पवन ऊर्जा परिवर्तन के दौर में: पुनर्चक्रण एक समस्या नहीं बल्कि एक अवसर है – पवन टर्बाइनों के निष्क्रिय हो जाने के बाद उनका वास्तव में क्या होता है? – चित्र: Xpert.Digital
पवन टरबाइन से खेल के मैदान तक: पुराने रोटर ब्लेडों का एक अनोखा दूसरा उपयोग
पवन ऊर्जा से जुड़े मिथकों का खंडन: पुराने रोटर ब्लेड अब अपशिष्ट समस्या क्यों नहीं हैं?
यह प्रश्न पवन ऊर्जा के समर्थकों और आलोचकों दोनों के लिए चिंता का विषय है। लगभग 20 से 25 वर्षों के बाद, पवन टर्बाइन अपनी आर्थिक उपयोगिता खो देते हैं। अधिकांश घटकों का पुनर्चक्रण अपेक्षाकृत आसान है - स्टील, तांबा और कंक्रीट को स्थापित प्रक्रियाओं का उपयोग करके पुनर्चक्रित किया जा सकता है। मुख्य चुनौती रोटर ब्लेड के साथ है, जो मिश्रित सामग्रियों से बने होते हैं जिन्हें अलग करना कठिन होता है।.
जर्मनी में रोटर ब्लेड की कितनी मात्रा को रीसायकल करने की आवश्यकता है?
जर्मनी में पवन ऊर्जा टरबाइनों को बड़े पैमाने पर बंद किया जा रहा है। वर्ष 2020/2021 के अंत में, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत अधिनियम (ईईजी) के तहत लगभग 5,200 पवन टरबाइनों के लिए 20 वर्षीय फीड-इन टैरिफ की अवधि समाप्त हो गई, और 2025 के अंत तक लगभग 8,000 और टरबाइनों के लिए यह अवधि समाप्त हो जाएगी। उद्योग के अनुमानों के अनुसार, 2030 तक लगभग 25,000 रोटर ब्लेड को नष्ट करना होगा, जो लगभग 400,000 टन सामग्री के बराबर है।.
इन सामग्रियों में मुख्य रूप से ग्लास फाइबर प्रबलित प्लास्टिक (GFRP) होता है, जो टिकाऊ तो है लेकिन पुनर्चक्रण के लिए तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण मिश्रित सामग्री है। पवन टरबाइन के कुल वजन में रोटर ब्लेड का हिस्सा केवल लगभग 5 प्रतिशत होता है, जबकि अन्य घटकों का 90 प्रतिशत तक पहले से स्थापित पुनर्चक्रण चक्रों में वापस भेजा जा सकता है।.
पुनर्चक्रण की कौन-कौन सी विशिष्ट प्रक्रियाएं पहले से मौजूद हैं?
उद्योग ने पुनर्चक्रण के चार मुख्य तरीके विकसित किए हैं, जिनमें से कुछ पहले से ही औद्योगिक स्तर पर स्थापित हैं:
यांत्रिक-तापीय प्रक्रिया में सीमेंट संयंत्रों को पुनर्चक्रण स्थलों के रूप में उपयोग किया जाता है। होल्सिम जैसी कंपनियों ने पहले ही सफल अवधारणाओं को लागू कर दिया है। इस प्रक्रिया में, रोटर ब्लेडों को पहले छोटे-छोटे टुकड़ों में काटा जाता है; कांच के रेशे एग्रीगेट की जगह लेते हैं, और राल घटक सीमेंट उत्पादन प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं। यह विधि पहले से ही औद्योगिक स्तर पर विस्तार योग्य और आर्थिक रूप से स्थापित है।.
हाल ही में, श्लेस्विग-होल्स्टीन में होल्सिम जीएमबीएच के लैगरडॉर्फ सीमेंट संयंत्र में पवन टरबाइन के कटे हुए ब्लेडों का उपयोग वैकल्पिक ईंधन के रूप में किया जाता था। यह थर्मल रीसाइक्लिंग जीवाश्म ईंधनों को प्रतिस्थापित करके CO2 उत्सर्जन को कम करती है। 1,000 टन पुनर्चक्रित फाइबरग्लास-प्रबलित प्लास्टिक (एफआरपी) के उपयोग से 450 टन कोयला, 200 टन चूना और 200 टन रेत की बचत हो सकती है।.
रोटर ब्लेड के लिए रासायनिक पुनर्चक्रण कैसे काम करता है?
पायरोलिसिस और सॉल्वोलिसिस जैसी रासायनिक पुनर्चक्रण प्रक्रियाएं अभी भी विकास के चरण में हैं, लेकिन आशाजनक दृष्टिकोण प्रस्तुत करती हैं। ये प्रक्रियाएं मिश्रित सामग्रियों को उनके मूल घटकों में अलग करती हैं, जिससे कांच के रेशे और रेजिन को पुनः प्राप्त किया जा सकता है।.
थर्मोसेट पॉलीमर मैट्रिक्स से फाइबर को अलग करने के लिए पायरोलिसिस विशेष रूप से उपयुक्त है। इस प्रक्रिया में, रोटर ब्लेड की मोटी दीवारों वाली फाइबर मिश्रित संरचनाओं को निष्क्रिय वातावरण में उच्च तापमान पर उपचारित किया जाता है। उचित प्रसंस्करण के बाद, प्राप्त फाइबर को औद्योगिक अनुप्रयोगों में पुनः उपयोग किया जा सकता है।.
RE_SORT अनुसंधान परियोजना विशेष रूप से 150 मिमी तक की मोटाई वाली फाइबर कंपोजिट संरचनाओं के लिए नई पायरोलिसिस प्रौद्योगिकियों का विकास कर रही है, जैसे कि रोटर ब्लेड में पाई जाने वाली संरचनाएं। पुनर्चक्रित फाइबर के अलावा, परिणामी पायरोलिसिस तेल और गैसों का औद्योगिक उपयोग भी किया जा सकता है।.
आधुनिक रोटर ब्लेड के लिए "पुनर्चक्रण के लिए डिजाइन" का क्या अर्थ है?
पवन ऊर्जा उद्योग भविष्य के टर्बाइनों के लिए मूल रूप से पुनर्चक्रण योग्य रोटर ब्लेड विकसित करने पर पहले से ही काम कर रहा है। सीमेंस गेम्स ने रिसाइकलेबलब्लेड नामक एक समाधान विकसित किया है, जो 2022 से व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है।.
इन रिसाइकल करने योग्य ब्लेडों में एक विशेष रेज़िन तकनीक का उपयोग किया जाता है, जिससे इनके जीवनकाल के अंत में सामग्री की पूर्ण पुनर्प्राप्ति संभव हो पाती है। हल्के अम्लीय घोल में डुबोने से उच्च तापमान पर रेज़िन घुल जाता है, जिससे फाइबरग्लास, रेज़िन, लकड़ी और धातु को अलग करके अन्य उद्योगों में पुनः उपयोग किया जा सकता है।.
इन पुनर्चक्रण योग्य रोटर ब्लेडों का उपयोग करने वाली पहली वाणिज्यिक अपतटीय परियोजना 2022 में जर्मनी के कास्कासी पवन ऊर्जा संयंत्र में शुरू की गई थी। संचालक कंपनी आरडब्ल्यूई अब सोफिया परियोजना में भी 132 पुनर्चक्रण योग्य ब्लेडों का उपयोग कर रही है।.
चक्रीय अर्थव्यवस्था में वेस्टास की क्या भूमिका है?
वेस्टास 2040 तक शून्य-अपशिष्ट टर्बाइनों के अपने लक्ष्य के लिए एक व्यवस्थित दृष्टिकोण अपना रही है। कंपनी दो समानांतर पहलों पर काम कर रही है: मौजूदा रोटर ब्लेड के लिए डीकॉमब्लेड्स और भविष्य के चक्रीय अर्थव्यवस्था समाधानों के लिए सीईटीईसी।.
CETEC परियोजना (थर्मोसेट्स एपॉक्सी कंपोजिट्स के लिए चक्रीय अर्थव्यवस्था) एक रासायनिक पुनर्चक्रण विधि विकसित कर रही है जो एपॉक्सी रेजिन को उनके मूल घटकों में तोड़ देती है। फिर इनका उपयोग नए रोटर ब्लेड के उत्पादन में किया जा सकता है, जिससे एक पूर्णतः चक्रीय प्रणाली का निर्माण होता है।.
वर्तमान में, वेस्टास टर्बाइन 85 प्रतिशत तक पुनर्चक्रण योग्य हैं। ब्लेड की पुनर्चक्रण क्षमता को 2025 तक 50 प्रतिशत और 2030 तक 100 प्रतिशत तक बढ़ाने का लक्ष्य है।.
अपसाइक्लिंग के कौन-कौन से रचनात्मक तरीके उपलब्ध हैं?
औद्योगिक पुनर्चक्रण प्रक्रियाओं के अलावा, अभिनव अपसाइक्लिंग परियोजनाएं उभर रही हैं जो निष्क्रिय हो चुके रोटर ब्लेडों को सीधे नए अनुप्रयोगों में परिवर्तित करती हैं। डच कंपनी ब्लेडमेड रोटर ब्लेडों को सड़क के फर्नीचर, खेल के मैदान, बस स्टॉप और बुनियादी ढांचे में परिवर्तित करती है।.
इन अनुप्रयोगों में रोटर ब्लेड के अनूठे गुणों का उपयोग किया जाता है: ये अत्यंत टिकाऊ, मौसम प्रतिरोधी, तोड़फोड़ से सुरक्षित और विशिष्ट डिज़ाइन वाले होते हैं। एक ही रोटर ब्लेड को विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए खंडों में काटा जा सकता है - सबसे मजबूत भाग का उपयोग भार वहन करने वाली संरचना के रूप में, नोक का उपयोग बेंच के रूप में और गोल खंडों का उपयोग गमलों के रूप में किया जाता है।.
उदाहरण के लिए, एक किलोमीटर लंबा ध्वनि अवरोधक बनाने के लिए 200 रोटर ब्लेड का उपयोग किया जा सकता है। ये परियोजनाएं पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में CO2 उत्सर्जन में 90 प्रतिशत तक की बचत करती हैं और रोटर ब्लेड को 50 से 100 वर्षों का दूसरा जीवनकाल प्रदान करती हैं।.
घर्षण के कारण वास्तव में कितनी सामग्री नष्ट होती है?
रोटर ब्लेड का घिसाव एक चर्चित विषय है, लेकिन इसके प्रभाव को नियंत्रित किया जा सकता है। फ्राउनहोफर आईडब्ल्यूईएस के अनुसार, स्थान, कोटिंग और हवा के दबाव के आधार पर, प्रति रोटर ब्लेड प्रति वर्ष लगभग 0.1 से 5 किलोग्राम सामग्री का क्षरण होता है।.
ये मान अन्य तकनीकी प्रणालियों के तुलनीय हैं – एक ट्रक का टायर 10,000 किलोमीटर चलने पर लगभग 2 किलोग्राम पदार्थ खो देता है। अपतटीय प्रतिष्ठान विशेष रूप से सख्त पर्यावरणीय नियमों के अधीन होते हैं, जिनमें दस्तावेज़ीकरण और नियमित निरीक्षण शामिल हैं।.
फ्राउनहोफर आईडब्ल्यूईएस विभिन्न कोटिंग प्रणालियों के मूल्यांकन के लिए परीक्षण विधियों का विकास करता है और वायुगतिकीय गुणों में सुधार करते हुए क्षरण से संबंधित नुकसान को कम करने के लिए अनुकूलित फिल्मों और पेंट पर काम करता है।.
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इस तकनीकी उन्नति का मूल आधार दशकों से चले आ रहे पारंपरिक क्लैंप माउंटिंग सिस्टम से अलग हटकर किया गया यह नया सिस्टम है। समय और लागत की बचत करने वाला यह नया माउंटिंग सिस्टम एक मौलिक रूप से भिन्न और अधिक बुद्धिमान अवधारणा के साथ इस समस्या का समाधान करता है। मॉड्यूल को विशिष्ट बिंदुओं पर क्लैंप करने के बजाय, उन्हें एक निरंतर, विशेष आकार की सपोर्ट रेल में डाला जाता है और मजबूती से अपनी जगह पर टिकाए रखा जाता है। यह डिज़ाइन सुनिश्चित करता है कि सभी बल – चाहे बर्फ से उत्पन्न स्थिर भार हो या हवा से उत्पन्न गतिशील भार – मॉड्यूल फ्रेम की पूरी लंबाई में समान रूप से वितरित हों।.
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जर्मनी पवन ऊर्जा पुनर्चक्रण में विश्व अग्रणी क्यों है?
पवन ऊर्जा पुनर्चक्रण को कौन से मानक और नियम नियंत्रित करते हैं?
डीआईएन एसपीसीई 4866 के साथ, उद्योग ने पवन टर्बाइनों के टिकाऊ विघटन और पुनर्चक्रण के लिए अपना पहला एकसमान मानक बनाया है। यह विनिर्देश 2020 में उद्योग, विज्ञान और सरकार के 25 विशेषज्ञों द्वारा विकसित किया गया था और संपूर्ण विघटन प्रक्रिया के लिए आवश्यकताओं को परिभाषित करता है।
RDRWind eV (पवन टर्बाइनों के पुनर्संचालन, विघटन और पुनर्चक्रण के लिए उद्योग संघ) ने इस मानक की शुरुआत की और अब एक पूर्ण DIN मानक के साथ-साथ विघटन प्रक्रियाओं के लिए एक गुणवत्ता चिह्न पर काम कर रहा है। इसका उद्देश्य गुणवत्ता, सुरक्षा आवश्यकताओं और पर्यावरणीय अनुकूलता के संबंध में पारदर्शिता और तुलनात्मकता स्थापित करना है।.
पुनर्चक्रण अवसंरचना का विकास किस प्रकार हो रहा है?
पुनर्चक्रण अवसंरचना का निरंतर विस्तार हो रहा है। ब्रेमेन स्थित नियोकॉम्प जीएमबीएच जैसी कंपनियां पहले से ही 120,000 टन प्रति वर्ष तक जीआरपी अपशिष्ट की क्षमता वाले श्रेडिंग संयंत्र संचालित कर रही हैं। ये संयंत्र उत्पन्न होने वाली मात्रा को आसानी से संभाल सकते हैं और पहले से ही लगभग 30,000 टन प्रति वर्ष संसाधित कर रहे हैं।.
डीकॉमब्लेड्स जैसी यूरोपीय पहलें संपूर्ण मूल्य श्रृंखला में विशेषज्ञता का आदान-प्रदान करती हैं। दस परियोजना भागीदार रोटर ब्लेड के लिए टिकाऊ पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकियों के व्यावसायीकरण पर मिलकर काम कर रहे हैं।.
पुनर्चक्रित सामग्रियों का वास्तव में क्या होता है?
पुनर्चक्रित सामग्रियों के विविध अनुप्रयोग हैं। यांत्रिक पुनर्चक्रण से प्राप्त कांच के रेशों का उपयोग सीमेंट उत्पादन में रेत के विकल्प के रूप में किया जाता है, जबकि कार्बनिक घटक कोयले के विकल्प के रूप में काम करते हैं। ये सह-प्रसंस्करण विधियाँ जीवाश्म कच्चे माल का सीधा विकल्प हैं।.
रासायनिक पुनर्चक्रण प्रक्रियाओं से उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद प्राप्त होते हैं। प्राप्त रेशों को उचित प्रसंस्करण के बाद फाइबर कंपोजिट अनुप्रयोगों में पुनः उपयोग किया जा सकता है। पायरोलिसिस तेलों का उपयोग रासायनिक कच्चे माल के रूप में किया जाता है, जबकि पायरोलिसिस गैसों का उपयोग ऊर्जा उत्पादन के लिए किया जा सकता है।.
सीमेंस गेम्सा रिसाइकलेबल ब्लेड प्रक्रिया से मूल गुणवत्ता में सामग्रियों को पुनः प्राप्त करना भी संभव है। अलग किए गए घटक – राल, फाइबरग्लास और लकड़ी – गुणवत्ता में कोई कमी आए बिना नए उत्पादों जैसे केस या मॉनिटर हाउसिंग में उपयोग किए जा सकते हैं।.
अब कौन-कौन सी चुनौतियां बाकी हैं?
प्रगति के बावजूद, चुनौतियाँ अभी भी बनी हुई हैं। रासायनिक पुनर्चक्रण प्रक्रियाएँ अभी भी प्रायोगिक और विस्तार के चरणों में हैं और इन्हें अपनी औद्योगिक व्यवहार्यता साबित करनी होगी। विभिन्न प्रक्रियाओं की आर्थिक व्यवहार्यता क्षेत्रीय बुनियादी ढांचे और कच्चे माल की कीमतों पर बहुत हद तक निर्भर करती है।.
अपतटीय संयंत्रों में अतिरिक्त रसद संबंधी चुनौतियाँ होती हैं, क्योंकि रोटर ब्लेड को पहले तट तक पहुँचाना पड़ता है। संयंत्र संचालकों, विघटन कंपनियों और पुनर्चक्रण फर्मों सहित विभिन्न हितधारकों के बीच समन्वय के लिए मानकीकृत प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।.
भविष्य में पुनर्चक्रण का विकास कैसे होगा?
यह प्रवृत्ति स्पष्ट रूप से चक्रीय अर्थव्यवस्था की ओर बढ़ रही है। सीमेंस गेम्स और वेस्टास जैसे निर्माताओं ने पूरी तरह से पुनर्चक्रण योग्य टर्बाइनों के लिए बाध्यकारी लक्ष्य निर्धारित किए हैं - सीमेंस गेम्स ने 2040 तक और वेस्टास ने भी 2040 तक।.
नवीकरणीय संसाधनों पर आधारित नई सामग्रियों पर शोध किया जा रहा है। वैज्ञानिक भविष्य के रोटर ब्लेडों के लिए भांग के रेशों और भांग के बीज के तेल से बने जैव-आधारित हल्के पदार्थों पर काम कर रहे हैं। ये पुनर्चक्रण को मौलिक रूप से सरल बना सकते हैं।.
यूरोपीय पर्यावरण एजेंसी रोटर ब्लेडों को लैंडफिल में डालने पर यूरोपव्यापी प्रतिबंध लगाने पर काम कर रही है, जिसके तहत सभी निष्क्रिय ब्लेडों का पुन: उपयोग, पुनर्चक्रण या पुनर्प्राप्ति अनिवार्य होगी। इससे नवीन पुनर्चक्रण समाधानों को बढ़ावा मिलेगा।.
कौन से आर्थिक पहलू प्रासंगिक हैं?
पुनर्चक्रण अब लागत कारक से बढ़कर एक व्यावसायिक अवसर बन रहा है। होल्सिम जैसी कंपनियां BLADES2BUILD परियोजना का उपयोग कच्चे माल के नए स्रोतों का लाभ उठाने के साथ-साथ अपने CO2 उत्सर्जन को कम करने के लिए कर रही हैं। निपटान की अनुमानित कीमतें संयंत्र संचालकों को योजना बनाने में निश्चितता प्रदान करती हैं।.
अपसाइक्लिंग परियोजनाएं यह दर्शाती हैं कि अपशिष्ट माने जाने वाली चीजों से भी उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद बनाए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, ब्लेडमेड अपने कुल उत्पादन का 5 प्रतिशत खेल के मैदानों, बस स्टॉप और सड़क के फर्नीचर के लिए पुनर्चक्रित रोटर ब्लेड से बना सकता है।.
अंतरराष्ट्रीय स्तर पर जर्मनी की तुलना किस प्रकार की जा सकती है?
पवन ऊर्जा पुनर्चक्रण में जर्मनी अग्रणी भूमिका निभा रहा है। DIN SPEC 4866 को अंतर्राष्ट्रीय संदर्भ मानक माना जाता है और यह अंग्रेजी में उपलब्ध है। फ्राउनहोफर आईडब्ल्यूईएस और आईएफएएम जैसे जर्मन अनुसंधान संस्थान अग्रणी पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकियों का विकास कर रहे हैं।.
पवन ऊर्जा के विस्तार में जर्मनी यूरोप में अग्रणी है – 2025 की पहली छमाही में, यहाँ 2.2 गीगावाट क्षमता वाले नए पवन टर्बाइन स्थापित किए गए, जो किसी भी अन्य यूरोपीय देश से अधिक हैं। इससे पुनर्चक्रण की आवश्यकता और नवाचार की गति दोनों में वृद्धि होती है।.
पवन ऊर्जा के भविष्य के लिए इसका क्या अर्थ है?
ये विकास दर्शाते हैं कि पवन ऊर्जा न केवल संचालन के दौरान पर्यावरण के अनुकूल है, बल्कि उपयोग के बाद इसका प्रबंधन भी जिम्मेदारीपूर्वक किया जा सकता है। स्थापित तापीय पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाओं, उभरती रासायनिक पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकियों, नवीन अपसाइक्लिंग दृष्टिकोणों और पूर्णतः पुनर्चक्रण योग्य नए विकासों का संयोजन एक व्यापक समाधान प्रदान करता है।.
उद्योग जगत अनुसंधान और विकास में सक्रिय रूप से निवेश कर रहा है, मानक स्थापित किए जा रहे हैं, और नियामक ढांचा चक्रीय अर्थव्यवस्था की ओर विकसित हो रहा है। वर्तमान में जिसे एक चुनौती माना जाता है, वह तेजी से नए व्यावसायिक मॉडलों और मूल्य श्रृंखलाओं के लिए एक अवसर बनता जा रहा है।.
इस प्रकार पवन ऊर्जा इस बात का उदाहरण है कि कैसे कोई उद्योग उत्पाद के संपूर्ण जीवन चक्र की जिम्मेदारी स्वयं उठा सकता है, जिससे पारिस्थितिक और आर्थिक दोनों प्रकार के लाभ प्राप्त होते हैं। इसलिए रोटर ब्लेड अब अपशिष्ट समस्या नहीं रह जाते, बल्कि भविष्य के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल बन जाते हैं।.
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Konrad Wolfenstein
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