CW专栏作家戴尔·布罗西乌斯（Dale Brosius）介绍了影响风能产业及其复合材料的新成就、预测和回收挑战。
上个月，回顾过去十年中促使复合材料增长的一些重要的技术和产品，并对未来十年的增长前景作了一些思考。总的来说，航空航天发展前景看好，目前的产业研发主要集中在单通道客机、大容量无人机（UAV）和新兴的城市空中交通（UAM）市场的高效产出上。相比之下，汽车复合材料的未来就不那么明朗了，因为电气化和共享出行的兴起，再加上持续需要突破组件或系统成本和产量的模糊瓶颈才能在面向大众市场的汽车上赢得一席之地。
风能行业的动态增长，鉴于其在整个复合材料市场中的重要性和份额不断上升，风能行业理应有自己的专栏。风能理事会（GWEC）的统计数据显示，截至2019年底，风力发电能力已增长两倍，从2010年的约200千兆瓦增至600千兆瓦以上。主要原因是与煤炭、天然气甚至太阳能等其他发电技术相比，成本竞争力增强，即便太阳能的成本也在急剧下降。
风能已经是大的碳纤维消费者（按质量计），其碳纤维消费量超过23000公吨。
研究能源市场的彭博社新能源财经网(NEF)高级材料主管Julia Attwood博士在2020年1月的IACMI冬季会员会议上做了一个关于风能的演讲。Attwood的研究表明，使用平准化能源成本（LCOE）指标，目前陆上风能是美国成本低的电力来源。LCOE包括初始资本成本、持续燃料成本（风力发电为零）以及设备预期寿命期内的运行和维护成本。风力涡轮机的设计寿命一般为20-25年。彭博社的数据显示，风力发电的成本只有煤电的一半，比天然气和光伏太阳能低15%到25%。
经济效益的改善很大程度上是由于风机转子平均直径的增长。据彭博社报道，风机平均转子直径已从2010年的90米增加到2020年的近140米。相应地，对于陆上叶片，叶片长度从40多米增加到65到70米，现在对于通用电气GE的新Haliade-x120MW海上风机，叶片长度已经增加到107米。
在风力经济学中，产生的功率与转子直径的平方成正比，而且，由于叶片是三维结构，经验法则是叶片重量与长度的立方成正比。然而，由于材料、加工技术、标准和认证协议的改进降低了安全系数，叶片每米的重量不断变轻。碳纤维承力梁帽在较长叶片中也越来越常见，Attwood指出风能已经是大的碳纤维消费者（按质量计），其消耗量超过23000公吨。据预测，到2030年，风能将再次增长三倍，到2050年将增长五倍，预计这一消费将导致碳纤维产能的扩张。
基于上述情况，似乎没有什么障碍会阻碍风力发电的发展。然而，仍有一些问题需要解决，以确保无缝扩展。目前陆上叶片的长度受限于从市中心的工厂通过公路、天桥下和拐角转弯等运输的长度，名义上在65-68米（或大约140米转子直径）范围内。如果能找到在风场建立临时工厂的方法，或者找到将叶片分开运输的方法，就可以克服这一限制。海上叶片通常在海港位置建造，因此不受类似限制。
第二个“逆风的问题”是如何处理已经达到使用寿命的叶片要报废的难题。这个问题并非风能独有，波音787和空客A350终将面临这个问题，复合材料密集型的汽车也将面临这个问题。有人预测，到2050年，需要处理或回收的叶片将超过5000万吨。虽然热塑性基体技术可以部分解决这一问题，但叶片结构中的材料混合对回收利用产生了挑战。该行业正在积极探索多种技术来解决这一迫在眉睫的问题，包括将粉碎的叶片模压成建筑面板，并使用控制热解将叶片中的聚合物转化为天然气，回收纤维用作其他复合材料中的铺层或填料。
假设这个行业克服了这些障碍，就像他们以前遇到的那样，我们完全有理由相信“风能”会在未来很长一段时间内占据市场优势。