文／陈倬 蔡天明 汪雪妮 

　　自2000年我国开始大规模开发风电以来，风电装机容量迅速增加。截至2024年6月底，我国风电装机容量达4.67亿千瓦，居全球首位。由于发展起步早，增长速度快，第一批风电机组陆续进入设计寿命的退役期，加之“以大代小”等政策推动设备更新，我国退役风电设备的规模正逐年扩大。 

　　预计2025年到2030年，我国将迎来第一批大规模退役风电设备。这不仅对风电产业的可持续发展提出挑战，也催生了对设备回收与循环利用的迫切需求。如何高效、环保地回收和再利用退役风电设备，已经不仅是技术课题，更是一项关乎资源节约和环境保护的紧迫任务。 

　　我国在风电设备回收与再制造方面起步较晚，尽管在技术领已取得一定进展，但整体仍处于发展阶段。深入探究我国退役风电设备的循环利用技术，推动技术进步与产业协同，对于实现我国风电产业的可持续发展具有重要意义。 

　　退役风电设备如何变废为宝    

　　风电叶片循环利用和关键零部件再制造是退役风电设备循环利用技术的两个重点领域。 

　　风电机组叶片通常由玻璃纤维、碳纤维、树脂和其他复合材料制成。这些材料具有较强的耐用性，但在退役后却很难进行传统的回收处理。近年来，风电叶片回收和循环利用的主要技术方向包括机械回收、热解回收、化学回收和物理回收等。全球风电厂商与一些头部的材料供应企业通过积极探索，在风电叶片循环利用技术方面取得了显著进展，主要技术手段包括物理法梯次利用、热解回收、物理—化学回收、新材料研发再利用等。 

　　——通过物理法，可将退役风电叶片粉碎加工成纤维材料，用于增强塑料和建筑材料，并可用于艺术景观装置等多个场景。 

　　——通过热解回收技术，可将风电叶片中的树脂分解成气体和固体残留物，其中的玻璃纤维和碳纤维可以回收再利用，回收物清洁且优质。 

　　——通过物理—化学回收技术，可将处理后的风机叶片用于路面沥青混合料，降低沥青混合料的生产成本，同时提高沥青混合料的强度和稳定性。 

　　——通过研发可回收热塑性叶片等新材料，可有效提高回收率。通过热解法，采用热塑性树脂和高性能玻璃纤维制造的叶片中的树脂和纤维可以被分离回收，树脂回收率高达75%，玻璃纤维则能重新应用于其他高附加值产品。 

　　风电设备的齿轮箱、发电机、变流器等关键零部件，制造成本高，经过长时间的运转，虽然可能因损耗或故障需要维修，但其核心性能和设计往往仍能适应当前的运维需求。因此，对这些关键零部件进行再制造不仅有助于降低生产成本，延长设备的使用寿命，还能减少大量废弃物的产生，促进资源的循环利用。 

　　——风电齿轮箱的再制造环节分为齿轮箱重修、再制造、模块化设计与部件替换。齿轮箱的再制造包括拆解、检查、清洗、修复和重组等步骤，关键部件如齿轮、轴承等会根据磨损情况进行更换或修复。随着风电机组技术的不断进步，越来越多的风电齿轮箱采用模块化设计，核心部件如传动轴、齿轮组等可以进行单独替换。这种设计不仅便于齿轮箱的修复和再制造，也提高了风电设备的灵活性和维修效率。 

　　——风电发电机包括定子、转子和轴承等关键部件。再制造流程通常包括检测与评估、修复与再加工、质量检测与验证等几个环节。目前针对常见的部件例如发电机轴颈，一般采用冷焊、激光熔覆、高分子材料填充等方式来修复，对发电机转子采用转子永磁化处理。 

　　——其他关键零部件，如变流器、主机（发电机）和塔架等关键零部件的再制造技术也已取得一定进展。通过高效的修复、替换和优化措施，不仅可以延长风电设备的使用寿命，还能够有效降低运营和维护成本。 

　　技术发展前景广阔 

　　退役风电设备的循环利用不仅涉及资源最大化利用，还关乎环境保护、产业经济性以及社会责任。随着科技的不断创新、政策的支持和市场需求的推动，退役风电设备的循环利用技术将迎来广阔的发展前景。 

　　风电叶片是风电机组中最大且最难回收的部分之一，通常由复合材料制成。未来，随着材料科学和化学工程技术的进步，有望通过优化粉碎技术提高其回收效率，显著减少废料和能耗。此外，溶剂回收法有望成为未来风电叶片回收的主流方法。 

　　风电设备的变流器、发电机、齿轮箱等部件，有望借助智能化和数字化技术提高回收效率和再制造质量。采用智能检测与诊断手段，通过物联网、大数据和人工智能技术，实现对风电机组各部件的实时监测，精准判断设备是否可以再制造。再制造过程中，采用自动化生产线、3D打印等技术，可以降低人力成本，提高再制造的效率和精度。 

　　风电设备的回收和拆解通常需要大量的人工操作，存在一定的安全风险。未来，自动化和机器人技术将大幅度提高回收和拆解过程的效率，降低人工成本和安全隐患。 

　　风电设备的回收不仅仅是一个单纯的物理过程，更是一个复杂的资源管理过程。未来，风电设备的循环利用技术将融入更广泛的循环经济模式，实现全生命周期管理，通过大数据和物联网技术，风电设备从设计、生产到退役的全过程都可以进行实时数据监控和管理。风电设备的生命周期管理将从源头上考虑回收利用，采用绿色设计和可拆解设计等手段，兼顾好后期的回收和再利用问题。 

　　随着全球对环境保护和可持续发展的重视，政策支持和跨国合作将为技术发展提供强有力的推动力。环保法规的逐步严格、资源短缺问题的加剧，将会使得退役风电设备的回收与再制造受到更多的关注，绿色回收技术、低碳生产工艺等将成为未来技术发展的重点方向。 

　　技术创新面临一系列挑战 

　　尽管退役风电设备的循环利用技术发展前景广阔，但仍面临技术瓶颈、规范标准缺失和经济性难题。 

　　从风电叶片的回收特点来看，风电叶片的复合材料结构复杂，通常由不同的材料层次组成，其主要成分是玻璃纤维和树脂，后者具有较强的热稳定性和机械强度，在回收过程中难以分解。当前风电叶片回收技术有所发展，但大规模应用仍然存在技术瓶颈。此外，风电叶片的体积大、质量较重，回收过程中的运输和存储难度大。如何高效、低成本地回收和再利用其复合材料，仍是亟待解决的难题。 

　　从回收与再制造成本来看，尽管退役风电设备的回收和再制造有助于节省原材料成本，但当前的回收技术和再制造过程依然存在较高的经济成本。特别是风电设备的拆解、运输、处理和重新制造等过程，涉及大量的人工、设备和能源消耗，导致其整体回收成本较高。如何通过技术创新降低回收和再制造的成本，使之具备市场竞争力，是技术研发面临的主要挑战。 

　　从回收的标准与规范来看，目前，风电设备回收与再制造技术的相关标准和法规尚不完善，尤其是在不同国家和地区，风电设备回收的要求和规范差异较大。缺乏统一的标准和国际化的合作框架，使得退役风电设备的回收与再制造面临较大的跨国壁垒。此外，不同风电厂商之间的设备兼容性问题，也给回收和再制造带来了技术上的困难。 

　　从市场认知来看，尽管风电设备的回收和再制造有着巨大的潜力，但企业和消费者对这一新兴领域的认知度和接受度仍然较低。一些风电企业在设备退役后，更倾向于将其直接废弃或填埋，缺乏循环利用的理念。另外，部分企业也对回收和再制造的经济效益持观望态度，尚未充分认识到这一领域的市场价值。 

　　从技术研发周期和资金投入来看，退役风电设备回收与再制造的技术创新涉及材料科学、机械工程、信息技术等多个学科领域，导致研发周期较长且资金投入较大。虽然政府和部分企业已经开始加大研发投入，但技术的成熟仍需时间，尤其是在突破风电叶片的回收技术等关键难题上，仍需大量的科研支持和资本投入。 

　　从技术普及与产业链协同来看，风电设备回收与再制造涉及风机的设计、生产到拆解、回收、再制造，涵盖设计工程、制造、拆解、运输、回收、材料加工等多个产业链环节。如何推动产业链上下游企业协同合作，克服产业间的技术壁垒，是一项挑战。 

　　我国退役风电设备的循环利用技术挑战与机遇并存。推动退役风电设备的循环利用技术发展，不仅有助于资源的高效利用和环境保护，也将推动风电产业的绿色转型，助力我国实现碳中和目标。未来，我国应加大技术研发投入，促进产业链协同，并加强国际合作，共同推动风电设备回收与再制造技术的创新和普及，从而实现风电产业的可持续发展。 

　　（作者分别供职于清华苏州环境创新研究院、中国物资再生协会风光设备循环利用专委会、风清阳（苏州）循环科技有限公司。编辑：郝怡柯）