风电叶片废弃物与混凝土协同利用的生命周期评估：西班牙卡斯蒂利亚-莱昂地区的实证研究

本研究针对欧洲风电叶片废弃物(WTBW)处理难题，通过生命周期评估(LCA)比较了填埋、焚烧和机械回收三种处理方式的环境影响。研究发现机械回收结合混凝土生产可显著降低全球变暖潜能(GWP)28.3%和化石燃料消耗潜能(ADPf)5.9%，为西班牙风电大区卡斯蒂利亚-莱昂提供了最优废弃物管理方案，对全球风电产业可持续发展具有重要指导意义。

　　

随着全球能源结构转型加速，风电产业蓬勃发展，但退役风机叶片的处理问题日益凸显。欧洲作为全球风电领先地区，每年产生约20万吨风电叶片废弃物(WTBW)，这些由玻璃纤维增强聚合物(GFRP)、树脂和轻木组成的复合材料难以降解，传统填埋方式已被欧盟禁止，焚烧处理又会产生4.5倍的全球变暖潜能(GWP)和1.2倍的化石燃料消耗潜能(ADPf)。西班牙卡斯蒂利亚-莱昂地区作为欧洲陆上风电核心区，未来5-10年将面临9,366片叶片的退役处理压力，亟需环保高效的解决方案。

针对这一挑战，西班牙布尔戈斯大学的研究团队在《Environmental Impact Assessment Review》发表研究，创新性地将WTBW机械回收产物作为骨料替代品应用于混凝土生产，通过全生命周期评估验证了该方案的环保优势。研究采用SimaPro v9软件和Ecoinvent v3数据库，基于ISO 14040/44标准，选取GWP和ADPf作为核心指标，对填埋、焚烧和机械回收三种处理方式进行了从"摇篮到坟墓"的系统评估，并重点分析了结合混凝土生产的协同效益。

在研究方法上，团队首先建立了1kg WTBW处理的功能单位(FU)，详细量化了不同处理方式的能耗和排放。机械回收过程采用刀片粉碎和筛分工艺，将叶片加工成10mm以下的再生复合材料(RCWTB)。混凝土生产环节测试了2%、5%和10%体积替代率的纤维增强混凝土(FRC)，并基于卡斯蒂利亚-莱昂地区真实风电场景，建立了包含运输距离优化的地理空间模型。

研究结果显示，在单纯废弃物处理层面，机械回收展现出显著优势。每处理1kg WTBW，机械回收仅产生0.268kg CO₂-e的GWP和3.070MJ的ADPf，分别为焚烧处理的22.7%和83.6%。当结合混凝土生产时，采用10%体积替代率的FRC方案，相比焚烧处理可降低28.3%的GWP和5.9%的ADPf。即使考虑运输因素，在卡斯蒂利亚-莱昂地区建立4个区域化处理中心后，仍可实现每立方米混凝土减少0.2%GWP和0.3%ADPf的环保效益。

地理优化分析表明，在卡斯蒂利亚-莱昂地区布局4个机械回收中心（分别服务布尔戈斯-帕伦西亚-巴利亚多利德、索里亚、莱昂-萨莫拉和阿维拉-萨拉曼卡-塞哥维亚区域）能有效平衡运输距离与处理规模。敏感性分析证实，机械回收工艺参数需发生+525.3%（GWP）或+30.2%（ADPf）的极端偏差才会影响其环保优势的结论可靠性。

该研究创新性地提出了"风电-建筑"产业协同的循环经济模式，不仅解决了WTBW的处理难题，还降低了高碳排放的混凝土行业环境足迹。据估算，全面实施该方案可为卡斯蒂利亚-莱昂地区减少28.8万吨CO₂-e排放和30.9万GJ化石能源消耗。研究建立的区域化处理模型和生命周期评估框架，为全球风电密集区提供了可复制的废弃物管理范式，对实现联合国可持续发展目标(SDGs)具有重要实践意义。未来研究可进一步探索不同型号叶片的材料特性差异，以及工业化规模生产中的工艺优化空间。