Energi angin dalam transisi: Daur ulang sebagai peluang, bukan masalah – Apa yang sebenarnya terjadi pada turbin angin setelah tidak lagi beroperasi?

Mitos tenaga angin terbantahkan: Mengapa bilah rotor lama bukan lagi masalah limbah

Pertanyaan ini menyangkut baik pendukung maupun kritikus energi angin. Setelah sekitar 20 hingga 25 tahun, turbin angin mencapai akhir masa pakai ekonomisnya. Daur ulang sebagian besar komponen sudah relatif mudah – baja, tembaga, dan beton dapat didaur ulang menggunakan proses yang sudah mapan. Tantangan utama terletak pada bilah rotor, yang terbuat dari material komposit yang sulit dipisahkan.

Berapa banyak bilah rotor yang perlu didaur ulang di Jerman?

Jerman menghadapi gelombang besar pembongkaran turbin angin. Pada pergantian tahun 2020/2021, tarif pembelian listrik selama 20 tahun berdasarkan Undang-Undang Sumber Energi Terbarukan (EEG) berakhir untuk sekitar 5.200 turbin angin, dengan 8.000 turbin lainnya akan menyusul hingga akhir tahun 2025. Menurut perkiraan industri, sekitar 25.000 bilah rotor perlu dibongkar pada tahun 2030, yang setara dengan sekitar 400.000 ton material.

Material-material ini sebagian besar terdiri dari plastik yang diperkuat serat kaca (GFRP), material komposit yang tahan lama tetapi secara teknis menantang untuk didaur ulang. Bilah rotor hanya menyumbang sekitar 5 persen dari total berat turbin angin, sementara hingga 90 persen komponen lainnya sudah dapat dikembalikan ke siklus daur ulang yang sudah ada.

Proses daur ulang spesifik apa saja yang sudah ada?

Industri ini telah mengembangkan empat jalur daur ulang utama, beberapa di antaranya telah diterapkan dalam skala industri:

Proses mekanis-termal memanfaatkan pabrik semen sebagai lokasi daur ulang. Perusahaan seperti Holcim telah menerapkan konsep yang sukses. Dalam proses ini, bilah rotor pertama-tama dihancurkan; serat kaca menggantikan agregat, dan komponen resin menyediakan energi untuk proses produksi semen. Metode ini sudah dapat diskalakan secara industri dan mapan secara ekonomi.

Hingga baru-baru ini, pabrik semen Lägerdorf milik Holcim GmbH di Schleswig-Holstein menggunakan serpihan bilah turbin angin sebagai bahan bakar pengganti. Daur ulang termal ini mengurangi emisi CO2 dengan mengganti bahan bakar fosil. Penggunaan 1.000 ton plastik yang diperkuat serat kaca (FRP) daur ulang dapat menghemat hingga 450 ton batu bara, 200 ton kapur, dan 200 ton pasir.

Bagaimana cara kerja daur ulang kimia untuk bilah rotor?

Proses daur ulang kimia seperti pirolisis dan solvolisis masih dalam pengembangan, tetapi menunjukkan pendekatan yang menjanjikan. Proses-proses ini memisahkan material komposit menjadi komponen-komponen dasarnya, sehingga memungkinkan serat kaca dan resin untuk dipulihkan.

Pirolisis sangat cocok untuk memisahkan serat dari matriks polimer termoset. Dalam proses ini, struktur komposit serat berdinding tebal dari bilah rotor diolah pada suhu tinggi dalam atmosfer inert. Setelah diproses dengan tepat, serat yang diperoleh dapat digunakan kembali dalam aplikasi industri.

Proyek penelitian RE_SORT sedang mengembangkan teknologi pirolisis baru khusus untuk struktur komposit serat berdinding tebal dengan ketebalan dinding hingga 150 mm, seperti yang ditemukan pada bilah rotor. Selain serat daur ulang, minyak dan gas hasil pirolisis juga dapat digunakan secara industri.

Apa arti "desain untuk daur ulang" bagi bilah rotor modern?

Industri energi angin sudah mengerjakan bilah rotor yang pada dasarnya dapat didaur ulang untuk turbin masa depan. Siemens Gamesa telah mengembangkan solusi yang disebut RecyclableBlade, yang telah tersedia secara komersial sejak tahun 2022.

Pisau yang Dapat Didaur Ulang ini menggunakan teknologi resin khusus yang memungkinkan pemulihan material secara menyeluruh di akhir masa pakainya. Perendaman dalam larutan asam ringan menyebabkan resin larut pada suhu tinggi, sehingga memungkinkan pemisahan fiberglass, resin, kayu, dan logam untuk digunakan kembali di industri lain.

Proyek lepas pantai komersial pertama yang menggunakan bilah rotor yang dapat didaur ulang ini diimplementasikan pada tahun 2022 di ladang angin Kaskasi di Jerman. RWE, sebagai operator, kini juga menggunakan 132 RecyclableBlades dalam proyek Sofia.

Apa peran Vestas dalam ekonomi sirkular?

Vestas menerapkan pendekatan sistematis untuk mencapai tujuannya yaitu turbin tanpa limbah pada tahun 2040. Perusahaan ini sedang mengerjakan dua inisiatif paralel: DecomBlades untuk bilah rotor yang sudah ada dan CETEC untuk solusi ekonomi sirkular di masa depan.

Proyek CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites) sedang mengembangkan metode daur ulang kimia yang menguraikan resin epoksi menjadi komponen dasarnya. Komponen-komponen ini kemudian dapat digunakan kembali dalam produksi bilah rotor baru, sehingga menciptakan sistem yang sepenuhnya sirkular.

Saat ini, turbin Vestas dapat didaur ulang hingga 85 persen. Tingkat daur ulang bilah turbin akan ditingkatkan menjadi 50 persen pada tahun 2025 dan menjadi 100 persen pada tahun 2030.

Apa saja pendekatan daur ulang kreatif yang ada?

Selain proses daur ulang industri, proyek-proyek upcycling inovatif bermunculan yang secara langsung mengubah bilah rotor yang sudah tidak digunakan lagi menjadi aplikasi baru. Perusahaan Belanda, BladeMade, mengubah bilah rotor menjadi perabot jalan, taman bermain, halte bus, dan infrastruktur.

Aplikasi-aplikasi ini memanfaatkan sifat unik dari bilah rotor: bilah rotor sangat tahan lama, tahan cuaca, tahan perusakan, dan memiliki desain yang khas. Satu bilah rotor dapat dipotong menjadi beberapa segmen untuk berbagai aplikasi – bagian yang paling kuat digunakan sebagai struktur penahan beban, ujungnya sebagai bangku, dan bagian yang membulat sebagai pot tanaman.

Sebagai contoh, 200 bilah rotor dapat digunakan untuk membangun penghalang suara sepanjang satu kilometer. Proyek-proyek ini menghemat hingga 90 persen emisi CO2 dibandingkan dengan material konvensional dan memberikan masa pakai kedua pada bilah rotor selama 50 hingga 100 tahun.

Seberapa banyak material yang sebenarnya hilang akibat abrasi?

Keausan bilah rotor adalah topik yang sering dibahas, tetapi dampaknya dapat dikelola. Menurut Fraunhofer IWES, erosi mengakibatkan kehilangan material sekitar 0,1 hingga 5 kg per bilah rotor per tahun, tergantung pada lokasi, lapisan pelindung, dan beban angin.

Nilai-nilai ini sebanding dengan sistem teknis lainnya – ban truk kehilangan sekitar 2 kg material per 10.000 km jarak tempuh. Instalasi lepas pantai tunduk pada peraturan lingkungan yang sangat ketat, termasuk dokumentasi dan inspeksi rutin.

Fraunhofer IWES mengembangkan metode pengujian untuk mengevaluasi berbagai sistem pelapis dan berupaya mengoptimalkan lapisan film dan cat untuk meminimalkan kerugian akibat erosi sekaligus meningkatkan sifat aerodinamis.

Inti dari kemajuan teknologi ini adalah penyimpangan yang disengaja dari pemasangan penjepit konvensional, yang telah menjadi standar selama beberapa dekade. Sistem pemasangan baru yang lebih hemat waktu dan biaya ini mengatasi hal tersebut dengan konsep yang pada dasarnya berbeda dan lebih cerdas. Alih-alih menjepit modul pada titik-titik tertentu, modul tersebut dimasukkan ke dalam rel penyangga kontinu yang berbentuk khusus dan dipegang dengan aman di tempatnya. Desain ini memastikan bahwa semua gaya – baik beban statis dari salju maupun beban dinamis dari angin – didistribusikan secara merata di sepanjang seluruh rangka modul.

Informasi selengkapnya di sini:

• Klik, bukan sekrup: Sistem cerdas ini membangun taman surya 40% lebih cepat dan merevolusi transisi energi

Standar dan norma apa yang mengatur daur ulang energi angin?

Dengan DIN SPEC 4866, industri telah menciptakan standar seragam pertama untuk pembongkaran dan daur ulang turbin angin yang berkelanjutan. Spesifikasi ini dikembangkan pada tahun 2020 oleh 25 ahli dari industri, ilmu pengetahuan, dan pemerintah, serta mendefinisikan persyaratan untuk seluruh proses pembongkaran.

RDRWind eV (Asosiasi Industri untuk Penggantian, Pembongkaran, dan Daur Ulang Turbin Angin) memprakarsai standar ini dan sekarang sedang mengerjakan standar DIN lengkap serta tanda mutu untuk proses pembongkaran. Hal ini dimaksudkan untuk menciptakan transparansi dan perbandingan terkait kualitas, persyaratan keselamatan, dan kompatibilitas lingkungan.

Bagaimana perkembangan infrastruktur daur ulang?

Infrastruktur daur ulang terus diperluas. Perusahaan seperti neocomp GmbH di Bremen sudah mengoperasikan pabrik penghancuran dengan kapasitas hingga 120.000 ton limbah GRP per tahun. Pabrik-pabrik ini dapat dengan mudah menangani jumlah yang dihasilkan dan sudah memproses sekitar 30.000 ton setiap tahunnya.

Inisiatif Eropa seperti proyek DecomBlades menggabungkan keahlian di sepanjang rantai nilai. Sepuluh mitra proyek bekerja sama dalam komersialisasi teknologi daur ulang berkelanjutan untuk bilah rotor.

Apa sebenarnya yang terjadi pada bahan-bahan daur ulang tersebut?

Bahan daur ulang memiliki beragam aplikasi. Serat kaca dari daur ulang mekanis digunakan sebagai pengganti pasir dalam produksi semen, sementara komponen organik berfungsi sebagai pengganti batubara. Metode pengolahan bersama ini secara langsung menggantikan bahan baku fosil.

Proses daur ulang kimia menghasilkan produk berkualitas lebih tinggi. Serat yang diperoleh kembali dapat digunakan kembali dalam aplikasi komposit serat setelah melalui proses yang sesuai. Minyak pirolisis digunakan sebagai bahan baku kimia, sedangkan gas pirolisis dapat digunakan untuk produksi energi.

Proses Siemens Gamesa RecyclableBlade bahkan memungkinkan pemulihan material dengan kualitas aslinya. Komponen yang dipisahkan – resin, fiberglass, dan kayu – dapat digunakan dalam produk baru seperti casing atau wadah monitor tanpa kehilangan kualitas apa pun.

Tantangan apa saja yang masih ada?

Terlepas dari kemajuan yang telah dicapai, tantangan tetap ada. Proses daur ulang kimia masih dalam tahap uji coba dan pengembangan skala, dan harus membuktikan kelayakan industrinya. Kelayakan ekonomi dari berbagai proses sangat bergantung pada infrastruktur regional dan harga bahan baku.

Instalasi lepas pantai menghadirkan tantangan logistik tambahan, karena bilah rotor harus terlebih dahulu diangkut ke darat. Koordinasi antara berbagai pemangku kepentingan – mulai dari operator pembangkit dan perusahaan pembongkaran hingga perusahaan daur ulang – memerlukan proses yang terstandarisasi.

Bagaimana perkembangan daur ulang di masa depan?

Trennya jelas mengarah ke ekonomi sirkular. Produsen seperti Siemens Gamesa dan Vestas telah menetapkan target yang mengikat untuk turbin yang sepenuhnya dapat didaur ulang – Siemens Gamesa pada tahun 2040, Vestas juga pada tahun 2040.

Material baru berbasis sumber daya terbarukan sedang diteliti. Para ilmuwan sedang mengerjakan material ringan berbasis bio yang terbuat dari serat rami dan minyak biji rami untuk bilah rotor masa depan. Hal ini dapat secara fundamental menyederhanakan proses daur ulang.

Badan Lingkungan Eropa sedang berupaya memberlakukan larangan pembuangan bilah rotor ke tempat pembuangan sampah di seluruh Eropa, yang akan mewajibkan semua bilah yang dinonaktifkan untuk digunakan kembali, didaur ulang, atau dipulihkan. Hal ini akan menciptakan insentif tambahan untuk solusi daur ulang yang inovatif.

Aspek ekonomi mana yang relevan?

Daur ulang berkembang dari faktor biaya menjadi peluang bisnis. Perusahaan seperti Holcim menggunakan proyek BLADES2BUILD untuk memanfaatkan sumber bahan baku baru sekaligus mengurangi emisi CO2 mereka. Harga pembuangan yang dapat diprediksi memberikan kepastian perencanaan bagi operator pabrik.

Proyek-proyek upcycling menunjukkan bahwa produk berkualitas tinggi dapat dibuat dari apa yang dianggap sebagai limbah. BladeMade, misalnya, dapat menghasilkan 5 persen dari total produksi taman bermain, halte bus, dan perabot jalanan dari bilah rotor daur ulang.

Bagaimana posisi Jerman di kancah internasional?

Jerman memainkan peran pelopor dalam daur ulang energi angin. DIN SPEC 4866 dianggap sebagai standar referensi internasional dan tersedia dalam bahasa Inggris. Lembaga penelitian Jerman seperti Fraunhofer IWES dan IFAM mengembangkan teknologi daur ulang terkemuka.

Jerman memimpin Eropa dalam perluasan tenaga angin – pada paruh pertama tahun 2025, turbin angin baru dengan kapasitas 2,2 gigawatt dipasang di sini, lebih banyak daripada negara Eropa lainnya. Hal ini menciptakan kebutuhan yang lebih besar untuk daur ulang dan momentum inovasi yang lebih kuat.

Apa artinya ini bagi masa depan energi angin?

Perkembangan ini menunjukkan bahwa tenaga angin tidak hanya ramah lingkungan selama pengoperasiannya, tetapi juga dapat dikelola secara bertanggung jawab setelah penggunaannya. Kombinasi dari proses pemulihan termal yang sudah mapan, teknologi daur ulang kimia yang sedang berkembang, pendekatan upcycling yang inovatif, dan pengembangan baru yang sepenuhnya dapat didaur ulang menawarkan solusi komprehensif.

Industri ini secara aktif berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan, standar sedang ditetapkan, dan kerangka peraturan berkembang menuju ekonomi sirkular. Apa yang saat ini dianggap sebagai tantangan semakin menjadi peluang bagi model bisnis dan rantai nilai baru.

Dengan demikian, energi angin merupakan contoh bagaimana suatu industri dapat secara proaktif bertanggung jawab atas seluruh siklus hidup produk, menciptakan manfaat ekologis dan ekonomi. Oleh karena itu, bilah rotor bukan lagi masalah limbah, tetapi menjadi bahan baku berharga untuk masa depan.

Inti dari inovasi ModuRack terletak pada penyimpangan dari pengencangan klem konvensional. Alih-alih klem, modul dimasukkan dan ditahan di tempatnya oleh rel penyangga kontinu.

Informasi selengkapnya di sini:

• BARU: Sistem tenaga surya siap pasang! Inovasi yang dipatenkan ini secara signifikan mempercepat proyek konstruksi tenaga surya Anda

Mulai dari panel surya atap industri hingga taman surya dan tempat parkir surya yang lebih besar

☑️ Bahasa bisnis kami adalah bahasa Inggris atau Jerman

☑️ BARU: Korespondensi dalam bahasa ibu Anda!

 

Saya dan tim saya dengan senang hati siap membantu Anda sebagai penasihat pribadi Anda.

Anda dapat menghubungi saya dengan mengisi formulir kontak di sini wolfenstein@xpert.digital:atau cukup hubungi saya di +49 7348 4088 965. Alamat email saya adalah

Saya sangat menantikan proyek bersama kita.

 

 

☑️ Layanan EPC (Rekayasa, Pengadaan, dan Konstruksi)

☑️ Pengembangan proyek siap pakai: Pengembangan proyek energi surya dari awal hingga akhir

☑️ Analisis lokasi, desain sistem, instalasi, pengoperasian, pemeliharaan, dan dukungan

☑️ Pembiaya proyek atau perantara penyedia modal