אנרגיית רוח במעבר: מיחזור כהזדמנות ולא כבעיה – מה באמת קורה לטורבינות רוח לאחר שהן מפסיקות לפעול? – תמונה: Xpert.Digital
מטורבינת רוח למגרש משחקים: הקריירה השנייה והגאונית של להבי הרוטור הישנים
מיתוס אנרגיית הרוח הופרך: מדוע להבי רוטור ישנים כבר אינם בעיית פסולת
שאלה זו מעסיקה הן את תומכי אנרגיית הרוח והן את מבקריה. לאחר כ-20 עד 25 שנה, טורבינות רוח מגיעות לסוף תוחלת החיים הכלכלית שלהן. מיחזור רוב הרכיבים כבר עכשיו פשוט יחסית - ניתן למחזר פלדה, נחושת ובטון באמצעות תהליכים קיימים. האתגר העיקרי טמון בלהבי הרוטור, העשויים מחומרים מרוכבים שקשה להפריד.
אילו כמויות של להבי רוטור צריך למחזר בגרמניה?
גרמניה עומדת בפני גל משמעותי של פירוק טורבינות רוח. בתחילת שנת 2020/2021, תעריף ההזנה ל-20 שנה במסגרת חוק מקורות האנרגיה המתחדשים (EEG) הסתיים עבור כ-5,200 טורבינות רוח, כאשר 8,000 טורבינות נוספות צפויות להיבנות עד סוף שנת 2025. על פי הערכות בתעשייה, יהיה צורך לפרק כ-25,000 להבי רוטור עד שנת 2030, שהם כ-400,000 טון של חומר.
חומרים אלה מורכבים בעיקר מפלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית (GFRP), חומר מרוכב עמיד אך מאתגר מבחינה טכנית למחזור. להבי הרוטור מהווים רק כ-5 אחוזים ממשקלה הכולל של טורבינת רוח, בעוד שעד 90 אחוזים מהרכיבים האחרים כבר ניתנים להחזרה ללולאות המיחזור הקיימות.
אילו תהליכי מיחזור ספציפיים כבר קיימים?
התעשייה פיתחה ארבעה מסלולי מיחזור עיקריים, שחלקם כבר מבוססים בקנה מידה תעשייתי:
התהליך המכני-תרמי משתמש במפעלי מלט כאתרי מיחזור. חברות כמו Holcim כבר יישמו קונספטים מוצלחים. בתהליך זה, להבי הרוטור נגרסים תחילה; סיבי הזכוכית מחליפים אגרגטים, ורכיבי השרף מספקים אנרגיה לתהליך ייצור המלט. שיטה זו כבר ניתנת להרחבה תעשייתית ומבוססה כלכלית.
עד לאחרונה, מפעל המלט Lägerdorf של Holcim GmbH בשלזוויג-הולשטיין השתמש בלהבי טורבינות רוח מגוררים כדלק חלופי. מיחזור תרמי זה מפחית את פליטות ה-CO2 על ידי החלפת דלקים מאובנים. שימוש ב-1,000 טון של פלסטיק מחוזק פיברגלס (FRP) ממוחזר יכול לחסוך עד 450 טון פחם, 200 טון גיר ו-200 טון חול.
כיצד פועל מיחזור כימי של להבי רוטור?
תהליכי מיחזור כימיים כמו פירוליזה וסולבוליזה עדיין נמצאים בפיתוח, אך מראים גישות מבטיחות. תהליכים אלה מפרידים חומרים מרוכבים למרכיביהם הבסיסיים, ומאפשרים שחזור של סיבי זכוכית ושרפים.
פירוליזה מתאימה במיוחד להפרדת סיבים ממטריצות פולימר תרמוסטיות. בתהליך זה, מבני הסיבים המרוכבים בעלי הדופן העבה של להבי הרוטור מטופלים בטמפרטורות גבוהות באווירה אינרטית. לאחר עיבוד מתאים, ניתן לעשות שימוש חוזר בסיבים הממוחזרים ביישומים תעשייתיים.
פרויקט המחקר RE_SORT מפתח טכנולוגיות פירוליזה חדשות במיוחד עבור מבנים מרוכבים מסיבים עבי דופן עם עובי דופן של עד 150 מ"מ, כמו אלה שנמצאים בלהבי הרוטור. בנוסף לסיבים הממוחזרים, ניתן להשתמש גם בשמנים ובגזים הפירוליזה המתקבלים באופן תעשייתי.
מה המשמעות של "תכנון למיחזור" עבור להבי רוטור מודרניים?
תעשיית אנרגיית הרוח כבר עובדת על להבי רוטור הניתנים למחזור באופן בסיסי עבור טורבינות עתידיות. סימנס גיימסה פיתחה פתרון בשם RecyclableBlade, הזמין מסחרית מאז 2022.
להבים ניתנים למחזור אלה משתמשים בטכנולוגיית שרף מיוחדת המאפשרת שחזור מלא של חומרים בסוף תוחלת חייהם. טבילה בתמיסת חומצה עדינה גורמת לשרף להתמוסס בטמפרטורות גבוהות, מה שמאפשר הפרדת פיברגלס, שרף, עץ ומתכת לשימוש חוזר בתעשיות אחרות.
הפרויקט הימי המסחרי הראשון המשתמש בלהבי רוטור ניתנים למחזור יושם בשנת 2022 בחוות הרוח קסקאסי בגרמניה. RWE, המפעילה, משתמשת כעת גם ב-132 להבים ניתנים למחזור בפרויקט סופיה.
איזה תפקיד ממלאת וסטאס בכלכלה המעגלית?
וסטאס נוקטת בגישה שיטתית להשגת מטרתה של טורבינות אפס פסולת עד שנת 2040. החברה עובדת על שתי יוזמות מקבילות: DecomBlades עבור להבי רוטור קיימים ו-CETEC עבור פתרונות עתידיים של כלכלה מעגלית.
פרויקט CETEC (כלכלה מעגלית לחומרים מרוכבים אפוקסי תרמוסטיים) מפתח שיטת מיחזור כימית המפרקת שרפי אפוקסי למרכיבים הבסיסיים שלהם. לאחר מכן ניתן לעשות בהם שימוש חוזר בייצור להבי רוטור חדשים, ובכך ליצור מערכת מעגלית לחלוטין.
נכון לעכשיו, טורבינות Vestas ניתנות למחזור ב-85 אחוז. שיעור מיחזור הלהבים צפוי לעלות ל-50 אחוז עד 2025 ול-100 אחוז עד 2030.
אילו גישות יצירתיות קיימות למיחזור מחדש?
בנוסף לתהליכי מיחזור תעשייתיים, צצים פרויקטים חדשניים של מיחזור מחדש אשר הופכים ישירות להבי רוטור שהוצאו משימוש ליישומים חדשים. החברה ההולנדית BladeMade הופכת להבי רוטור לריהוט רחוב, מגרשי משחקים, תחנות אוטובוס ותשתיות.
יישומים אלה מנצלים את התכונות הייחודיות של להבי הרוטור: הם עמידים ביותר, עמידים בפני מזג אוויר, חסינים מפני ונדליזם, ובעלי עיצוב ייחודי. ניתן לחתוך להב רוטור יחיד לקטעים עבור יישומים שונים - החלק החזק ביותר משמש כמבנה נושא עומס, הקצה כספסל, והחלקים המעוגלים כעציצים.
לדוגמה, ניתן להשתמש ב-200 להבי רוטור כדי לבנות קילומטר אחד של מחסום רעש. פרויקטים אלה חוסכים עד 90 אחוז פליטות CO2 בהשוואה לחומרים קונבנציונליים ומעניקים ללהבי הרוטור אורך חיים שני של 50 עד 100 שנים.
כמה חומר באמת אובד באמצעות שחיקה?
שחיקה של להבי הרוטור היא נושא הנדון לעתים קרובות, אך השפעתה ניתנת לניהול. על פי Fraunhofer IWES, שחיקה גורמת לאובדן חומר של כ-0.1 עד 5 ק"ג לכל להב רוטור בשנה, בהתאם למיקום, לציפוי ולעומס הרוח.
ערכים אלה דומים למערכות טכניות אחרות - צמיג משאית מאבד כ-2 ק"ג של חומר לכל 10,000 ק"מ נסיעה. מתקנים ימיים כפופים לתקנות סביבתיות מחמירות במיוחד, כולל תיעוד ובדיקות תקופתיות.
חברת Fraunhofer IWES מפתחת שיטות בדיקה להערכת מערכות ציפוי שונות ועובדת על שכבות וצבעים אופטימליים כדי למזער הפסדים הקשורים לשחיקה תוך שיפור תכונות אווירודינמיות בו זמנית.
חדש: פטנט מארה"ב - התקנת פארקים סולאריים עד 30% זולה יותר ו-40% מהירה וקלה יותר - עם סרטוני הסבר!
חדש: פטנט מארה"ב - התקנת פארקים סולאריים עד 30% זולים יותר ו-40% מהירים וקלים יותר - עם סרטוני הסבר! - תמונה: Xpert.Digital
ליבת ההתקדמות הטכנולוגית הזו היא הסטייה המכוונת מהרכבת מהדק קונבנציונלית, שהייתה הסטנדרט במשך עשרות שנים. מערכת ההרכבה החדשה, היעילה יותר מבחינת זמן וחסכונית, עונה על כך באמצעות קונספט שונה מהותי וחכם יותר. במקום להדק את המודולים בנקודות ספציפיות, הם מוכנסים למסילת תמיכה רציפה ומעוצבת במיוחד ומוחזקים במקומם בצורה בטוחה. עיצוב זה מבטיח שכל הכוחות - בין אם עומסים סטטיים משלג או עומסים דינמיים מרוח - יחולקו באופן שווה על פני כל אורך מסגרת המודול.
מידע נוסף כאן:
מדוע גרמניה היא מובילה עולמית במחזור אנרגיית רוח
אילו תקנים ונורמות מסדירים מיחזור אנרגיית רוח?
עם תקן DIN SPEC 4866, יצרה התעשייה את התקן האחיד הראשון שלה לפירוק ומיחזור בני קיימא של טורבינות רוח. מפרט זה פותח בשנת 2020 על ידי 25 מומחים מהתעשייה, המדע וסוכנויות ממשלתיות והוא מגדיר דרישות לכל תהליך הפירוק.
RDRWind eV (איגוד התעשייה להפעלת טורבינות רוח, פירוקן ומחזורן) יזם את התקן הזה וכעת עובד על תקן DIN מלא וכן על תו איכות לתהליכי פירוק. מטרתו ליצור שקיפות והשוואה בנוגע לאיכות, דרישות בטיחות ותאימות סביבתית.
כיצד מתפתחת תשתית המיחזור?
תשתית המיחזור מתרחבת ללא הרף. חברות כמו neocomp GmbH בברמן כבר מפעילות מפעלי גריסה עם קיבולת של עד 120,000 טון פסולת GRP בשנה. מפעלים אלה יכולים להתמודד בקלות עם הכמויות שנוצרות וכבר מעבדים כ-30,000 טון בשנה.
יוזמות אירופאיות כמו פרויקט DecomBlades מאחדות מומחיות לאורך כל שרשרת הערך. עשרה שותפים בפרויקט עובדים יחד על מסחור טכנולוגיות מיחזור בנות קיימא עבור להבי הרוטור.
מה בדיוק קורה עם החומרים הממוחזרים?
לחומרים הממוחזרים יישומים מגוונים. סיבי זכוכית ממחזור מכני משמשים כתחליף חול בייצור מלט, בעוד שהרכיבים האורגניים משמשים כתחליף פחם. שיטות עיבוד משותף אלו מחליפות ישירות חומרי גלם מאובנים.
תהליכי מיחזור כימיים מייצרים מוצרים באיכות גבוהה יותר. ניתן לעשות שימוש חוזר בסיבים הממוחזרים ביישומי סיבים מרוכבים לאחר עיבוד מתאים. שמני פירוליזה משמשים כחומרי גלם כימיים, בעוד שגזי פירוליזה יכולים לשמש לייצור אנרגיה.
תהליך ה-RecyclableBlade של סימנס גיימסה מאפשר אף שחזור של חומרים באיכותם המקורית. ניתן להשתמש ברכיבים המופרדים - שרף, פיברגלס ועץ - במוצרים חדשים כגון מארזים או מארזים לצג ללא כל אובדן איכות.
אילו אתגרים נותרו?
למרות ההתקדמות, נותרו אתגרים. תהליכי מיחזור כימיים עדיין נמצאים בשלבי הפיילוט וההרחבה ועליהם להוכיח את כדאיותם התעשייתית. הכדאיות הכלכלית של תהליכים שונים תלויה במידה רבה בתשתיות אזוריות ובמחירי חומרי הגלם.
מתקנים ימיים מציבים אתגרים לוגיסטיים נוספים, שכן יש להעביר תחילה את להבי הרוטור לחוף. תיאום בין בעלי עניין שונים - החל ממפעילי מפעלים וחברות פירוק ועד לחברות מיחזור - דורש תהליכים סטנדרטיים.
כיצד יתפתח המיחזור בעתיד?
המגמה נעה בבירור לכיוון כלכלה מעגלית. יצרנים כמו סימנס גיימסה ווסטאס הציבו לעצמם יעדים מחייבים לטורבינות הניתנות למחזור מלא - סימנס גיימסה עד 2040, וגם ווסטאס עד 2040.
חומרים חדשים המבוססים על משאבים מתחדשים נמצאים במחקר. מדענים עובדים על חומרים קלים מבוססי ביו העשויים מסיבי קנבוס ושמן זרעי קנבוס עבור להבי הרוטור עתידיים. אלה יכולים לפשט באופן מהותי את המיחזור.
הסוכנות האירופית לאיכות הסביבה עובדת על איסור כלל-אירופי על הטמנת להבי רוטור, שיחייב שימוש חוזר, מיחזור או שחזור של כל הלהבים שהוצאו משימוש. זה ייצור תמריצים נוספים לפתרונות מיחזור חדשניים.
אילו היבטים כלכליים רלוונטיים?
מיחזור הופך מגורם עלות להזדמנות עסקית. חברות כמו Holcim משתמשות בפרויקט BLADES2BUILD כדי לנצל מקורות חדשים של חומרי גלם ובמקביל להפחית את פליטות ה-CO2 שלהן. מחירי סילוק צפויים מספקים למפעילי המפעלים ודאות תכנון.
פרויקטי המיחזור מחדש מדגימים שניתן ליצור מוצרים איכותיים ממה שנחשב לפסולת. חברת BladeMade, לדוגמה, יכולה לייצר 5 אחוזים מסך התפוקה שלה של גני שעשועים, תחנות אוטובוס וריהוט רחוב מלהבי רוטור ממוחזרים.
איך גרמניה משתווה לזירה הבינלאומית?
גרמניה ממלאת תפקיד חלוצי במחזור אנרגיית רוח. תקן DIN SPEC 4866 נחשב לתקן ייחוס בינלאומי וזמין באנגלית. מוסדות מחקר גרמניים כמו Fraunhofer IWES ו-IFAM מפתחים טכנולוגיות מיחזור מובילות.
גרמניה מובילה את אירופה בהרחבת אנרגיית הרוח – במחצית הראשונה של 2025 הותקנו כאן טורבינות רוח חדשות בהספק של 2.2 ג'יגה-וואט, יותר מכל מדינה אירופאית אחרת. זה יוצר גם צורך גדול יותר במיחזור וגם תנופה חזקה יותר של חדשנות.
מה המשמעות של זה לגבי עתיד אנרגיית הרוח?
התפתחויות אלו מראות כי אנרגיית רוח אינה רק ידידותית לאקלים במהלך ההפעלה, אלא גם ניתנת לניהול באחריות לאחר השימוש בה. השילוב של תהליכי התאוששות תרמית מבוססים, טכנולוגיות מיחזור כימי מתפתחות, גישות חדשניות למחזור מחדש ופיתוחים חדשים הניתנים למחזור מלא מציע פתרון מקיף.
התעשייה משקיעה באופן פעיל במחקר ופיתוח, סטנדרטים נקבעים, והמסגרת הרגולטורית מתפתחת לקראת כלכלה מעגלית. מה שנחשב כיום לאתגר הופך יותר ויותר להזדמנות עבור מודלים עסקיים חדשים ושרשראות ערך.
אנרגיית הרוח מדגימה אפוא כיצד תעשייה יכולה לקחת אחריות באופן יזום על כל מחזור חיי המוצר, וליצור יתרונות אקולוגיים וכלכליים כאחד. לפיכך, להבי הרוטור אינם עוד בעיית פסולת, אלא הופכים לחומר גלם יקר ערך לעתיד.
תראו, הפרט הקטן הזה חוסך עד 40% מזמן ההתקנה ומפחית עלויות עד 30%. הוא מגיע מארה"ב והוא רשום כפטנט.
חדש: מערכות סולאריות מוכנות להתקנה! חידוש פטנטי זה מאיץ משמעותית את פרויקט בניית המערכת הסולארית שלכם
ליבת החדשנות של ModuRack טמונה בסטייה מהידוק קונבנציונלי באמצעות מלחציים. במקום מלחציים, המודולים מוכנסים ומוחזקים במקומם באמצעות מסילת תמיכה רציפה.
מידע נוסף כאן:
השותף שלך לפיתוח עסקי בתחומי הפוטו-וולטאית והבנייה
מפוטו-וולטאית תעשייתית על גגות ועד פארקים סולאריים וחניונים סולאריים גדולים יותר
☑️ שפת העסקים שלנו היא אנגלית או גרמנית
☑️ חדש: התכתבות בשפת האם שלך!
Konrad Wolfenstein
אני והצוות שלי שמחים לעמוד לרשותכם כיועצים האישיים שלכם.
ניתן ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר כאן wolfenstein@xpert.digital:או פשוט להתקשר אליי למספר 49 7348 4088 965+. כתובת הדוא"ל שלי היא
אני מצפה בקוצר רוח לפרויקט המשותף שלנו.
