他们让风电“白色巨人”固废增值再生
山西煤化所研究员侯相林（中）、邓天昇（左一）等在实验室。
■本报记者 李媛 李晨
2022年前后，中国科学院山西煤炭化学研究所（以下简称山西煤化所）研究员侯相林、邓天昇带领的复合材料专项课题组站在了艰难的十字路口。他们深耕复合材料回收领域，不仅面临重大纵向项目长期缺位的问题，还缺少持续的企业合作经费保障，不少实验难以继续开展，团队骨干渐渐出现动摇。
对此，侯相林不断为团队分析宏观政策、行业远景，持续打气。与此同时，业界源源不断的咨询与关注，让团队看到了技术的实际价值。整个团队咬牙坚持攻关，突破传统回收技术瓶颈，创新探索出热固性树脂定向化学解聚新路径，成功将废弃风电叶片转化为高附加值新材料。
如今，这项技术成果正式迈入产业化示范阶段。依托与山西本地企业的深度产学研合作，技术成功落地山西省能源革命重点项目，配套建成千吨级化学解聚产线，具备年处理1000吨退役风电叶片的能力，项目预计2027年正式投产运行。
超前布局
体量庞大、通体洁白的风机叶片，被大众形象地称作风电“白色巨人”。随着国内早期风电机组陆续老化退役，2025年被业界认为是我国风电叶片规模化退役的关键节点，风电固废处置压力将持续攀升。
据了解，风电叶片的热固复合材料固化成型后分子形成稳定网状结构，不能加热熔化，也无法被溶剂溶解。自然降解需数千年，不当处置会持续释放有害物质污染生态。随着环保监管趋严，按照现行固废相关法规与政策要求，退役风电叶片不能再随意填埋。
当前，行业普遍采用切割、粉碎的物理回收方式，但这套办法只能把叶片打碎，没办法把树脂和玻璃纤维分离开。破碎后的混合料只能低价当作填料使用，再生价值不高。
作为国内最早布局碳纤维及复合材料回收研究的团队之一，侯相林团队这些年来为国内多个碳纤维产业化项目提供了技术支撑。
2010年，团队启动热固性复合材料回收相关实验研究。这类材料由小分子原料通过化学键聚合而成，团队的核心研究思路是通过精准技术手段，靶向断裂碳氮键、碳氧键等合成化学键，让固化的高分子树脂逆向还原为小分子单体或低聚物，实现复合材料可逆循环利用。
团队最初开展热固性复合材料回收研究，并非专门针对风电叶片，而是聚焦全行业共性回收难题。“风电叶片之所以备受关注，是因为体量大、露天摆放，视觉辨识度更高。”侯相林解释说。
“热固性复合材料的应用场景，远不止风电领域。”邓天昇介绍，供暖热力管道、冰箱保温层、化工储罐、船舶壳体、人造石台面、密胺仿瓷餐具、电器配件等日常生产生活设施，核心用材均为各类热固性树脂材料。
2013年，团队成功申请首个环氧树脂化学降解发明专利。彼时，行业尚未关注到复合材料固废污染问题，循环利用需求也未凸显。团队已完成了关键技术的超前布局，目前在热固树脂化学降解领域已获授权国家发明专利28件。
谈及提前布局的初衷，侯相林表示，这既依托山西煤化所在材料学科的积淀，也源于团队对行业趋势的精准预判。源自石油化工的树脂在生产、使用、报废全流程中会产生大量废料和边角料，既浪费化石资源，又形成难处置固废，绿色资源化循环是行业和生态发展的必然趋势。
侯相林以“玻纤是钢筋、树脂是水泥”的通俗类比，点出行业回收痛点。传统建筑废料可实现钢筋、水泥完全分离再利用，而玻璃纤维市场附加值低，传统技术仅回收纤维材料，完全舍弃高价值树脂，造成核心资源浪费。针对这一弊端，团队明确了“纤维、树脂双向高质回收”的核心目标，重点攻关树脂定向高质化解聚技术。
反复试错
研究初期，团队先尝试超临界、亚临界有机溶剂降解体系，虽能实现树脂降解，但存在明显缺陷。比如，反应温压条件严苛，设备投入和运行成本高昂，且降解产物复杂无序，再生利用价值低，无法实现产业化应用。
2014年，团队提出“定向解聚”理念，希望通过精准断裂特定化学键，可控产出高附加值产物，消除传统技术弊端。
科研攻坚之路充满坎坷。邓天昇回忆，团队虽然首次实验便成功实现树脂降解，但后续多次重复试验均宣告失败，这让团队一度陷入迷茫。叠加经费短缺、项目停滞的困境，团队士气备受打击。
“那段时间格外煎熬。每当大家感到迷茫时，侯老师总会站出来鼓舞众人，带领大家厘清思路、找到目标。”邓天昇说。
为找到问题根源，团队耗时两三个月全面排查实验流程与设备参数，最终发现症结在于实验原料未完全浸没于反应体系。修正操作规范后，这一技术难题被顺利攻克。
然而，新的挑战接踵而至。团队长时间卡在两大核心问题上：如何筛选温和、低成本的催化体系，实现化学键精准定向断裂；如何实现催化剂高效分离，在压低成本的同时，保障降解产物的后续利用价值。
十余年间，随着技术不断迭代，上述问题得以解决。团队早期仅能产出类似沥青的低聚物，而近两年通过技术体系升级，成功高效获取双酚A等高价值单体材料。团队还摒弃高成本有机溶剂体系，创新研发低成本水基催化体系，大幅压缩设备投资和生产运行成本。
2023年，当实验室跑出降解率超99%、纤维强度损失低于5%的优异数据时，团队成员倍感振奋。“让人激动的不仅是亮眼的数据，还是我们坚持多年的科研思路被证明完全可行。”侯相林说。
邓天昇告诉《中国科学报》，目前，相较于韩国企业每公斤10美元的碳纤维回收成本，团队技术可将废旧叶片单吨处理成本控制在1000至2000元人民币，成本优势显著。同时，团队相继攻克密胺树脂、不饱和树脂等多品类热固性树脂升级回收技术，真正实现低值固废向高附加值新材料的转化。
企业主动找来
2023年，在山西省举行的一场循环经济协会论坛上，侯相林的技术路演吸引了山西省安装集团股份有限公司（以下简称山西安装集团）新能源与固废处理领域负责人赵文婧的关注。
赵文婧当场判断该技术兼具操作性、经济性和落地价值。彼时，山西安装集团已有风电叶片物理法处置规划，但该路线再生产品附加值偏低。企业决定将侯相林团队的化学降解技术作为战略储备，携手推进技术中试放大与产业化落地。
双方迅速达成合作共识。针对实验室点状试验、缺乏全链条工艺数据的短板，企业牵头开展全工艺流程设计，联合两所高校及行业专家完成全套工艺包论证，同时对接装备制造企业，定制适配新工艺的专用设备，稳步推进产业化前置工作。
从2025年开始，国内风电退役潮到来，风电叶片、光伏板、废旧动力电池组成的新能源固废“新三样”，成为国家绿色低碳产业的重点发力方向，市场对高质回收技术的需求愈发迫切。
而侯相林团队的提前布局，以及赵文婧的“慧眼识才”在产业转型的当口表现出巨大价值。
2025年，依托山西省重大专项“揭榜挂帅”项目支撑，双方启动共建千吨级化学解聚产线项目，年可处理1000吨退役风电叶片，适配约50组风机叶片处置需求，项目计划2027年正式投产。“这是公司未来重点布局的发展方向，我们对项目前景充满信心。”赵文婧说。
眼下，团队正全力构建复合材料全生命周期绿色循环体系，践行“材料从哪里来、回到哪里去”的循环理念。邓天昇介绍，团队持续优化技术，推动回收后的玻纤、碳纤、树脂全部回流风电、新能源原生应用领域，同时将技术覆盖风机机舱罩、碳纤维主梁等全品类风电复合材料部件。
回首科研岁月，侯相林总结道，科研切忌跟风逐热，要瞄准具备长期价值的研究方向，深耕细作、坐稳“冷板凳”。前期扎实的技术积累是后续产业化落地、规避行业弯路的核心基础。未来，团队将持续升级回收体系，拓展多品类热固性固废高质再生场景，提升产物附加值，拓宽技术产业化应用边界。