Tuuleenergia üleminekuperioodil: ringlussevõtt pigem võimalusena kui probleemina – Mis juhtub tuuleturbiinidega pärast seda, kui need enam ei tööta? – Pilt: Xpert.Digital
Tuuleturbiinist mänguväljakuks: vanade rootorilabade geniaalne teine karjäär
Tuuleenergia müüt kummutati: miks vanad rootorilabad enam jäätmeprobleemiks ei ole
See küsimus puudutab nii tuuleenergia pooldajaid kui ka kriitikuid. Umbes 20–25 aasta pärast jõuavad tuuleturbiinid oma majandusliku eluea lõppu. Enamiku komponentide ringlussevõtt on juba suhteliselt lihtne – terast, vaske ja betooni saab ringlusse võtta väljakujunenud protsesside abil. Peamine väljakutse seisneb rootorilabades, mis on valmistatud raskesti eraldatavatest komposiitmaterjalidest.
Kui palju rootorilabasid tuleb Saksamaal taaskasutada?
Saksamaa seisab silmitsi märkimisväärse tuulikute dekomisjoneerimise lainega. Aastavahetusel 2020/2021 lõppes taastuvenergiaallikate seaduse (EEG) alusel 20-aastane soodustariif ligikaudu 5200 tuuliku jaoks ning 2025. aasta lõpuks lisandub veel 8000 tuulikut. Tööstusharu hinnangul tuleb 2030. aastaks demonteerida ligikaudu 25 000 rootorilaba, mis vastab ligikaudu 400 000 tonnile materjalile.
Need materjalid koosnevad suures osas klaaskiuga tugevdatud plastist (GFRP), mis on vastupidav, kuid tehniliselt keeruline komposiitmaterjal taaskasutamiseks. Rootorilabad moodustavad vaid umbes 5 protsenti tuuleturbiini kogukaalust, samas kui kuni 90 protsenti teistest komponentidest saab juba tagastada väljakujunenud taaskasutusringlusse.
Millised konkreetsed ringlussevõtuprotsessid on juba olemas?
Tööstusharu on välja töötanud neli peamist ringlussevõtu rada, millest mõned on juba tööstuslikus mastaabis sisse seatud:
Mehaanilis-termiline protsess kasutab tsemenditehaseid ringlussevõtukohtadena. Ettevõtted nagu Holcim on juba edukalt kontseptsioone ellu viinud. Selles protsessis purustatakse esmalt rootorilabad; klaaskiud asendavad täitematerjale ja vaigukomponendid annavad tsemendi tootmisprotsessile energiat. See meetod on juba tööstuslikult skaleeritav ja majanduslikult tõestatud.
Kuni viimase ajani kasutas Holcim GmbH Lägerdorfi tsemenditehas Schleswig-Holsteinis asenduskütusena purustatud tuuleturbiinilabasid. See termiline ringlussevõtt vähendab CO2-heidet, asendades fossiilkütuseid. 1000 tonni ringlussevõetud klaaskiuga tugevdatud plasti (FRP) kasutamine võib säästa kuni 450 tonni kivisütt, 200 tonni kriiti ja 200 tonni liiva.
Kuidas toimib rootorilabade keemiline ringlussevõtt?
Keemilise ringlussevõtu protsessid, nagu pürolüüs ja solvolüüs, on alles väljatöötamisel, kuid näitavad paljulubavaid lähenemisviise. Need protsessid eraldavad komposiitmaterjalid nende põhikomponentideks, võimaldades klaaskiude ja vaiku taaskasutada.
Pürolüüs sobib eriti hästi kiudude eraldamiseks termoreaktiivsetest polümeermaatriksitest. Selles protsessis töödeldakse rootorilabade paksuseinalisi kiudkomposiitstruktuure kõrgel temperatuuril inertses atmosfääris. Pärast asjakohast töötlemist saab taaskasutatud kiude tööstuslikes rakendustes taaskasutada.
RE_SORT uurimisprojekt arendab uusi pürolüüsitehnoloogiaid spetsiaalselt paksuseinaliste kiudkomposiitstruktuuride jaoks, mille seinapaksus on kuni 150 mm, näiteks rootorilabades kasutatavate. Lisaks taaskasutatud kiududele saab tööstuslikult kasutada ka saadud pürolüüsiõlisid ja -gaase.
Mida tähendab tänapäevaste rootorilabade puhul "taaskasutust arvestav disain"?
Tuuleenergiatööstus töötab juba tulevaste turbiinide jaoks põhimõtteliselt taaskasutatavate rootorilabade kallal. Siemens Gamesa on välja töötanud lahenduse nimega RecyclableBlade, mis on olnud kaubanduslikult saadaval alates 2022. aastast.
Need taaskasutatavad terad kasutavad spetsiaalset vaigutehnoloogiat, mis võimaldab materjalide täielikku taaskasutamist nende eluea lõpus. Kergesse happelisse lahusesse kastmine põhjustab vaigu lahustumise kõrgetel temperatuuridel, võimaldades klaaskiu, vaigu, puidu ja metalli eraldamist taaskasutamiseks teistes tööstusharudes.
Esimene kommertslik avamereprojekt, kus neid taaskasutatavaid rootorilabasid kasutati, viidi ellu 2022. aastal Kaskasi tuulepargis Saksamaal. Operaator RWE kasutab nüüd Sofia projektis samuti 132 taaskasutatavat laba.
Milline roll on Vestasel ringmajanduses?
Vestas läheneb süstemaatiliselt oma eesmärgile – nulljäätmetega turbiinid aastaks 2040. Ettevõte töötab kahe paralleelse algatusega: DecomBlades olemasolevate rootorilabade jaoks ja CETEC tulevaste ringmajanduse lahenduste jaoks.
CETECi projekt (Circular Economy for Termoreaktiivsed epoksükomposiitmaterjalid) arendab keemilise ringlussevõtu meetodit, mis lagundab epoksüvaigud põhikomponentideks. Neid saab seejärel uute rootorilabade tootmisel taaskasutada, luues täiesti ringmajanduse.
Praegu on Vestase turbiinid 85% ulatuses taaskasutatavad. Labade taaskasutatavust plaanitakse suurendada 2025. aastaks 50 protsendini ja 2030. aastaks 100 protsendini.
Milliseid loomingulisi taaskasutusviise on olemas?
Lisaks tööstuslikele ringlussevõtu protsessidele on tekkimas ka uuenduslikke taaskasutusprojekte, mis muudavad kasutusest kõrvaldatud rootorilabad otse uuteks rakendusteks. Hollandi ettevõte BladeMade muudab rootorilabad tänavamööbliks, mänguväljakuteks, bussipeatusteks ja taristuks.
Need rakendused kasutavad ära rootorilabade ainulaadseid omadusi: need on äärmiselt vastupidavad, ilmastikukindlad, vandaalikindlad ja iseloomuliku disainiga. Üksikut rootorilaba saab lõigata segmentideks erinevate rakenduste jaoks – tugevaimat osa kasutatakse kandekonstruktsioonina, otsa pingina ja ümaraid osi istutuskastidena.
Näiteks saab ühe kilomeetri müraseina ehitamiseks kasutada 200 rootorilaba. Need projektid säästavad tavapäraste materjalidega võrreldes kuni 90 protsenti CO2 heitkoguseid ja annavad rootorilabadele teise eluea 50–100 aastat.
Kui palju materjali tegelikult hõõrdumise tõttu kaob?
Rootorilabade kulumine on sageli arutlusel olev teema, kuid selle mõju on hallatav. Fraunhofer IWESi andmetel põhjustab erosioon umbes 0,1–5 kg materjalikadu rootorilaba kohta aastas, olenevalt asukohast, kattest ja tuulekoormusest.
Need väärtused on võrreldavad teiste tehniliste süsteemidega – veoautorehv kaotab umbes 2 kg materjali 10 000 km kohta. Avamerepaigaldiste suhtes kehtivad eriti ranged keskkonnanõuded, sealhulgas dokumentatsioon ja regulaarsed kontrollid.
Fraunhofer IWES töötab välja katsemeetodeid erinevate kattesüsteemide hindamiseks ning töötab optimeeritud kilede ja värvide kallal, et minimeerida erosiooniga seotud kadusid, parandades samal ajal aerodünaamilisi omadusi.
Uus: USA patent – paigalda päikeseparke kuni 30% odavamalt ning 40% kiiremini ja lihtsamalt – selgitavate videotega!
Uus: USA patent – paigalda päikeseparke kuni 30% odavamalt ning 40% kiiremini ja lihtsamalt – selgitavate videotega! - Pilt: Xpert.Digital
Selle tehnoloogilise edasimineku tuumaks on teadlik loobumine tavapärasest klambrikinnitusest, mis on olnud standardiks aastakümneid. Uus, aja- ja kulutõhusam kinnitussüsteem lahendab selle probleemi põhimõtteliselt teistsuguse ja intelligentsema kontseptsiooniga. Moodulite kindlatesse punktidesse kinnitamise asemel sisestatakse need pidevasse, spetsiaalselt vormitud tugisiini ja hoitakse kindlalt paigal. See konstruktsioon tagab, et kõik jõud – olgu need siis lumest tulenevad staatilised koormused või tuulest tulenevad dünaamilised koormused – jaotuvad ühtlaselt kogu mooduliraami pikkusele.
Lisateavet leiate siit:
Miks Saksamaa on tuuleenergia ringlussevõtu maailmas juhtival kohal?
Millised standardid ja normid reguleerivad tuuleenergia ringlussevõttu?
DIN SPEC 4866 standardiga on tööstusharu loonud oma esimese ühtse standardi tuulikute säästva demonteerimise ja ringlussevõtu jaoks. Selle spetsifikatsiooni töötasid 2020. aastal välja 25 tööstus-, teadus- ja valitsusasutuste eksperti ning see määratleb nõuded kogu demonteerimisprotsessile.
Selle standardi algatas RDRWind eV (tuuleturbiinide ümberehitamise, demonteerimise ja ringlussevõtu tööstusühing) ning töötab nüüd täieliku DIN-standardi ja demonteerimisprotsesside kvaliteedimärgi kallal. Selle eesmärk on luua läbipaistvus ja võrreldavus kvaliteedi, ohutusnõuete ja keskkonnasõbralikkuse osas.
Kuidas ringlussevõtu infrastruktuur areneb?
Ringlussevõtu infrastruktuuri laiendatakse pidevalt. Ettevõtted nagu neocomp GmbH Bremenis käitavad juba purustusjaamu, mille võimsus on kuni 120 000 tonni klaaskiust plastjäätmeid aastas. Need tehased saavad tekkivate kogustega hõlpsasti hakkama ja töötlevad juba praegu umbes 30 000 tonni aastas.
Euroopa algatused, näiteks DecomBlades projekt, koondavad oskusteavet kogu väärtusahela ulatuses. Kümme projektipartnerit teevad koostööd rootorilabade säästva ringlussevõtu tehnoloogiate turustamise nimel.
Mis täpselt taaskasutatud materjalidega juhtub?
Taaskasutatud materjalidel on mitmekesine kasutusala. Mehaanilisest taaskasutusest saadud klaaskiude kasutatakse tsemendi tootmisel liiva asendajana, orgaanilisi komponente aga söe asendajana. Need koostöötlemismeetodid asendavad otseselt fossiilseid tooraineid.
Keemilise ringlussevõtu protsessid annavad tulemuseks kvaliteetsemad tooted. Taaskasutatud kiude saab pärast asjakohast töötlemist taaskasutada kiudkomposiitide rakendustes. Pürolüüsiõlisid kasutatakse keemilise toorainena, pürolüüsigaase aga energia tootmiseks.
Siemensi Gamesa RecyclableBlade protsess võimaldab isegi materjalide taaskasutamist nende algkvaliteedis. Eraldatud komponente – vaiku, klaaskiudu ja puitu – saab kasutada uutes toodetes, näiteks korpustes või monitoride korpustes, ilma et see kvaliteeti kaotaks.
Millised väljakutsed jäävad alles?
Vaatamata edusammudele on väljakutseid endiselt. Keemilise ringlussevõtu protsessid on endiselt katse- ja laiendamisjärgus ning peavad tõestama oma tööstuslikku elujõulisust. Erinevate protsesside majanduslik elujõulisus sõltub suuresti piirkondlikust infrastruktuurist ja tooraine hindadest.
Avamerepaigaldised tekitavad täiendavaid logistilisi väljakutseid, kuna rootorilabad tuleb kõigepealt kaldale transportida. Erinevate sidusrühmade – alates jaamade operaatoritest ja dekomisjoneerimisettevõtetest kuni ringlussevõtuettevõteteni – vaheline koordineerimine nõuab standardiseeritud protsesse.
Kuidas ringlussevõtt tulevikus areneb?
Suundumus liigub selgelt ringmajanduse suunas. Tootjad nagu Siemens Gamesa ja Vestas on seadnud endale siduvad eesmärgid täielikult taaskasutatavate turbiinide osas – Siemens Gamesa 2040. aastaks, Vestas samuti 2040. aastaks.
Uuritakse uusi taastuvatel ressurssidel põhinevaid materjale. Teadlased töötavad tulevaste rootorilabade jaoks kanepikiust ja kanepiseemneõlist valmistatud biopõhiste kergete materjalide kallal. Need võivad ringlussevõttu oluliselt lihtsustada.
Euroopa Keskkonnaagentuur töötab välja üleeuroopalist rootorilabade prügilasse ladestamise keeldu, mis nõuaks kõigi kasutusest kõrvaldatud labade taaskasutamist, ringlussevõttu või taaskasutamist. See looks täiendavaid stiimuleid uuenduslike ringlussevõtu lahenduste väljatöötamiseks.
Millised majanduslikud aspektid on olulised?
Ringlussevõtt on muutumas kulutegurist ärivõimaluseks. Ettevõtted nagu Holcim kasutavad projekti BLADES2BUILD, et leida uusi tooraineallikaid, vähendades samal ajal oma CO2-heidet. Prognoositavad jäätmekäitlushinnad annavad tehaste operaatoritele planeerimiskindluse.
Ümbertöötlemisprojektid näitavad, et kvaliteetseid tooteid saab luua ka jäätmetest. Näiteks BladeMade suudab toota 5 protsenti oma mänguväljakute, bussipeatuste ja tänavamööbli kogutoodangust taaskasutatud rootorilabadest.
Kuidas Saksamaa rahvusvaheliselt võrdleb?
Saksamaa mängib tuuleenergia ringlussevõtul teedrajavat rolli. DIN SPEC 4866 on rahvusvaheline võrdlusstandard ja see on saadaval inglise keeles. Saksa teadusasutused, näiteks Fraunhofer IWES ja IFAM, arendavad juhtivaid ringlussevõtu tehnoloogiaid.
Saksamaa on Euroopas tuuleenergia laiendamises esirinnas – 2025. aasta esimesel poolel paigaldati siia uusi tuulikuid võimsusega 2,2 gigavatti, mis on rohkem kui üheski teises Euroopa riigis. See loob nii suurema vajaduse ringlussevõtu järele kui ka tugevama innovatsioonihoo.
Mida see tuuleenergia tuleviku jaoks tähendab?
Need arengud näitavad, et tuuleenergia pole kliimasõbralik mitte ainult töötamise ajal, vaid seda saab ka pärast kasutamist vastutustundlikult hallata. Väljakujunenud termilise taaskasutuse protsesside, uute keemilise ringlussevõtu tehnoloogiate, uuenduslike taaskasutusmeetodite ja täielikult taaskasutatavate uute arenduste kombinatsioon pakub terviklikku lahendust.
Tööstusharu investeerib aktiivselt teadus- ja arendustegevusse, standardeid kehtestatakse ning regulatiivne raamistik areneb ringmajanduse suunas. See, mida praegu peetakse väljakutseks, on üha enam muutumas võimaluseks uute ärimudelite ja väärtusahelate jaoks.
Tuuleenergia on seega näide sellest, kuidas tööstusharu saab ennetavalt võtta vastutuse kogu toote elutsükli eest, luues nii ökoloogilist kui ka majanduslikku kasu. Rootorilabad ei ole seega enam jäätmeprobleem, vaid neist saab väärtuslik tooraine tulevikus.
Vaadake, see väike detail säästab kuni 40% paigaldusajast ja vähendab kulusid kuni 30%. See pärineb USA-st ja on patenteeritud.
UUS: Paigaldusvalmis päikesesüsteemid! See patenteeritud innovatsioon kiirendab oluliselt teie päikesepaneelide ehitusprojekti
ModuRack innovatsiooni tuum seisneb tavapärasest klambrikinnitusest loobumises. Klambrite asemel sisestatakse moodulid ja hoitakse neid paigal pideva tugisiiniga.
Lisateavet leiate siit:
Teie partner äriarenduses fotogalvaanika ja ehituse valdkonnas
Alates tööstuslikest katusele paigaldatavatest päikesepaneelidest kuni päikeseparkide ja suuremate päikeseparklateni
☑️ Meie ärikeel on inglise või saksa keel
☑️ UUS: Kirjavahetus teie emakeeles!
Konrad Wolfenstein
Mina ja minu meeskond oleme hea meelega teie käsutuses teie isikliku nõustajana.
Võite minuga ühendust võtta, täites siinse kontaktvormi wolfenstein@xpert.digital:või helistades mulle numbril +49 7348 4088 965. Minu e-posti aadress on
Ootan põnevusega meie ühist projekti.
