编辑推荐：
为解决退役风力涡轮机叶片（WTBs）处置带来的环境问题，研究人员对比真空热解与焚烧处理 WTBs 的环境足迹，分析污染物形成机制与健康风险。发现真空热解显著减少甲苯、二甲苯等排放，纤维回收率更高，为 WTBs 绿色回收提供科学依据。
随着全球对清洁能源需求的激增，风力发电作为可再生低碳能源形式近年来取得了显著发展。然而，大量早期安装的风力涡轮机陆续达到设计寿命（通常约 20 年），废弃风力涡轮机叶片（WTBs）的处置问题日益凸显。据估计，到 2050 年将产生 4300 万吨废弃 WTBs。这些 WTBs 主要由玻璃纤维增强复合材料构成，包含树脂基体（如环氧树脂）、玻璃纤维和辅助材料。若处置不当，不仅会占用大量土地资源，其生物降解过程还会释放甲烷等强效温室气体，进一步加剧环境污染。因此，探寻高效且环保的 WTBs 处置方法，成为风力发电行业可持续发展及全球环境保护领域亟待解决的关键问题。
为攻克这一难题，中国资源再生协会的研究人员开展了针对 WTBs 回收处理的研究，相关成果发表在《Environmental Impact Assessment Review》。
研究主要采用了热重分析（TG）、微商热重分析（DTG）以及分子动力学模拟等技术方法。实验材料为退役 15 年的 WTBs，其组成为 65% 玻璃纤维、30% 环氧树脂（包括 BPA 型环氧树脂（13.62%）、BPS 型 S 环氧树脂（3.9%）、TGIC（2.34%）、氯化环氧树脂（10.14%））和 5% 添加剂（含阻燃剂和稳定剂），叶片经切割处理为 10×10×1 cm 的样本。
真空热解前后废弃 WTBs 的形貌与表征
通过 TG 和 DTG 曲线对 WTBs 热解失重特性进行研究。结果显示，当升温速率为 10°C/min 时，温度升至 300°C 时，WTBs 中大分子树脂分解导致质量骤降；415°C 至 466°C 时，样品失重轻微，可能是难分解物质分解所致。结构表征证实，真空热解在去除 69% 有机树脂的同时保留了纤维完整性，表明其在 WTBs 纤维回收方面具有优势。
真空热解与焚烧的污染物及健康风险对比
研究对比了真空热解与焚烧处理 WTBs 过程中产生的气体污染物及其含量。焚烧会产生大量有害排放物，包括甲苯（10.58%，HQ=2.90）和二甲苯（4.05%，HQ=55.44），带来严重的非致癌健康风险。而真空热解大幅降低了这些污染物的排放，甲苯和二甲苯排放量分别减少 77.50% 和 73.58%，相应的 HQ 值分别降至 0.65 和 14.62，健康危害显著降低。
污染物形成机制
分子动力学模拟表明，污染物（如甲苯和二甲苯）的形成源于自由基驱动的傅 - 克烷基化反应，焚烧过程表现出更高的自由基多样性和污染物产率。与氮气热解相比，真空热解避免了致癌物质苯乙烯的排放，且在成本效益方面更具优势。物相分析进一步显示，尽管真空热解设备要求较高，但在能源效率（36% 可回收油）和碳减排方面具有优势。
结论与讨论
本研究全面评估了真空热解和焚烧回收废弃 WTBs 的环境和健康影响，深入解析了污染物形成机制和技术可行性。关键发现表明，焚烧产生的有害污染物水平显著更高，而真空热解在减少污染物排放、保留纤维完整性以及能源回收方面具有显著优势。该研究为真空热解作为一种更绿色、可扩展的 WTBs 回收替代方案提供了机制洞察和实证支持，契合全球可持续发展目标，为 WTBs 的可持续处理提供了新的思路和技术支持，对推动风力发电行业的环保发展及全球环境保护具有重要意义。
