Szélenergia az átmenetben: Az újrahasznosítás inkább lehetőségként, mint problémaként jelenik meg – Mi történik valójában a szélturbinákkal a leállításuk után? – Kép: Xpert.Digital
A szélturbinától a játszótérig: A régi rotorlapátok ötletes második karrierje
Szélenergia-mítosz megcáfolva: Miért nem jelentenek már hulladékproblémát a régi rotorlapátok?
Ez a kérdés a szélenergia támogatóit és kritikusait egyaránt foglalkoztatja. Körülbelül 20-25 év után a szélturbinák elérik gazdasági élettartamuk végét. A legtöbb alkatrész újrahasznosítása már most is egyszerű – az acél, a réz és a beton bevált módokon újrahasznosítható. A fő kihívás a rotorlapátok, amelyek nehezen szétválasztható kompozit anyagokból készülnek.
Hány rotorlapátot kell újrahasznosítani Németországban?
Németország jelentős leszerelési hullámmal néz szembe. A 2020/2021-es év fordulóján lejárt a körülbelül 5200 szélturbina 20 éves EEG-támogatása, és 2025 végéig további 8000 turbina telepítése következik. Az iparági becslések szerint 2030-ig körülbelül 25 000 rotorlapátot kell lebontani, ami körülbelül 400 000 tonna anyagnak felel meg.
Ezek az anyagok nagyrészt üvegszálerősítésű műanyagból (GRP) készülnek, amely egy tartós, de kihívást jelentő kompozit anyag. A rotorlapátok a szélturbina teljes súlyának mindössze 5 százalékát teszik ki, míg a többi alkatrész akár 90 százaléka is újrahasznosítható a bevett újrahasznosítási ciklusokban.
Milyen konkrét újrahasznosítási eljárások léteznek már?
Az iparág négy fő újrahasznosítási útvonalat fejlesztett ki, amelyek közül néhány már iparilag is bevált:
A mechanikus-termikus eljárás cementgyárakat használ újrahasznosító telephelyként. Az olyan cégek, mint a Holcim, már megvalósítottak sikeres koncepciókat. A rotorlapátokat először összezúzzák, az üvegszálak helyettesítik az aggregátumokat, a gyantakomponensek pedig energiát biztosítanak a cementgyártási folyamathoz. Ez a módszer már iparilag skálázható és gazdaságilag bevált.
A Holcim GmbH schleswig-holsteini Lägerdorf cementgyára nemrégiben aprított szélturbina-lapátokat hasznosított újra helyettesítő üzemanyagként. Ez a termikus újrahasznosítási eljárás csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást a fosszilis tüzelőanyagok helyettesítésével. 1000 tonna újrahasznosított üvegszálas műanyag felhasználásával akár 450 tonna szén, 200 tonna kréta és 200 tonna homok takarítható meg.
Hogyan működik a rotorlapátok kémiai újrahasznosítása?
A kémiai újrahasznosítási eljárások, mint például a pirolízis és a szolvolízis, még fejlesztés alatt állnak, de ígéretes potenciált mutatnak. Ezek az eljárások a kompozitokat alapvető összetevőikre választják szét, lehetővé téve az üvegszálak és gyanták újrahasznosítását.
A pirolízis különösen alkalmas szálak elválasztására hőre keményedő műanyag mátrixokból. A rotorlapátok vastag falú szálas kompozit szerkezeteit magas hőmérsékleten, inert atmoszférában kezelik. A visszanyert szálak megfelelő feldolgozás után iparilag újrahasznosíthatók.
A RE_SORT kutatási projekt új pirolízis technológiákat fejleszt kifejezetten vastag falú, akár 150 mm falvastagságú szálas kompozit szerkezetekhez, például a rotorlapátokhoz. Az újrahasznosított szálak mellett a keletkező pirolízisolajok és pirolízisgázok is iparilag újrahasznosíthatók.
Mit jelent az újrahasznosításra való tervezés a modern rotorlapátok esetében?
A szélenergia-ipar már dolgozik a jövő turbináihoz alapvetően újrahasznosítható rotorlapátokon. A Siemens Gamesa kifejlesztett egy RecycableBlade nevű megoldást, amely 2022 óta kereskedelmi forgalomban kapható.
Ezek az újrahasznosítható pengék speciális gyantatechnológiát alkalmaznak, amely lehetővé teszi az anyagok teljes újrahasznosítását élettartamuk végén. Enyhén savas oldatba merítve a gyanta magas hőmérsékleten feloldódik, lehetővé téve az üvegszálak, a gyanta, a fa és a fém szétválasztását és más iparágakban történő újrafelhasználását.
Az első kereskedelmi célú, újrahasznosítható rotorlapátokat használó tengeri projektet 2022-ben valósították meg a németországi Kaskasi szélerőműparkban. Az RWE, mint üzemeltető, most 132 újrahasznosítható lapátot is használ a szófiai projektben.
Milyen szerepet játszik a Vestas a körforgásos gazdaságban?
A Vestas szisztematikus megközelítést alkalmaz, amelynek célja 2040-re a hulladékmentes turbinák létrehozása. A vállalat két párhuzamos kezdeményezésen dolgozik: a DecomBlades-en a meglévő rotorlapátokhoz és a CETEC-en a jövőbeli körforgásos gazdasági megoldásokhoz.
A CETEC projekt (Körforgásos Gazdaság Hőre Keményedő Epoxi Kompozitok Számára) egy kémiai újrahasznosítási módszert fejleszt, amely az epoxigyantákat alapvető alkotóelemeikre bontja. Ezeket aztán új rotorlapátok gyártásához lehet felhasználni, így egy teljesen körforgásos rendszer jön létre.
A Vestas turbinák jelenleg 85 százalékban újrahasznosíthatók. A lapátok újrahasznosíthatósága várhatóan 2025-re 50 százalékra, 2030-ra pedig 100 százalékra fog növekedni.
Milyen kreatív újrahasznosítási megközelítések léteznek?
Az ipari újrahasznosítási folyamatok mellett innovatív újrahasznosítási projektek is megjelennek, amelyek közvetlenül átalakítják a használt rotorlapátokat új alkalmazásokká. A holland BladeMade vállalat rotorlapátokat alakít át utcai bútorokká, játszóterekké, buszmegállókká és infrastrukturális projektekké.
Ezek az alkalmazások a rotorlapátok különleges tulajdonságait használják ki: Rendkívül tartósak, időjárásállóak, vandálbiztosak és jellegzetes kialakításúak. Egyetlen rotorlapát szegmensekre vágható különféle alkalmazásokhoz – a legerősebb rész teherhordó szerkezetként, a csúcs padként, a lekerekített részek pedig ültetőedényekként szolgálnak.
Például 200 rotorlapátból egy kilométer hosszú zajvédő fal építhető. Ezek a projektek akár 90 százalékkal is csökkenthetik a szén-dioxid-kibocsátást a hagyományos anyagokhoz képest, és a rotorlapátoknak 50-100 éves második élettartamot biztosítanak.
Mennyi anyag vész el valójában a kopás miatt?
A rotorlapátok kopása gyakran vitatott téma, de a méretei kezelhetőek. A Fraunhofer IWES szerint az erózió rotorlapátonként évente körülbelül 0,1-5 kg anyagveszteséget okoz, a helyszíntől, a bevonattól és a szélterheléstől függően.
Ezek az értékek összehasonlíthatók más műszaki rendszerekkel – egy teherautó-abroncs körülbelül 2 kg anyagot veszít 10 000 km-enként. A tengeri telepítésekre különösen szigorú környezetvédelmi előírások vonatkoznak, amelyek dokumentációt és rendszeres ellenőrzéseket írnak elő.
A Fraunhofer IWES vizsgálati módszereket fejleszt különféle bevonatrendszerek értékelésére, és optimalizált fóliákon és bevonatokon dolgozik az erózióval kapcsolatos veszteségek minimalizálása, valamint az aerodinamikai tulajdonságok egyidejű javítása érdekében.
Új: Szabadalom az USA-ból – Napelemparkok telepítése akár 30%-kal olcsóbban, 40%-kal gyorsabban és egyszerűbben – magyarázó videókkal!
Új: Szabadalom az USA-ból – Napelemparkok telepítése akár 30%-kal olcsóbban, 40%-kal gyorsabban és egyszerűbben – magyarázó videókkal! - Kép: Xpert.Digital
Ennek a technológiai fejlesztésnek a középpontjában a hagyományos, évtizedek óta szabványos bilincsrögzítéstől való tudatos eltávolodás áll. Az új, idő- és költséghatékonyabb rögzítőrendszer ezt egy alapvetően eltérő, intelligensebb koncepcióval kezeli. A modulok meghatározott pontokon történő rögzítése helyett egy folyamatos, speciálisan kialakított tartósínbe helyezik őket, és biztonságosan rögzítik őket. Ez a kialakítás biztosítja, hogy minden fellépő erő – legyen szó akár statikus hóterhelésről, akár dinamikus szélterhelésről – egyenletesen oszlik el a modulkeret teljes hosszában.
Bővebben itt:
Miért Németország a szélenergia újrahasznosításának globális vezetője?
Milyen szabványok és normák szabályozzák a szélenergia újrahasznosítását?
A DIN SPEC 4866 szabvánnyal az iparág elsőként alkotott egységes szabványt a szélturbinák fenntartható szétszerelésére és újrahasznosítására. Ezt a specifikációt 2020-ban 25 szakértő dolgozta ki az ipar, az akadémiai szféra és a kormányzati szervek részéről, és meghatározza a teljes szétszerelési folyamatra vonatkozó követelményeket.
Az RDRWind eV (Szélturbinák Újrahasznosításáért, Leszereléséért és Újrahasznosításáért Felelős Ipari Szövetség) kezdeményezte ezt a szabványt, és jelenleg egy átfogó DIN szabványon és a leszerelési folyamatok minőségi jelzésén dolgozik. Ennek célja az átláthatóság és az összehasonlíthatóság megteremtése a minőség, a biztonsági követelmények és a környezetvédelmi kompatibilitás tekintetében.
Hogyan fejlődik az újrahasznosítási infrastruktúra?
Az újrahasznosítási infrastruktúrát folyamatosan bővítik. Az olyan vállalatok, mint a bremeni neocomp GmbH, már üzemeltetnek aprítóüzemeket, amelyek kapacitása évi 120 000 tonna használt üvegszálas műanyag (GRP) is elérheti. Ezek az üzemek könnyedén kezelik a keletkező mennyiségeket, és jelenleg évente körülbelül 30 000 tonnát dolgoznak fel.
Az olyan európai kezdeményezések, mint a DecomBlades projekt, a teljes értéklánc mentén egyesítik a szakértelmet. Tíz projektpartner dolgozik együtt a rotorlapátok fenntartható újrahasznosítási technológiáinak kereskedelmi forgalomba hozatalán.
Mi történik pontosan az újrahasznosított anyagokkal?
Az újrahasznosított anyagok széles körben alkalmazhatók. A mechanikus újrahasznosításból származó üvegszálakat homokhelyettesítőként használják a cementgyártásban, míg a szerves összetevők szénhelyettesítőként szolgálnak. Ezek az együttfeldolgozási módszerek közvetlenül helyettesítik a fosszilis nyersanyagokat.
A kémiai újrahasznosítási eljárások jobb minőségű termékeket eredményeznek. A visszanyert szálak megfelelő feldolgozás után újra felhasználhatók szálas kompozit alkalmazásokban. A pirolízis olajokat vegyi alapanyagként, míg a pirolízis gázokat energiatermelésre lehet felhasználni.
A Siemens Gamesa RecycableBlade eljárás lehetővé teszi az anyagok eredeti minőségükben történő visszanyerését. Az elkülönített alkatrészek – gyanta, üvegszál és fa – minőségromlás nélkül felhasználhatók új termékekben, például bőröndökben vagy monitorházakban.
Milyen kihívások léteznek még?
Az elért eredmények ellenére továbbra is fennállnak kihívások. A kémiai újrahasznosítási eljárások még mindig kísérleti és nagyléptékű fejlesztési szakaszban vannak, és még nem bizonyították ipari életképességüket. A különböző folyamatok gazdasági életképessége nagymértékben függ a regionális infrastruktúrától és a nyersanyagáraktól.
A tengeri turbinák további logisztikai kihívásokat jelentenek, mivel a rotorlapátokat először szárazföldre kell szállítani. A különböző érdekelt felek – a turbina üzemeltetőitől a szétszerelő és újrahasznosító cégekig – közötti koordináció szabványosított folyamatokat igényel.
Hogyan fog tovább fejlődni az újrahasznosítás?
A trend egyértelműen a körforgásos gazdaság felé halad. Olyan gyártók, mint a Siemens Gamesa és a Vestas, kötelező érvényű célokat tűztek ki a teljesen újrahasznosítható turbinákra – a Siemens Gamesa 2040-re, a Vestas szintén 2040-re.
Új, megújuló nyersanyagokon alapuló anyagokat kutatnak. A tudósok kenderrostokból és kendermagolajból készült, bioalapú könnyű anyagokon dolgoznak a jövő rotorlapátjaihoz. Ezek alapvetően leegyszerűsíthetik az újrahasznosítást.
Az Európai Környezetvédelmi Ügynökség egy európai szintű tilalomon dolgozik a rotorlapátok ártalmatlanítására, amely előírná az összes selejtezett lapát újrafelhasználását, újrahasznosítását vagy hasznosítását. Ez további ösztönzőt teremt az innovatív újrahasznosítási megoldások számára.
Mely gazdasági szempontok relevánsak?
Az újrahasznosítás költségtényezőből üzleti lehetőséggé válik. Az olyan vállalatok, mint a Holcim, a BLADES2BUILD projekttel új nyersanyagforrásokhoz nyúlnak, miközben egyidejűleg csökkentik CO2-kibocsátásukat. Az előre látható ártalmatlanítási költségek tervezési biztonságot nyújtanak az üzem üzemeltetőinek.
Az újrahasznosítási projektek azt mutatják, hogy kiváló minőségű termékek állíthatók elő állítólag hulladékból. A BladeMade például a játszóterek, buszmegállók és utcabútorok teljes termelésének 5 százalékát képes előállítani újrahasznosított rotorlapátokból.
Hogyan viszonyul Németország a nemzetközi viszonylatokhoz?
Németország úttörő szerepet vállal a szélenergia újrahasznosításában. A DIN SPEC 4866 szabvány nemzetközi szabványnak számít, és angol nyelven is elérhető. Német kutatóintézetek, mint például a Fraunhofer IWES és az IFAM, vezető újrahasznosítási technológiákat fejlesztenek.
Németország vezető szerepet tölt be Európában a szélenergia bővítésében – 2025 első felében 2,2 gigawatt teljesítményű új turbinákat építettek itt, többet, mint bármely más európai országban. Ez egyrészt nagyobb igényt teremt az újrahasznosításra, másrészt erősebb innovációs dinamikát teremt.
Mit jelent ez a szélenergia jövőjére nézve?
Ezek a fejlesztések azt mutatják, hogy a szélenergia nemcsak üzemeltetés közben klímabarát, hanem felhasználás után is felelősségteljesen kezelhető. A bevált termikus újrahasznosítási eljárások, az újonnan megjelenő kémiai újrahasznosítási technológiák, az innovatív újrahasznosítási megközelítések és a teljes mértékben újrahasznosítható új fejlesztések kombinációja átfogó megoldást kínál.
Az iparág aktívan befektet a kutatás-fejlesztésbe, szabványok születnek, és a szabályozási keretrendszer a körforgásos gazdaság felé fejlődik. Ami ma még kihívásnak számít, az egyre inkább lehetőséget ad új üzleti modellek és értékláncok számára.
A szélenergia így jól példázza, hogyan vállalhat egy iparág proaktívan felelősséget a termék teljes életciklusáért, ökológiai és gazdasági előnyöket teremtve. A rotorlapátok így már nem jelentenek hulladékproblémát, hanem értékes nyersanyaggá válnak a jövő számára.
Nézd, ez az apró részlet akár 40%-os telepítési időt és akár 30%-os költségmegtakarítást is eredményezhet. Az USA-ból származik és szabadalmaztatott.
ÚJ: Telepítésre kész napelemes rendszerek! Ez a szabadalmaztatott innováció jelentősen felgyorsítja a napelemes rendszerek építését
A ModuRack innovációjának lényege a hagyományos szorítós rögzítéstől való eltérés. A szorítók helyett a modulokat egy folyamatos tartósín helyezi be és tartja a helyén.
Bővebben itt:
Az üzleti fejlesztési partnere a fotovoltaika és az építés területén
Az ipari tető PV -től a napenergia -parkokig a nagyobb napenergia -parkolóhelyekig
☑️ Üzleti nyelvünk angol vagy német
☑️ ÚJ: Levelezés az Ön nemzeti nyelvén!
Konrad Wolfenstein
Szívesen szolgálok Önt és csapatomat személyes tanácsadóként.
Felveheti velem a kapcsolatot az itt található kapcsolatfelvételi űrlap kitöltésével , vagy egyszerűen hívjon a +49 89 89 674 804 (München) . Az e-mail címem: wolfenstein ∂ xpert.digital
Nagyon várom a közös projektünket.
