
當(dāng)風(fēng)電葉片退役后被填埋、汽車碳纖維構(gòu)件成為“一次性垃圾”,復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展正面臨“高增長(zhǎng)與高廢棄”的雙重考驗(yàn)。數(shù)據(jù)顯示,2025年全球復(fù)合材料廢棄物將突破1200萬(wàn)噸,其中風(fēng)電葉片、汽車構(gòu)件占比超60%,熱固性復(fù)合材料更是以75% 的占比成為回收難題的核心。在雙碳目標(biāo)與歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制(CBAM)的雙重驅(qū)動(dòng)下,復(fù)合材料回收不再是“環(huán)保選擇題”,而是關(guān)乎產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“生存必答題”。本文將聚焦2022-2025年技術(shù)創(chuàng)新突破,結(jié)合全球標(biāo)桿企業(yè)實(shí)踐,拆解復(fù)合材料循環(huán)利用的核心路徑與未來(lái)方向。
一、行業(yè)痛點(diǎn)凸顯:為什么復(fù)合材料回收迫在眉睫?
復(fù)合材料因輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)勢(shì),已深度滲透風(fēng)電、新能源汽車、航空航天等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。但長(zhǎng)期以來(lái),“重生產(chǎn)、輕回收”的模式導(dǎo)致大量廢棄物堆積,既造成資源浪費(fèi),也帶來(lái)嚴(yán)峻環(huán)境壓力。

風(fēng)電行業(yè)首當(dāng)其沖,早期投運(yùn)的風(fēng)電葉片正進(jìn)入退役高峰,單支葉片重量可達(dá)數(shù)十噸,傳統(tǒng)填埋處理不僅占用大量土地,玻璃纖維與樹(shù)脂的難降解特性還會(huì)造成長(zhǎng)期環(huán)境污染。新能源汽車領(lǐng)域,隨著碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)在車身輕量化中的廣泛應(yīng)用,未來(lái)5年汽車領(lǐng)域復(fù)合材料廢棄物年增速將達(dá)18%,若缺乏有效回收渠道,將形成新的環(huán)保負(fù)擔(dān)。
政策層面的倒逼效應(yīng)同樣顯著。歐盟CBAM已正式生效,對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的碳足跡提出嚴(yán)格要求,復(fù)合材料回收效率直接影響相關(guān)產(chǎn)業(yè)的出口競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)“雙碳”政策框架下,2024年新修訂的復(fù)合材料回收標(biāo)準(zhǔn)正式實(shí)施,推動(dòng)再生材料在重點(diǎn)領(lǐng)域的滲透率提升至12%。在此背景下,“回收-再生-高值應(yīng)用”的循環(huán)模式成為行業(yè)共識(shí)。
二、技術(shù)革新:從“低效處理” 到 “高值回收” 的突破
復(fù)合材料回收技術(shù)已從早期的粗放式處理,發(fā)展為機(jī)械回收、化學(xué)回收、能源回收等多技術(shù)路徑并行的格局,核心突破集中在效率提升與性能保留兩大維度。
(一)機(jī)械回收:規(guī)?;瘧?yīng)用的“性價(jià)比之選”
機(jī)械回收憑借工藝簡(jiǎn)單、成本可控的優(yōu)勢(shì),成為玻璃纖維復(fù)合材料回收的主流方式。其核心邏輯是通過(guò)“粉碎-篩分-重組成型”的閉環(huán)流程,實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用。
近年來(lái)的技術(shù)突破主要聚焦纖維損傷控制,新型粉碎設(shè)備通過(guò)優(yōu)化轉(zhuǎn)速與剪切角度,將玻璃纖維長(zhǎng)度保留率提升至70%,大幅改善再生材料的力學(xué)性能。目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,處理成本降至200美元/噸左右,適合建筑保溫材料、裝飾板材等中低值場(chǎng)景。
中國(guó)企業(yè)在該領(lǐng)域表現(xiàn)突出,憑借在非連續(xù)纖維市場(chǎng)60%的份額優(yōu)勢(shì),形成了從廢料收集到再生制品生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。德國(guó)Infinici AG更是將機(jī)械回收與形態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)合,將回收玻璃纖維加工為高性能無(wú)紡布,應(yīng)用于公交車外殼、游艇內(nèi)飾等部件,碳足跡較原生材料降低 95%。
(二)化學(xué)回收:熱固性材料的“破局關(guān)鍵”
占廢棄物總量75%的熱固性復(fù)合材料,因三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)難以降解,長(zhǎng)期制約著循環(huán)利用效率?;瘜W(xué)回收通過(guò)溶劑分解、熱解等方式打破樹(shù)脂交聯(lián)鍵,實(shí)現(xiàn)纖維與樹(shù)脂的高效分離,成為高值回收的核心方向。

溶劑法的創(chuàng)新重點(diǎn)在于低毒性溶劑的研發(fā),目前已實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂去除率95%的技術(shù)指標(biāo),且溶劑可循環(huán)利用,降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)與成本。熱解法的突破則體現(xiàn)在低溫工藝優(yōu)化,通過(guò)精準(zhǔn)控制熱解溫度與氛圍,使碳纖維強(qiáng)度保留率超85%,部分企業(yè)甚至達(dá)到90%以上。
2025年10月,東麗(Toray)發(fā)布的低溫分解技術(shù)成為行業(yè)焦點(diǎn)。該技術(shù)通過(guò)創(chuàng)新分解劑,在低于傳統(tǒng)工藝的溫度下分解多類型熱固性樹(shù)脂,適配航空、風(fēng)電、汽車等多源廢料,回收碳纖維單絲強(qiáng)度保留率達(dá)95%以上,碳排放僅為原生碳纖維的一半?;谠摷夹g(shù)開(kāi)發(fā)的回收碳纖維無(wú)紡布,已應(yīng)用于馬自達(dá)概念車內(nèi)外飾部件,成功切入中高端消費(fèi)場(chǎng)景。
生物酶解作為前沿方向,正處于實(shí)驗(yàn)室到中試的過(guò)渡階段。通過(guò)篩選特異性降解酶,有望實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的溫和降解,進(jìn)一步降低回收能耗與環(huán)境影響,目前已在環(huán)氧樹(shù)脂體系中取得初步突破。
(三)能源回收與技術(shù)對(duì)比:多元場(chǎng)景的適配選擇
能源回收適用于難以分離的混合廢料,通過(guò)焚燒發(fā)電實(shí)現(xiàn)能量再利用,近年來(lái)重點(diǎn)提升能效與污染控制水平,尾氣處理技術(shù)的升級(jí)使污染物排放降至極低水平。但該方式僅能實(shí)現(xiàn)能量回收,無(wú)法保留材料本身價(jià)值,更適合低價(jià)值、難回收的廢棄物處理。
從多維度對(duì)比來(lái)看,機(jī)械回收優(yōu)勢(shì)在于成本低、規(guī)模大,適合玻璃纖維等大宗廢料;化學(xué)回收雖成本較高,但能最大程度保留纖維性能,適配碳纖維等高值材料;能源回收則作為補(bǔ)充方案,用于處理復(fù)雜混合廢料。三者形成互補(bǔ)格局,共同構(gòu)成復(fù)合材料回收的技術(shù)體系。
三、性能調(diào)控:再生材料的“品質(zhì)升級(jí)之路”
回收纖維的性能保留與再生復(fù)合材料的質(zhì)量控制,是實(shí)現(xiàn)高值應(yīng)用的核心前提。行業(yè)正通過(guò)性能表征、界面優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)建立三大路徑,破解再生材料“性能衰減”的痛點(diǎn)。
(一)再生增強(qiáng)相的性能突破
碳纖維回收的關(guān)鍵指標(biāo)是強(qiáng)度保留與表面質(zhì)量,豐田的RCF紡紗技術(shù)已實(shí)現(xiàn)再生碳纖維力學(xué)性能與原生纖維相當(dāng),東麗的低溫分解技術(shù)則進(jìn)一步將強(qiáng)度保留率提升至95%,且殘膠率低,為后續(xù)加工奠定基礎(chǔ)。
玻璃纖維的回收性能受長(zhǎng)度分布影響顯著,通過(guò)優(yōu)化機(jī)械回收工藝參數(shù),可精準(zhǔn)控制再生纖維長(zhǎng)度,使再生復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到原生材料的80%以上,滿足多數(shù)結(jié)構(gòu)件使用需求。

(二)再生復(fù)合材料的優(yōu)化策略
界面改性技術(shù)通過(guò)偶聯(lián)劑處理,提升再生纖維與樹(shù)脂的結(jié)合強(qiáng)度,減少界面缺陷,使復(fù)合材料整體性能提升15%-20%?;祀s增強(qiáng)則采用再生纖維與原生纖維混合使用的方式,在保證性能的同時(shí)降低成本,已在汽車保險(xiǎn)杠、建筑型材等產(chǎn)品中應(yīng)用,成本較全原生材料降低 30%。
東麗、Infinici等企業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐表明,“材料形態(tài)工程”是價(jià)值提升的關(guān)鍵。將回收纖維加工為無(wú)紡布、帶材等形態(tài),賦予其結(jié)構(gòu)、功能與裝飾多重屬性,使其更易融入下游行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),擺脫僅作為填充材料的低值定位。
(三)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善
標(biāo)準(zhǔn)缺失曾是再生材料市場(chǎng)認(rèn)可度低的重要原因。近年來(lái),中國(guó)、歐盟陸續(xù)修訂復(fù)合材料回收標(biāo)準(zhǔn),明確再生材料的性能閾值、樹(shù)脂殘留限值等關(guān)鍵指標(biāo)。JEC World 2025展會(huì)上,行業(yè)呼吁建立回收碳纖維無(wú)紡布通用測(cè)試規(guī)范,推動(dòng)界面相容性、耐久性等指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化,為市場(chǎng)應(yīng)用掃清障礙。
四、產(chǎn)業(yè)協(xié)同:從“單點(diǎn)突破”到“生態(tài)閉環(huán)”
復(fù)合材料的循環(huán)利用離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同配合,全球已形成企業(yè)閉環(huán)、行業(yè)聯(lián)盟、區(qū)域集聚三種主流模式,推動(dòng)回收體系從“碎片化”走向“系統(tǒng)化”。
(一)企業(yè)閉環(huán):全生命周期的自主循環(huán)
豐田的碳纖維回收系統(tǒng)是行業(yè)標(biāo)桿,構(gòu)建了“回收-紡紗-應(yīng)用”的全鏈條閉環(huán)。從報(bào)廢汽車中回收碳纖維構(gòu)件,經(jīng)處理后紡紗制成再生纖維,再用于汽車零部件生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。該模式通過(guò)內(nèi)部協(xié)同降低回收成本,提升再生材料的適配性,已實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用。
東麗則通過(guò)“技術(shù)研發(fā)-場(chǎng)景驗(yàn)證-客戶共創(chuàng)”的模式推進(jìn)商業(yè)化。其回收碳纖維無(wú)紡布已向汽車、建筑、電子等領(lǐng)域客戶提供原型樣品,與馬自達(dá)的合作更是實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)到產(chǎn)品的落地,為行業(yè)提供了可復(fù)制的商業(yè)樣板。
(二)行業(yè)聯(lián)盟:資源共享的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)
風(fēng)電葉片回收聯(lián)盟通過(guò)整合風(fēng)機(jī)制造商、回收企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等資源,建立技術(shù)共享平臺(tái)與廢料調(diào)配網(wǎng)絡(luò),解決單一企業(yè)回收量不足、技術(shù)分散的問(wèn)題。西班牙Acciona Energía 依托該模式,建立了工業(yè)規(guī)模的風(fēng)電葉片回收工廠,通過(guò)WALUE專利技術(shù)將廢料轉(zhuǎn)化為短纖維、無(wú)紡布等產(chǎn)品,應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)鞋、網(wǎng)球拍等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)“廢物變價(jià)值”。
中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)也在推動(dòng)行業(yè)協(xié)同,組織企業(yè)參與 JEC 等國(guó)際展會(huì),促進(jìn)技術(shù)交流與資源對(duì)接,加速國(guó)內(nèi)回收體系的成熟。
(三)區(qū)域集聚:集約化的產(chǎn)業(yè)生態(tài)
歐洲復(fù)合材料回收產(chǎn)業(yè)園采用集約化處理模式,集中布局回收、分揀、再生、應(yīng)用等環(huán)節(jié),通過(guò)上下游企業(yè)集聚降低物流成本,實(shí)現(xiàn)資源的高效配置。園內(nèi)企業(yè)共享檢測(cè)設(shè)備、環(huán)保設(shè)施等公共資源,形成“廢料-再生材料-終端產(chǎn)品”的區(qū)域循環(huán)鏈條,提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
中國(guó)在江蘇、廣東等地也在規(guī)劃建設(shè)類似產(chǎn)業(yè)園,依托當(dāng)?shù)匦履茉雌嚒L(fēng)電產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),打造區(qū)域性復(fù)合材料循環(huán)利用中心,預(yù)計(jì)2030年將形成多個(gè)年產(chǎn)值超百億的產(chǎn)業(yè)集群。
(四)高值應(yīng)用:市場(chǎng)拓展的關(guān)鍵抓手
再生材料的市場(chǎng)認(rèn)可度,最終取決于應(yīng)用場(chǎng)景的拓展。目前,再生碳纖維已在汽車保險(xiǎn)杠、電池盒、建筑型材等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用,再生玻璃纖維則廣泛用于保溫材料、裝飾板材等產(chǎn)品。

在 JEC World 2025展會(huì)上,再生復(fù)合材料的高值應(yīng)用案例頻現(xiàn):Nova Carbon的回收碳纖維無(wú)卷曲織物用于自行車部件、高端奢侈品結(jié)構(gòu)件;Caracol AM采用短玻纖增強(qiáng)再生PETG打印軌道車儀表板;Acciona的回收材料制成沖浪板與運(yùn)動(dòng)鞋,實(shí)現(xiàn)了功能與環(huán)保的結(jié)合。這些案例證明,再生復(fù)合材料完全能夠切入中高端應(yīng)用場(chǎng)景,打破“低質(zhì)低價(jià)”的刻板印象。
五、現(xiàn)存瓶頸:循環(huán)之路的“攔路虎”
盡管技術(shù)與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐取得顯著進(jìn)展,但復(fù)合材料規(guī)?;h(huán)利用仍面臨多重制約,需針對(duì)性破解。
(一)技術(shù)層面:核心難題尚未完全攻克
熱固性復(fù)合材料的高效分離仍是行業(yè)痛點(diǎn),雖然化學(xué)回收技術(shù)取得突破,但規(guī)?;瘧?yīng)用中仍存在原料異質(zhì)性影響處理效率的問(wèn)題。再生纖維性能衰減的問(wèn)題尚未徹底解決,長(zhǎng)纖維回收的技術(shù)難度與成本居高不下,限制了在航空航天等高端領(lǐng)域的應(yīng)用。
(二)產(chǎn)業(yè)層面:體系建設(shè)尚不完善
回收網(wǎng)絡(luò)不健全是突出問(wèn)題,廢料收集分散、分類不規(guī)范,導(dǎo)致回收成本高企,部分地區(qū)甚至出現(xiàn)“回收無(wú)門”的情況。再生材料市場(chǎng)認(rèn)可度偏低,下游企業(yè)對(duì)其性能存疑,缺乏大規(guī)模應(yīng)用的信心,形成“需求不足-產(chǎn)能過(guò)剩-成本難降”的惡性循環(huán)。
(三)政策層面:支撐體系有待強(qiáng)化
目前缺乏全國(guó)統(tǒng)一的強(qiáng)制性回收標(biāo)準(zhǔn),再生材料的認(rèn)證體系不完善,市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻不清晰。經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制不足,回收企業(yè)盈利空間狹窄,難以吸引社會(huì)資本投入,政策支持力度與執(zhí)行效果存在區(qū)域差異。
(四)經(jīng)濟(jì)層面:成本競(jìng)爭(zhēng)力不足
回收成本與原生材料的價(jià)差達(dá) 500美元/噸左右,盡管碳足跡優(yōu)勢(shì)明顯,但在短期成本導(dǎo)向的市場(chǎng)環(huán)境中,再生材料缺乏價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力?;瘜W(xué)回收的設(shè)備投資大、運(yùn)營(yíng)成本高,規(guī)?;?yīng)尚未完全顯現(xiàn),進(jìn)一步制約了技術(shù)推廣。
六、破局路徑:構(gòu)建“技術(shù)-標(biāo)準(zhǔn)-市場(chǎng)”三位一體生態(tài)
推動(dòng)復(fù)合材料循環(huán)利用規(guī)?;l(fā)展,需從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、政策完善、市場(chǎng)培育四個(gè)維度發(fā)力,形成可持續(xù)的發(fā)展路徑。

(一)技術(shù)創(chuàng)新:聚焦核心痛點(diǎn)突破
持續(xù)攻關(guān)熱固性復(fù)合材料高效回收技術(shù),重點(diǎn)發(fā)展低能耗、低成本的化學(xué)回收工藝,推動(dòng)生物酶解等前沿技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。開(kāi)發(fā)可降解樹(shù)脂體系與易回收復(fù)合結(jié)構(gòu),從源頭降低回收難度,實(shí)現(xiàn)“易回收設(shè)計(jì)”。
數(shù)字化技術(shù)的融合應(yīng)用將成為重要方向,德國(guó)Fibclick公司開(kāi)發(fā)的AI平臺(tái),通過(guò)數(shù)字孿生與仿真模擬,將復(fù)合材料生產(chǎn)規(guī)劃成本降低50%,該模式可延伸至回收工藝優(yōu)化,提升回收效率與產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。
(二)產(chǎn)業(yè)協(xié)同:建立全生命周期體系
構(gòu)建“生產(chǎn)-使用-回收”的全生命周期管理體系,強(qiáng)化生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,推動(dòng)企業(yè)將回收責(zé)任納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。完善回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè),鼓勵(lì)區(qū)域化集聚處理,通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+回收”模式提升廢料收集效率與分類精準(zhǔn)度。
加強(qiáng)上下游協(xié)同創(chuàng)新,原材料企業(yè)、制品企業(yè)、回收企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)形成合作聯(lián)盟,共同開(kāi)展技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定與市場(chǎng)推廣,破解“各自為戰(zhàn)”的行業(yè)困境。
(三)政策完善:強(qiáng)化引導(dǎo)與保障
建立強(qiáng)制性回收標(biāo)準(zhǔn)與再生材料認(rèn)證體系,明確性能指標(biāo)、環(huán)保要求與應(yīng)用范圍,規(guī)范市場(chǎng)秩序。完善經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制,對(duì)回收企業(yè)給予稅收優(yōu)惠,對(duì)使用再生材料的下游企業(yè)提供補(bǔ)貼,縮小與原生材料的成本價(jià)差。
加強(qiáng)國(guó)際合作,借鑒歐盟CBAM的碳足跡核算經(jīng)驗(yàn),建立符合中國(guó)國(guó)情的碳足跡評(píng)價(jià)體系,提升再生材料的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
(四)市場(chǎng)培育:拓展高值應(yīng)用場(chǎng)景
挖掘再生復(fù)合材料在建筑、包裝、電子等新興領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,目前熱塑性碳纖維織物在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用尚未充分開(kāi)發(fā),存在12%-15%的年均增長(zhǎng)潛力。通過(guò)示范項(xiàng)目建設(shè),展示再生材料的性能優(yōu)勢(shì)與成本效益,提升市場(chǎng)認(rèn)可度。
培育再生材料品牌,加強(qiáng)宣傳推廣,轉(zhuǎn)變“再生即劣質(zhì)” 的消費(fèi)觀念,形成“綠色消費(fèi)-市場(chǎng)需求-產(chǎn)業(yè)升級(jí)”的良性循環(huán)。預(yù)計(jì)2030年,全球再生復(fù)合材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)140億美元,中國(guó)有望占據(jù)40%以上份額,成為全球重要的產(chǎn)業(yè)基地。
結(jié)語(yǔ)
復(fù)合材料回收與循環(huán)利用已進(jìn)入“技術(shù)突破加速、產(chǎn)業(yè)協(xié)同深化、政策保障強(qiáng)化”的關(guān)鍵階段。從東麗的低溫分解技術(shù)到豐田的閉環(huán)回收模式,從歐洲的產(chǎn)業(yè)園區(qū)到中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),行業(yè)正通過(guò)“技術(shù)-標(biāo)準(zhǔn)-市場(chǎng)”的三位一體策略,破解1200萬(wàn)噸廢棄物的環(huán)保難題。
未來(lái),只有持續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新突破核心瓶頸,以產(chǎn)業(yè)協(xié)同構(gòu)建循環(huán)生態(tài),以政策引導(dǎo)激發(fā)市場(chǎng)活力,才能實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,為雙碳目標(biāo)的達(dá)成提供堅(jiān)實(shí)支撐。復(fù)合材料的循環(huán)之路,既是技術(shù)革命,也是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重構(gòu),更是綠色發(fā)展理念的生動(dòng)實(shí)踐。