Větrná energie v transformaci: Recyklace jako příležitost, nikoli jako problém – Co se vlastně stane s větrnými turbínami poté, co přestanou být v provozu? – Obrázek: Xpert.Digital
Z větrné turbíny na hřiště: Důmyslná druhá kariéra starých rotorových listů
Vyvrácení mýtu o větrné energii: Proč staré rotorové listy již nejsou problémem s odpadem
Tato otázka se týká jak zastánců, tak i kritiků větrné energie. Po zhruba 20 až 25 letech dosáhnou větrné turbíny konce své ekonomické životnosti. Recyklace většiny součástí je již relativně jednoduchá – ocel, měď a beton lze recyklovat pomocí zavedených postupů. Hlavní výzvou jsou listy rotoru, které jsou vyrobeny z kompozitních materiálů, které se obtížně oddělují.
Jaké množství rotorových listů je třeba v Německu recyklovat?
Německo čelí výrazné vlně vyřazování větrných turbín z provozu. Na přelomu let 2020/2021 skončila 20letá výkupní cena podle zákona o obnovitelných zdrojích energie (EEG) pro přibližně 5 200 větrných turbín a do konce roku 2025 by mělo následovat dalších 8 000 turbín. Podle odhadů odvětví bude do roku 2030 nutné demontovat přibližně 25 000 rotorových listů, což odpovídá přibližně 400 000 tunám materiálu.
Tyto materiály se skládají převážně z plastu vyztuženého skelnými vlákny (GFRP), což je odolný, ale technicky náročný kompozitní materiál pro recyklaci. Lopatky rotoru tvoří pouze asi 5 procent celkové hmotnosti větrné turbíny, zatímco až 90 procent ostatních komponentů lze již nyní vrátit do zavedených recyklačních okruhů.
Jaké specifické recyklační procesy již existují?
Toto odvětví vyvinulo čtyři hlavní recyklační cesty, z nichž některé jsou již zavedené v průmyslovém měřítku:
Mechanicko-termický proces využívá cementárny jako recyklační místa. Společnosti jako Holcim již implementovaly úspěšné koncepty. V tomto procesu se nejprve rozdrtí lopatky rotoru, skleněná vlákna nahradí kamenivo a pryskyřičné složky dodávají energii pro proces výroby cementu. Tato metoda je již průmyslově škálovatelná a ekonomicky zavedená.
Cementárna Lägerdorf společnosti Holcim GmbH ve Šlesvicku-Holštýnsku donedávna používala jako náhradní palivo drcené lopatky větrných turbín. Tato tepelná recyklace snižuje emise CO2 nahrazením fosilních paliv. Použití 1 000 tun recyklovaného plastu vyztuženého skelnými vlákny (FRP) může ušetřit až 450 tun uhlí, 200 tun křídy a 200 tun písku.
Jak funguje chemická recyklace rotorových listů?
Chemické recyklační procesy, jako je pyrolýza a solvolýza, jsou stále ve vývoji, ale ukazují slibné přístupy. Tyto procesy oddělují kompozitní materiály na jejich základní složky, což umožňuje zpětné získávání skleněných vláken a pryskyřic.
Pyrolýza je obzvláště vhodná pro oddělování vláken od termosetových polymerních matric. V tomto procesu se silnostěnné vláknité kompozitní struktury rotorových lopatek zpracovávají při vysokých teplotách v inertní atmosféře. Po vhodném zpracování lze získaná vlákna znovu použít v průmyslových aplikacích.
Výzkumný projekt RE_SORT vyvíjí nové technologie pyrolýzy speciálně pro silnostěnné vláknité kompozitní struktury s tloušťkou stěny až 150 mm, jako jsou ty, které se nacházejí v lopatkách rotorů. Kromě recyklovaných vláken lze průmyslově využít i výsledné pyrolýzní oleje a plyny.
Co znamená „design pro recyklaci“ u moderních rotorových listů?
Větrný průmysl již pracuje na rotorových listech, které jsou pro budoucí turbíny v zásadě recyklovatelné. Společnost Siemens Gamesa vyvinula řešení s názvem RecyclableBlade, které je komerčně dostupné od roku 2022.
Tyto recyklovatelné čepele využívají speciální technologii pryskyřice, která umožňuje úplnou regeneraci materiálů na konci jejich životnosti. Ponoření do mírného kyselého roztoku způsobí rozpuštění pryskyřice při zvýšených teplotách, což umožňuje oddělení sklolaminátu, pryskyřice, dřeva a kovu pro opětovné použití v jiných průmyslových odvětvích.
První komerční projekt na moři s využitím těchto recyklovatelných rotorových listů byl realizován v roce 2022 ve větrné farmě Kaskasi v Německu. Provozovatel, společnost RWE, nyní také používá 132 RecyclableBlades v projektu v Sofii.
Jakou roli hraje Vestas v cirkulární ekonomice?
Společnost Vestas usiluje o systematický přístup ke svému cíli – dosáhnout do roku 2040 turbín s nulovým odpadem. Společnost pracuje na dvou paralelních iniciativách: DecomBlades pro stávající rotorové listy a CETEC pro budoucí řešení cirkulární ekonomiky.
Projekt CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites – Kruhová ekonomika pro termosetové epoxidové kompozity) vyvíjí metodu chemické recyklace, která rozkládá epoxidové pryskyřice na jejich základní složky. Ty pak lze znovu použít při výrobě nových rotorových listů, čímž vzniká zcela kruhový systém.
V současné době jsou turbíny Vestas recyklovatelné z 85 procent. Recyklovatelnost lopatek se má do roku 2025 zvýšit na 50 procent a do roku 2030 na 100 procent.
Jaké existují kreativní přístupy k upcyklaci?
Kromě průmyslových recyklačních procesů se objevují inovativní projekty upcyklace, které přímo transformují vyřazené rotorové listy do nových aplikací. Nizozemská společnost BladeMade přeměňuje rotorové listy na pouliční mobiliář, hřiště, autobusové zastávky a infrastrukturu.
Tyto aplikace využívají jedinečné vlastnosti rotorových listů: jsou extrémně odolné, odolné vůči povětrnostním vlivům, vandalům a mají charakteristický design. Jeden rotorový list lze rozřezat na segmenty pro různé účely – nejsilnější část se používá jako nosná konstrukce, špička jako lavička a zaoblené části jako květináče.
Například k vybudování protihlukové bariéry o délce jednoho kilometru lze použít 200 rotorových listů. Tyto projekty ušetří až 90 procent emisí CO2 ve srovnání s konvenčními materiály a prodlužují životnost rotorových listů na 50 až 100 let.
Kolik materiálu se ve skutečnosti ztrácí oděrem?
Otěr rotorových listů je často diskutovaným tématem, ale jeho dopad je zvládnutelný. Podle Fraunhofer IWES má eroze za následek ztrátu materiálu přibližně 0,1 až 5 kg na rotorový list za rok, v závislosti na umístění, povrchové úpravě a zatížení větrem.
Tyto hodnoty jsou srovnatelné s jinými technickými systémy – pneumatika nákladního vozu ztrácí přibližně 2 kg materiálu na 10 000 ujetých km. Instalace na moři podléhají obzvláště přísným environmentálním předpisům, včetně dokumentace a pravidelných kontrol.
Fraunhofer IWES vyvíjí zkušební metody pro hodnocení různých nátěrových systémů a pracuje na optimalizovaných filmech a barvách s cílem minimalizovat ztráty způsobené erozí a zároveň zlepšit aerodynamické vlastnosti.
Novinka: Patent z USA – instalujte solární parky až o 30 % levněji a o 40 % rychleji a snadněji – s vysvětlujícími videi!
Novinka: Patent z USA – Instalace solárních parků až o 30 % levnější a o 40 % rychlejší a snazší – s vysvětlujícími videi! - Obrázek: Xpert.Digital
Jádrem tohoto technologického pokroku je záměrný odklon od konvenčního upevnění pomocí svěrek, které bylo standardem po celá desetiletí. Nový, časově i nákladově efektivnější montážní systém řeší tento problém zásadně odlišným, inteligentnějším konceptem. Místo upínání modulů v konkrétních bodech se tyto vkládají do souvislé, speciálně tvarované nosné lišty a bezpečně se drží na místě. Tato konstrukce zajišťuje, že všechny síly – ať už statické zatížení od sněhu nebo dynamické zatížení od větru – jsou rovnoměrně rozloženy po celé délce rámu modulu.
Více informací zde:
Proč je Německo světovým lídrem v recyklaci větrné energie
Jaké standardy a normy upravují recyklaci větrné energie?
Normou DIN SPEC 4866 vytvořilo toto odvětví první jednotnou normu pro udržitelnou demontáž a recyklaci větrných turbín. Tato specifikace byla vyvinuta v roce 2020 25 odborníky z průmyslu, vědy a vládních agentur a definuje požadavky na celý proces demontáže.
RDRWind eV (Průmyslová asociace pro repasování, demontáž a recyklaci větrných turbín) iniciovala tuto normu a nyní pracuje na kompletní normě DIN a také na značce kvality pro procesy demontáže. Cílem je vytvořit transparentnost a srovnatelnost, pokud jde o kvalitu, bezpečnostní požadavky a environmentální kompatibilitu.
Jak se vyvíjí recyklační infrastruktura?
Recyklační infrastruktura se neustále rozšiřuje. Společnosti jako neocomp GmbH v Brémách již provozují drtiče s kapacitou až 120 000 tun odpadního sklolaminátu ročně. Tyto závody snadno zvládnou vyprodukované množství a již nyní zpracovávají přibližně 30 000 tun ročně.
Evropské iniciativy, jako je projekt DecomBlades, sdružují odborné znalosti v celém hodnotovém řetězci. Deset projektových partnerů spolupracuje na komercializaci udržitelných recyklačních technologií pro rotorové listy.
Co se přesně děje s recyklovanými materiály?
Recyklované materiály mají rozmanité využití. Skleněná vlákna z mechanické recyklace se používají jako náhrada písku při výrobě cementu, zatímco organické složky slouží jako náhrada uhlí. Tyto metody společného zpracování přímo nahrazují fosilní suroviny.
Procesy chemické recyklace produkují produkty vyšší kvality. Získaná vlákna lze po vhodném zpracování znovu použít ve vláknitých kompozitních aplikacích. Pyrolýzní oleje se používají jako chemické suroviny, zatímco pyrolýzní plyny lze využít k výrobě energie.
Proces Siemens Gamesa RecyclableBlade dokonce umožňuje regeneraci materiálů v jejich původní kvalitě. Oddělené komponenty – pryskyřice, sklolaminát a dřevo – lze bez ztráty kvality použít v nových produktech, jako jsou skříně nebo kryty monitorů.
Jaké výzvy přetrvávají?
Navzdory pokroku přetrvávají výzvy. Procesy chemické recyklace jsou stále ve fázi pilotního projektu a rozšíření a musí prokázat svou průmyslovou životaschopnost. Ekonomická životaschopnost různých procesů silně závisí na regionální infrastruktuře a cenách surovin.
Instalace na moři představují další logistické výzvy, protože listy rotoru musí být nejprve přepraveny na břeh. Koordinace mezi různými zúčastněnými stranami – od provozovatelů elektráren a společností zabývajících se vyřazováním z provozu až po recyklační firmy – vyžaduje standardizované procesy.
Jak se bude recyklace vyvíjet v budoucnu?
Trend jednoznačně směřuje k cirkulární ekonomice. Výrobci jako Siemens Gamesa a Vestas si stanovili závazné cíle pro plně recyklovatelné turbíny – Siemens Gamesa do roku 2040, Vestas také do roku 2040.
Výzkum se věnuje novým materiálům založeným na obnovitelných zdrojích. Vědci pracují na biomateriálech vyrobených z konopných vláken a konopného oleje pro budoucí rotorové listy. Ty by mohly zásadně zjednodušit recyklaci.
Evropská agentura pro životní prostředí pracuje na celoevropském zákazu skládkování rotorových lopatek, který by vyžadoval opětovné použití, recyklaci nebo regeneraci všech vyřazených lopatek. To by vytvořilo další pobídky pro inovativní recyklační řešení.
Které ekonomické aspekty jsou relevantní?
Recyklace se z nákladového faktoru stává obchodní příležitostí. Společnosti jako Holcim využívají projekt BLADES2BUILD k získávání nových zdrojů surovin a zároveň ke snížení emisí CO2. Předvídatelné ceny likvidace poskytují provozovatelům zařízení jistotu plánování.
Projekty upcyklace ukazují, že z toho, co je považováno za odpad, lze vyrábět vysoce kvalitní produkty. Například společnost BladeMade dokáže z recyklovaných rotorových listů vyrobit 5 procent své celkové produkce hřišť, autobusových zastávek a pouličního mobiliáře.
Jak si Německo vede v mezinárodním srovnání?
Německo hraje průkopnickou roli v recyklaci větrné energie. Norma DIN SPEC 4866 je považována za mezinárodní referenční normu a je k dispozici v angličtině. Německé výzkumné instituce, jako jsou Fraunhofer IWES a IFAM, vyvíjejí přední recyklační technologie.
Německo je lídrem v Evropě v expanzi větrné energie – v první polovině roku 2025 zde byly instalovány nové větrné turbíny s kapacitou 2,2 gigawattů, což je více než v kterékoli jiné evropské zemi. To vytváří jak větší potřebu recyklace, tak silnější inovační dynamiku.
Co to znamená pro budoucnost větrné energie?
Tento vývoj ukazuje, že větrná energie je nejen šetrná ke klimatu během provozu, ale lze s ní také zodpovědně nakládat po jejím využití. Kombinace zavedených procesů termického využití, nově vznikajících technologií chemické recyklace, inovativních přístupů k upcyklaci a plně recyklovatelných nových vývojů nabízí komplexní řešení.
Průmysl aktivně investuje do výzkumu a vývoje, zavádějí se normy a regulační rámec se vyvíjí směrem k oběhovému hospodářství. To, co je v současnosti považováno za výzvu, se stále více stává příležitostí pro nové obchodní modely a hodnotové řetězce.
Větrná energie tak ukazuje, jak může průmysl proaktivně převzít odpovědnost za celý životní cyklus produktu a vytvořit tak ekologické i ekonomické výhody. Rotorové listy tak již nejsou problémem s odpadem, ale stávají se cennou surovinou pro budoucnost.
Podívejte, tento malý detail ušetří až 40 % času instalace a snižuje náklady až o 30 %. Pochází z USA a je patentovaný.
NOVINKA: Solární systémy připravené k instalaci! Tato patentovaná inovace výrazně urychluje váš projekt výstavby solárních systémů
Jádrem inovace ModuRack je odklon od konvenčního upevnění pomocí svorek. Místo svorek se moduly vkládají a drží na místě pomocí souvislé nosné lišty.
Více informací zde:
Váš partner pro rozvoj podnikání v oblasti fotovoltaiky a stavebnictví
Od průmyslových střešních fotovoltaických systémů až po solární parky a větší solární parkoviště
☑️ Naším obchodním jazykem je angličtina nebo němčina
☑️ NOVINKA: Korespondence ve vašem rodném jazyce!
Konrad Wolfenstein
Já a můj tým jsme rádi, že vám můžeme být k dispozici jako váš osobní poradce.
Můžete mě kontaktovat vyplněním kontaktního formuláře zde wolfenstein@xpert.digital:nebo mi jednoduše zavolat na číslo +49 7348 4088 965. Moje e-mailová adresa je
Těším se na náš společný projekt.
