的关键一步，该公司与rwe等主要客户合作，将这些创新的可回收叶片安装在德国kaskasi离岸风电场，展示了风电行业可持续性的重大进步。美国能源部支持的carbon rivers项目通过一种在无氧环境中使用极高热量的化学回收形式回收完整的玻璃纤维，并用于新的风机叶片，以及汽车和航运业，为风能行业提供了循环经济的范例。该技术不仅能够回收玻璃纤维，还能够将所有叶片组件进行升级处理，进一步推进了材料的循环利用。在苏格兰，斯特拉斯克莱德大学与aker offshore wind和aker horizons合作，通过一项热回收过程从风电叶片中回收接近原始质量的玻璃纤维，这一进展有望满足全球一半的玻璃纤维需求。
在我国，已有若干企业开始进入风电回收领域。隶属于国家电力投资集团、专注于固废与危废处理的远达环保股份有限公司，已经专门启动了关于风力发电机叶片回收技术的研究项目。该项目旨在通过采用分级利用加回收的技术路径，确保在风力发电叶片切割现场的环境保护合格率达到100%，同时实现风电叶片的分级回收利用率高达60%。同时，作为全球风电行业的领军企业，金风科技股份有限公司已掌握将风力发电机叶片废弃物转化为3d打印材料的技术，能够进行大规模的无害化处理退役风电叶片。金风科技还将继续研究废旧叶片的循环使用方案，致力于完善大规模叶片处理的配套产业链。
国内外风机叶片回收市场尚处于起步阶段，通过企业间合作和创新，可以有效解决风电叶片废弃物的挑战，促进风电行业的可持续发展。对全球各国而言，以上成功案例为行业发展提供了良好基础，特别是在促进循环经济实践、减少环境影响以及推动风能产业长期可持续性方面。
政策和市场共同促进风机叶片回收，我国加速风电产业绿色转型
在我国积极推进绿色转型和低碳发展的大背景下，风电产业作为绿色能源的关键部分，在推动“双碳”目标实现中发挥着重要作用。面对风电产业发展带来的风机叶片回收挑战，政策和市场双轮驱动，共同加速风电回收行业进步和完善。
政策层面，首先，国家需要进一步完善固废回收体系，制定具体的退役风机叶片回收和利用指南，以提升资源的回收效率和再利用价值。其次，政府应通过财政税收优惠政策和设立专项基金的方式，激励和支持回收项目的实施及绿色供应链的构建。此外，建立一套完整的回收标准和监管体系对于确保回收过程的环保性和效率至关重要。
市场层面，强化源头治理，鼓励风电设备制造商从设计之初就考虑产品的全生命周期，包括易于回收的材料选择和结构设计，从而减少未来回收处理的难度和成本。同时，探索与市场需求相适应的商业模式，通过技术创新和优化回收流程来降低回收成本，扩大回收材料的应用领域。加强跨行业合作和科技攻关，提升退役风机叶片的经济价值和社会效益。
通过这些措施，可以有效促进风电叶片的回收利用，支持风电产业的绿色转型，为实现绿色低碳发展目标贡献力量，这需要政府、产业界和科研机构的一致努力，通过政策引导和技术创新，共同推动风电回收产业的发展。