南海之滨，碧波万顷。一座座白色风机从海浪间拔起，叶片缓缓转动，将无形的风转化为电流，点亮万家灯火。然而，当这些庞然大物退役，它们将去往哪里？

广东新能源固废年产生量全国第一，约占全国九分之一。风机叶片、动力电池、光伏组件、储能电池……这些曾经为城市输送清洁电力的新能源设备及部件，正在迎来“退役潮”。如何开发这座分散的“城市矿山”？这是新能源产业必须迈过的一道坎。中国科学院广州能源研究所副所长袁浩然带领团队，围绕新能源固废回收技术与装备持续攻关，取得系统性突破。相关成果近日获得广东省科技进步奖特等奖。

一座分散在城乡的“矿山”

“广东的新能源固废每年产生量达 500多万吨，大概占全国的九分之一。”袁浩然介绍，广东的新能源固废产生量位居全国第一。

新能源固废从何而来？来源主要有三：一是设备达到使用寿命后正常退役；二是因损伤提前退出运行；三是虽仍能使用，却被效率更高的新设备替代。

以风机为例。叶片在空中平稳转动，但在日常维护中，工作人员可能发现，叶片表面已出现侵蚀和磨损。在广东，台风等极端天气也可能造成设备损伤，增加处置需求。

技术更新同样推动着旧设备退役。过去一些风机叶片是玻璃纤维的，只有20米左右，而如今技术进步后的碳纤维叶片可以达到100米甚至110米。当风场空间有限，而大型风机能够带来更高发电能力时，企业就有动力拆除原有小型风机，换上更大的新设备。

然而，当设备被拆下、被替换，里面的材料仍然有价值。

“像电池里面含有锂、钴、镍等一系列战略矿产资源。”袁浩然说。这500多万吨固废，不仅意味着庞大的处理压力，也意味着可观的再生资源储量。它们像一座“矿山”，分散在城市、工厂和能源设施中，等待被重新开发。

但这座“矿山”与真正的矿山不同。要从退役设备中取出资源，首先必须解决一个问题：怎样把紧密结合的材料分开？

一场从85%到95%的攻关

回收的第一道难题，就是怎样把紧密结合的材料分开。制造新能源设备时，不同材料需要紧密结合，才能保证强度、稳定性和使用寿命；到了回收环节，这种牢固结构却成了障碍。

袁浩然打了个比方：电脑线路板中的有机组分、无机组分和金属结合紧密，仅靠物理拆解，很难充分分开。传统处理方式往往以手工拆解、焚烧或混杂处理为主，部分有价值的部件能够被取出，其余材料却难以得到充分利用。

以动力电池为例，传统方式对锂、钴、镍等战略矿产资源的回收率，一般在85%上下，一些手工作坊式处理甚至只有60%左右，还可能对环境和操作人员造成危害。

“我们通过技术的迭代，使回收率从85%提升到92%~95%。”袁浩然说。

团队的攻关方向，是在控制能耗与成本的同时，尽可能多地回收资源。

第一步，是先拆。对于较大、保存较好、仍有利用价值的部件，尽量在不造成损伤的情况下完整拆卸。

机械拆解后，对于仍然紧密结合的材料，再进入热化学分离环节。为此，团队开发了热解分级处理技术。热解并不等于直接燃烧。它通过加热处理材料，关键在于“绝氧”——在隔绝氧气的环境中，有机组分发生分解，为不同材料的分离创造条件。同时产生的部分还原性气体，还有助于缩短后续金属提取流程。

完成热解之后，面对仍然混合在一起的金属材料，团队进一步开发了短流程湿法提取工艺。

一条从实验室到生产线的路径

如今，相关技术已经应用于动力电池、风机叶片等固废处理场景。服务对象既包括有退役设备处理需求的能源企业，也包括专门从事固废资源化利用的公司。团队已与中车、大唐电力、广东省能源集团、格林美等企业开展合作。

据袁浩然介绍，近五年，相关技术为项目参与及应用企业带动经济效益550多亿元，同时减少二氧化碳排放2000多万吨。

但在未来，还有新的问题等待解决。

袁浩然表示，动力电池的体系和结构不断变化，固态电池、钠离子电池等新产品，将对回收工艺提出新的要求。风机叶片的材料也在更新：过去退役的叶片以玻璃纤维为主，而一些新型叶片为了在增加长度的同时控制重量，采用了碳纤维。材料变化后，加热方式和处理装备也需要随之调整。

除了回收工艺跟上产品迭代，团队还希望让回收材料真正进入下一轮生产。“我觉得未来再优化，可能就要朝着这个材料化应用方向努力。”袁浩然说，“现在回收得到的材料仍被称为再生料，但我们希望未来它们的品质能够接近原生材料，并获得生产企业的认可，逐步替代部分从矿山开采的原料。”

循环利用的要求正在向制造端延伸。设备在设计和生产时，能否提前考虑未来怎样拆解、怎样分离，从而让后端回收更简单、成本更低？

“风电光伏发电过程的确是绿色的。”袁浩然说，“但如果退役后直接投入炉中烧掉，仍然会产生二氧化碳，就谈不上真正的全链条绿色循环。”

这意味着，评价新能源设备的“绿色”，不能只看它运行时提供了多少清洁能源，还需要考察它怎样制造、怎样退役，以及材料能否再次被利用。

让一块退役的动力电池，继续提供锂、钴、镍；让一片停止转动的风机叶片，重新成为可利用的材料；让生产企业从一开始就为未来的回收留下空间。这些环节连接起来，才能让新能源的“绿色”延续到设备退役之后。

“所以我们希望最终能实现全链条的绿色循环。”袁浩然说。

【科研心得】

羊城晚报：这项技术未来如果再往前走一步，会向哪个方向发力？

袁浩然：我觉得未来再优化的话，可能就要朝着材料化的应用推进。希望我们能通过循环利用，来引导前端生产过程中的绿色生态，使后端的循环利用过程更加简单、成本更低，让前后端形成一个完美的闭环。

羊城晚报：做科研，常说要“坐‘冷板凳’”。您是如何调整心态的？

袁浩然：其实我们在做研究的过程中，倒不觉得那是坐什么板凳。早期发表文章，后来开展中试，再到落地应用，每个过程我们都觉得挺开心的。

文、图｜记者 黎秋玲 杨进怡
视频｜记者 杨进怡 黎秋玲