废叶变成“超级沙障”

新型沙障的风洞试验试验。

■本报记者 叶满山。

由于清洁、高效、可再生等优点，风力发电是中国能源发展战略行动计划的重要组成部分。然而，经过多年的侵蚀，将清洁能源送到千家万户的风力发电机老化的风力发电叶片将成为难以处理的固体废物。焚烧会释放有毒气体，填埋会占用土地资源，如何处理退役风电叶片，是全球回收行业面临的难题。

中国科学院西北生态环境资源研究所的研究人员和合作伙伴在退役风电叶片回收方面取得了突破。他们巧妙地将退役或损坏的风电叶片变废为宝，开发了一种新型的多孔沙障，为风沙处理提供了创新的解决方案。《国际水土保持研究》最近发表了相关研究成果。

风电固体废物处理困境。

“中国是世界上风电装机规模最大的国家。随着2000年左右安装的风电机组进入退休期，近年来将产生大量废弃的风电叶片。中国科学院西北生态环境资源研究所研究员刘本立告诉《中国科学报》。

据了解，2023年，中国发布了《关于促进退役风电和光伏设备回收利用的指导意见》，强调将退役风电和光伏设备回收利用技术的研发纳入国家重点研发计划的重点项目。

“因为退役风电叶片的主要材料是玻璃纤维（GF）或碳纤维（CF）热固性树脂主要增强，难以降解，退休后难以处理。刘本立说，垃圾填埋场和焚烧是最传统、最常用的处理方法，但处理不当会释放有害物质，严重污染土壤和水资源，从而影响粮食和饮用水的安全。

因此，退役风电叶片的资源化和高价值利用是非常必要的，具有长期的环境效益和经济效益。为了解决这个问题，研究小组进行了深入的研究。

双赢的生态经济。

"西部风电场与沙害区地理重叠，为当地取材、当地治沙提供了自然优势。柳本立说，秸秆、芦苇等传统防沙材料容易老化，强度低，原料短缺。

通过精密切割和结构优化工艺，研究团队将废弃的风电叶片变成具有多孔结构的模块化沙障。由于其特殊的材料性能，这些沙障不仅具有较高的抗弯强度，而且在极端温差、强紫外线和高速风速的研磨试验中保持结构稳定。

“实验数据显示，新型沙障的抗弯强度是木质材料的14倍。刘本立说。他们还在风洞中进行了测试。结果表明，孔隙率为20%的沙障在防风治沙方面表现出色，能有效减少地表风沙流，形成稳定的凹形表面结构。截砂效率是传统材料的3倍以上，叶片材料使用寿命长，可重复回收。若流沙埋有沙障，也可整体提起，实现长期固沙。

“普通风电叶片可生产约500~600块沙障。根据沙漠地区典型沙障的布置密度，每亩沙处理工程基本可消耗1台退役风机材料，完全避免焚烧和垃圾填埋造成的二次污染。刘本立说。

“我们希望防沙治沙能够促进循环经济，实现可持续发展。“柳本立强调，下一步，研究人员将继续深入研究这种新型沙障的生态环境影响，包括智能施工机器人的开发，不断优化和扩展性能，解决流沙区人工安装效率低下的问题，为防沙治沙事业提供更多的科技支持。同时，刘本立呼吁社会各界关注废风力发电机叶片的回收处理，构建“叶片回收-材料改造-设备制造-工程服务”的全产业链模式。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2025.02.006。