Szélenergia az átmenetben: Az újrahasznosítás inkább lehetőségként, mint problémaként jelenik meg – Mi történik valójában a szélturbinákkal, miután már nem működnek? – 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 viszonylag egyszerű – az acél, a réz és a beton bevált eljárásokkal újrahasznosítható. A fő kihívás a rotorlapátok, amelyek nehezen szétválasztható kompozit anyagokból készülnek.
Mekkora mennyiségű rotorlapátot kell újrahasznosítani Németországban?
Németország jelentős szélturbinák leszerelésével néz szembe. A 2020/2021-es év fordulóján a megújuló energiaforrásokról szóló törvény (EEG) szerinti 20 éves betáplálási tarifa lejárt körülbelül 5200 szélturbina esetében, és további 8000 turbina telepítése várható 2025 végéig. Az iparági becslések szerint 2030-ig körülbelül 25 000 rotorlapátot kell lebontani, ami körülbelül 400 000 tonna anyagnak felel meg.
Ezek az anyagok nagyrészt üvegszállal erősített műanyagból (GFRP) állnak, amely egy tartós, de technikailag kihívást jelentő kompozit anyag az újrahasznosítás szempontjából. A rotorlapátok a szélturbina teljes súlyának mindössze 5 százalékát teszik ki, míg a többi alkatrész akár 90 százaléka is visszajuttatható a már meglévő újrahasznosítási körökbe.
Milyen konkrét újrahasznosítási eljárások léteznek már?
Az iparág négy fő újrahasznosítási útvonalat fejlesztett ki, amelyek közül néhány már ipari méretekben is bevált:
A mechanikus-termikus eljárás cementgyárakat használ újrahasznosító telephelyként. Az olyan vállalatok, mint a Holcim, már megvalósítottak sikeres koncepciókat. Ebben az eljárásban a rotorlapátokat először aprítják; 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-Holsteinben található Lägerdorf cementgyára egészen a közelmúltig aprított szélturbina-lapátokat használt helyettesítő üzemanyagként. Ez a termikus újrahasznosítás a fosszilis tüzelőanyagok helyettesítésével csökkenti a CO2-kibocsátást. 1000 tonna újrahasznosított üvegszálerősítésű műanyag (FRP) felhasználásával akár 450 tonna szenet, 200 tonna krétát és 200 tonna homokot is megtakaríthatunk.
Hogyan működik a rotorlapátok kémiai újrahasznosítása?
A kémiai újrahasznosítási eljárások, mint például a pirolízis és a szolvolízis, még fejlesztés alatt állnak, de ígéretes megközelítéseket mutatnak. Ezek az eljárások a kompozit anyagokat alapvető összetevőikre választják szét, lehetővé téve az üvegszálak és gyanták kinyerését.
A pirolízis különösen alkalmas a szálak hőre keményedő polimer mátrixokból történő elválasztására. Ebben az eljárásban a rotorlapátok vastag falú szálas kompozit szerkezetét magas hőmérsékleten, inert atmoszférában kezelik. Megfelelő feldolgozás után a visszanyert szálak ipari alkalmazásokban újra felhasználhatók.
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 -gázok is iparilag felhasználhatók.
Mit jelent az „újrahasznosításra tervezett tervezés” a modern rotorlapátok esetében?
A szélerőmű-ipar már dolgozik olyan rotorlapátokon, amelyek alapvetően újrahasznosíthatók a jövő turbináihoz. 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 visszanyerését élettartamuk végén. Enyhén savas oldatba merítés esetén a gyanta magas hőmérsékleten feloldódik, lehetővé téve az üvegszál, a gyanta, a fa és a fém szétválasztását más iparágakban történő újrafelhasználáshoz.
Az első kereskedelmi célú, újrahasznosítható rotorlapátokat használó tengeri projektet 2022-ben valósították meg a németországi Kaskasi szélerőműparkban. Az üzemeltető RWE jelenleg 132 újrahasznosítható lapátot használ a szófiai projektben.
Milyen szerepet játszik a Vestas a körforgásos gazdaságban?
A Vestas szisztematikus megközelítést alkalmaz a 2040-re kitűzött hulladékmentes turbinák elérésére irányuló célja felé. 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 újra felhasználhatják új rotorlapátok gyártásában, így egy teljesen körforgásos rendszer jön létre.
Jelenleg a Vestas turbinák 85 százalékban újrahasznosíthatók. A lapátok újrahasznosíthatóságát 2025-re 50 százalékra, 2030-ra pedig 100 százalékra kívánják növelni.
Milyen kreatív újrahasznosítási megközelítések léteznek?
Az ipari újrahasznosítási folyamatok mellett innovatív újrahasznosítási projektek is megjelennek, amelyek közvetlenül átalakítják a leszerelt rotorlapátokat új alkalmazásokká. A holland BladeMade vállalat rotorlapátokból utcai bútorokat, játszótereket, buszmegállókat és infrastruktúrát készít.
Ezek az alkalmazások a rotorlapátok egyedi 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 rotorlapát felhasználható egy kilométernyi zajvédő fal építéséhez. Ezek a projektek akár 90 százalékkal is csökkenthetik a szén-dioxid-kibocsátást a hagyományos anyagokhoz képest, és a rotorlapátok 50-100 éves második élettartamot kapnak.
Mennyi anyag vész el valójában a kopás miatt?
A rotorlapátok kopása gyakran vitatott téma, de a hatása kezelhető. 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 megtett kilométerenként. A tengeri telepítésekre különösen szigorú környezetvédelmi előírások vonatkoznak, beleértve a dokumentációt és a rendszeres ellenőrzéseket.
A Fraunhofer IWES vizsgálati módszereket fejleszt különböző bevonatrendszerek értékelésére, és optimalizált fóliákon és festékeken 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 lényege a hagyományos, évtizedek óta szabványos bilincses rögzítéstől való tudatos eltávolodás. 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 erő – legyen szó akár a hóból eredő statikus terhelésről, akár a szélből eredő dinamikus terhelésről – egyenletesen oszoljon el a modulkeret teljes hosszában.
További információ itt:
Miért Németország világelső a szélenergia újrahasznosításában
Milyen szabványok és normák szabályozzák a szélenergia újrahasznosítását?
A DIN SPEC 4866 szabvánnyal az iparág létrehozta első egységes szabványát a szélturbinák fenntartható szétszerelésére és újrahasznosítására. Ezt a specifikációt 2020-ban 25 ipari, tudományos és kormányzati szakértő dolgozta ki, és meghatározza a teljes szétszerelési folyamatra vonatkozó követelményeket.
Az RDRWind eV (Szélturbinák Újrahasznosításáért, Leszereléséért és Újrahasznosításáért Felelős Iparági Szövetség) kezdeményezte ezt a szabványt, és jelenleg egy teljes DIN szabványon, valamint a leszerelési folyamatok minőségi jelzésén dolgozik. Ennek célja az átláthatóság és az összehasonlíthatóság megteremtése a minőség, a biztonsági követelmények és a környezeti kompatibilitás tekintetében.
Hogyan fejlődik az újrahasznosítási infrastruktúra?
Az újrahasznosítási infrastruktúra folyamatosan bővül. Az olyan vállalatok, mint a bremeni neocomp GmbH, már üzemeltetnek aprítóüzemeket, amelyek kapacitása évi 120 000 tonna üvegszálas műanyag hulladék. Ezek az üzemek könnyedén kezelik a keletkező mennyiségeket, és már most is 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 anyagoknak sokrétű felhasználási területeik vannak. 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 használják, míg a pirolízis gázok energiatermelésre használhatók.
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 házakban vagy monitorházakban.
Milyen kihívások maradnak?
Az elért eredmények ellenére továbbra is fennállnak kihívások. A kémiai újrahasznosítási folyamatok még mindig kísérleti és méretnövelési szakaszban vannak, és bizonyítaniuk kell ipari életképességüket. A különböző folyamatok gazdasági életképessége nagymértékben függ a regionális infrastruktúrától és a nyersanyagáraktól.
A tengeri telepítések további logisztikai kihívásokat jelentenek, mivel a rotorlapátokat először a partra kell szállítani. A különböző érdekelt felek – az erőművek üzemeltetőitől és a leszerelési vállalatoktól kezdve az újrahasznosító cégekig – közötti koordináció szabványosított folyamatokat igényel.
Hogyan fog fejlődni az újrahasznosítás a jövőben?
A trend egyértelműen a körforgásos gazdaság felé halad. Olyan gyártók, mint a Siemens Gamesa és a Vestas, kötelező érvényű célokat tűztek ki maguk elé a teljesen újrahasznosítható turbinák tekintetében – a Siemens Gamesa 2040-re, a Vestas szintén 2040-re.
Új, megújuló erőforrásokon 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 tilalom kidolgozásán dolgozik a rotorlapátok hulladéklerakóban történő elhelyezésére, amely előírná az összes leszerelt lapát újrafelhasználását, újrahasznosítását vagy visszanyerését. Ez további ösztönzőket teremtene az innovatív újrahasznosítási megoldások számára.
Mely gazdasági szempontok relevánsak?
Az újrahasznosítás költségtényezőből üzleti lehetőséggé válik. Az olyan vállalatok, mint a Holcim, a BLADES2BUILD projektet arra használják, hogy új nyersanyagforrásokat aknázzanak ki, miközben egyidejűleg csökkentik CO2-kibocsátásukat. Az előre látható ártalmatlanítási árak tervezési biztonságot nyújtanak az üzem üzemeltetőinek.
Az újrahasznosítási projektek azt mutatják, hogy a hulladéknak tekinthető anyagokból is előállíthatók kiváló minőségű termékek. A BladeMade például a játszóterek, buszmegállók és utcabútorok teljes termelésének 5 százalékát képes újrahasznosított rotorlapátokból előállítani.
Hogyan viszonyul Németország a nemzetközi viszonylatokhoz?
Németország úttörő szerepet játszik a szélenergia újrahasznosításában. A DIN SPEC 4866 szabvány nemzetközi referenciaszabványnak 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 szélturbinákat telepítettek itt, többet, mint bármely más európai országban. Ez nagyobb újrahasznosítási igényt és erősebb innovációs lendületet 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 visszanyerési 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, szabványokat dolgoznak ki, és a szabályozási keretrendszer a körforgásos gazdaság felé fejlődik. Ami jelenleg kihívásnak számít, az egyre inkább lehetőséget ad az 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 ezért 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 napelemes építési projektjét
ModuRack innovációjának lényege a hagyományos szorítós rögzítéstől való eltérés. A szorítók helyett a modulokat egy folyamatos tartósín helyezi be és tartja a helyén.
További információ itt:
Üzletfejlesztési partnere a fotovoltaikus és építőipari területeken
Az ipari tetőtéri napelemektől a napelemparkokig és nagyobb napelemes parkolókig
☑️ Üzleti nyelvünk az angol vagy a német
☑️ ÚJ: Levelezés az anyanyelveden!
Konrad Wolfenstein
Én és a csapatom örömmel állunk rendelkezésére személyes tanácsadóként.
Kapcsolatba léphetsz velem a kapcsolatfelvételi űrlap kitöltésével itt wolfenstein@xpert.digital:, vagy egyszerűen hívj a +49 7348 4088 965 telefonszámon. Az e-mail címem
Alig várom a közös projektünket.
