L'energia eolica in transizione: il riciclo come opportunità anziché come problema – Cosa succede realmente alle turbine eoliche dopo la loro chiusura? – Immagine: Xpert.Digital
Da turbina eolica a parco giochi: l'ingegnosa seconda carriera delle vecchie pale del rotore
Sfatiamo il mito dell'energia eolica: perché le vecchie pale del rotore non sono più un problema di spreco
Questa domanda riguarda sia i sostenitori che i critici dell'energia eolica. Dopo circa 20-25 anni, le turbine eoliche raggiungono la fine del loro ciclo di vita economico. Riciclare la maggior parte dei componenti è già semplice: acciaio, rame e calcestruzzo possono essere riciclati secondo metodi consolidati. La sfida principale riguarda le pale del rotore, realizzate in materiali compositi difficili da separare.
Quante pale del rotore devono essere riciclate in Germania?
La Germania sta affrontando una significativa ondata di smantellamento. A cavallo tra il 2020 e il 2021, il sussidio EEG ventennale per circa 5.200 turbine eoliche è terminato, e altre 8.000 turbine seguiranno entro la fine del 2025. Secondo le stime del settore, entro il 2030 dovranno essere smantellate circa 25.000 pale del rotore, pari a circa 400.000 tonnellate di materiale.
Questi materiali sono realizzati in gran parte in plastica rinforzata con fibra di vetro (GRP), un materiale composito resistente ma complesso. Le pale del rotore rappresentano solo circa il 5% del peso totale di una turbina eolica, mentre fino al 90% degli altri componenti può già essere riciclato nei cicli di riciclo consolidati.
Quali processi specifici di riciclaggio esistono già?
L'industria ha sviluppato quattro principali percorsi di riciclaggio, alcuni dei quali sono già consolidati a livello industriale:
Il processo meccanico-termico utilizza i cementifici come siti di riciclaggio. Aziende come Holcim hanno già implementato soluzioni di successo. Le pale del rotore vengono prima frantumate, le fibre di vetro sostituiscono gli aggregati e i componenti in resina forniscono energia per il processo di produzione del cemento. Questo metodo è già scalabile a livello industriale ed economicamente consolidato.
Il cementificio di Lägerdorf di Holcim GmbH, nello Schleswig-Holstein, ha recentemente riciclato pale eoliche frantumate come combustibile sostitutivo. Questo processo di riciclaggio termico può ridurre le emissioni di CO2 sostituendo i combustibili fossili. Utilizzando 1.000 tonnellate di GRP riciclato, è possibile risparmiare fino a 450 tonnellate di carbone, 200 tonnellate di gesso e 200 tonnellate di sabbia.
Come funziona il riciclaggio chimico delle pale del rotore?
Processi di riciclo chimico come la pirolisi e la solvolisi sono ancora in fase di sviluppo, ma mostrano un potenziale promettente. Questi processi separano i compositi nei loro componenti di base, consentendo il riciclo di fibre di vetro e resine.
La pirolisi è particolarmente adatta per la separazione delle fibre da matrici plastiche termoindurenti. Le strutture composite in fibra a parete spessa delle pale del rotore vengono trattate ad alte temperature in atmosfera inerte. Le fibre recuperate possono essere riutilizzate industrialmente dopo un'adeguata lavorazione.
Il progetto di ricerca RE_SORT sta sviluppando nuove tecnologie di pirolisi specifiche per strutture composite in fibra a pareti spesse, con spessori fino a 150 mm, come quelle utilizzate nelle pale dei rotori. Oltre alle fibre riciclate, anche gli oli e i gas di pirolisi risultanti possono essere riciclati industrialmente.
Cosa significa progettazione per il riciclaggio per le pale dei rotori moderni?
L'industria eolica sta già lavorando a pale del rotore fondamentalmente riciclabili per le turbine del futuro. Siemens Gamesa ha sviluppato una soluzione chiamata RecyclableBlade, disponibile in commercio dal 2022.
Queste lame riciclabili utilizzano una speciale tecnologia a base di resina che consente il completo riciclaggio dei materiali al termine del loro ciclo di vita. Immersa in una soluzione leggermente acida, la resina si dissolve a temperature elevate, consentendo la separazione di fibre di vetro, resina, legno e metallo e il loro riutilizzo in altri settori.
Il primo progetto commerciale offshore che utilizza queste pale del rotore riciclabili è stato implementato nel parco eolico tedesco di Kaskasi nel 2022. RWE, in qualità di operatore, sta ora utilizzando 132 pale riciclabili anche per il progetto di Sofia.
Quale ruolo svolge Vestas nell'economia circolare?
Vestas sta adottando un approccio sistematico con l'obiettivo di avere turbine prive di rifiuti entro il 2040. L'azienda sta lavorando a due iniziative parallele: DecomBlades per le pale del rotore esistenti e CETEC per future soluzioni di economia circolare.
Il progetto CETEC (Circular Economy for Thermosets Epoxy Composites) sta sviluppando un metodo di riciclo chimico che scompone le resine epossidiche nei loro componenti di base. Questi possono poi essere riutilizzati nella produzione di nuove pale del rotore, creando un sistema completamente circolare.
Le turbine Vestas sono attualmente riciclabili all'85%. Si prevede che la riciclabilità delle pale aumenterà al 50% entro il 2025 e al 100% entro il 2030.
Quali sono gli approcci creativi al riciclo creativo?
Oltre ai processi di riciclo industriale, stanno emergendo progetti innovativi di upcycling che trasformano direttamente le pale dei rotori usate in nuove applicazioni. L'azienda olandese BladeMade trasforma le pale dei rotori in arredo urbano, parchi giochi, pensiline per autobus e progetti infrastrutturali.
Queste applicazioni sfruttano le proprietà speciali delle pale del rotore: sono estremamente durevoli, resistenti alle intemperie, antivandaliche e hanno un design distintivo. Una singola pala del rotore può essere tagliata in segmenti per diverse applicazioni: la sezione più resistente viene utilizzata come struttura portante, la punta come panca e le sezioni arrotondate come fioriere.
Ad esempio, 200 pale del rotore possono essere utilizzate per costruire una barriera antirumore di un chilometro. Questi progetti riducono le emissioni di CO2 fino al 90% rispetto ai materiali convenzionali e conferiscono alle pale del rotore una seconda vita utile da 50 a 100 anni.
Quanto materiale viene effettivamente perso a causa dell'abrasione?
L'usura delle pale del rotore è un argomento spesso discusso, ma le sue dimensioni sono gestibili. Secondo il Fraunhofer IWES, l'erosione causa una perdita di materiale di circa 0,1-5 kg per pala del rotore all'anno, a seconda della posizione, del rivestimento e del carico del vento.
Questi valori sono paragonabili ad altri sistemi tecnici: uno pneumatico per camion perde circa 2 kg di materiale ogni 10.000 km di viaggio. Gli impianti offshore sono soggetti a normative ambientali particolarmente severe, che richiedono documentazione e ispezioni regolari.
Fraunhofer IWES sviluppa metodi di prova per la valutazione di vari sistemi di rivestimento e lavora su pellicole e rivestimenti ottimizzati per ridurre al minimo le perdite legate all'erosione, migliorando al contempo le proprietà aerodinamiche.
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Al centro di questo progresso tecnologico c'è l'abbandono deliberato del fissaggio a morsetto convenzionale, che è stato lo standard per decenni. Il nuovo sistema di montaggio, più rapido ed economico, affronta questo problema con un concetto fondamentalmente diverso e più intelligente. Invece di fissare i moduli in punti specifici, questi vengono inseriti in una guida di supporto continua, appositamente sagomata, e tenuti saldamente. Questa progettazione garantisce che tutte le forze in gioco, siano esse carichi statici dovuti alla neve o carichi dinamici dovuti al vento, siano distribuite uniformemente su tutta la lunghezza del telaio del modulo.
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Perché la Germania è leader mondiale nel riciclaggio dell'energia eolica
Quali standard e norme regolano il riciclaggio dell'energia eolica?
Con la norma DIN SPEC 4866, l'industria ha creato per la prima volta uno standard uniforme per lo smantellamento e il riciclaggio sostenibili delle turbine eoliche. Questa specifica è stata sviluppata nel 2020 da 25 esperti provenienti dall'industria, dal mondo accademico e da enti governativi e definisce i requisiti per l'intero processo di smantellamento.
L'RDRWind eV (Associazione Industriale per il Rigenerazione, lo Smantellamento e il Riciclaggio di Turbine Eoliche) è stata l'ideatrice di questo standard e sta ora lavorando a una norma DIN completa e a un marchio di qualità per i processi di smantellamento. L'obiettivo è creare trasparenza e comparabilità in termini di qualità, requisiti di sicurezza e compatibilità ambientale.
Come si sta sviluppando l'infrastruttura del riciclaggio?
L'infrastruttura di riciclaggio è in continua espansione. Aziende come neocomp GmbH di Brema gestiscono già impianti di triturazione con capacità fino a 120.000 tonnellate di vetroresina usata all'anno. Questi impianti possono gestire senza problemi i volumi risultanti e attualmente ne trattano circa 30.000 tonnellate all'anno.
Iniziative europee come il progetto DecomBlades mettono in comune le competenze lungo l'intera filiera. Dieci partner del progetto stanno collaborando per commercializzare tecnologie di riciclo sostenibili per le pale dei rotori.
Cosa succede esattamente ai materiali riciclati?
I materiali riciclati trovano un'ampia gamma di applicazioni. Le fibre di vetro provenienti dal riciclaggio meccanico vengono utilizzate come sostituti della sabbia nella produzione di cemento, mentre i componenti organici servono come sostituti del carbone. Questi metodi di co-processing sostituiscono direttamente le materie prime fossili.
I processi di riciclo chimico producono prodotti di qualità superiore. Le fibre recuperate possono essere riutilizzate in applicazioni di compositi fibrosi dopo un'adeguata lavorazione. Gli oli di pirolisi vengono utilizzati come materie prime chimiche, mentre i gas di pirolisi possono essere utilizzati per la produzione di energia.
Il processo Siemens Gamesa RecyclableBlade consente persino il recupero dei materiali nella loro qualità originale. I componenti separati – resina, fibra di vetro e legno – possono essere utilizzati in nuovi prodotti come valigie o custodie per monitor senza alcuna perdita di qualità.
Quali sfide restano ancora da affrontare?
Nonostante i progressi, permangono delle sfide. I processi di riciclo chimico sono ancora in fase pilota e di scalabilità e devono ancora dimostrare la loro fattibilità industriale. La redditività economica dei vari processi dipende fortemente dalle infrastrutture regionali e dai prezzi delle materie prime.
Le turbine offshore pongono ulteriori sfide logistiche, poiché le pale del rotore devono prima essere trasportate a terra. Il coordinamento tra i vari soggetti interessati, dai gestori delle turbine alle aziende di smantellamento e di riciclaggio, richiede processi standardizzati.
Come si svilupperà ulteriormente il riciclaggio?
La tendenza si sta chiaramente muovendo verso un'economia circolare. Produttori come Siemens Gamesa e Vestas hanno fissato obiettivi vincolanti per turbine completamente riciclabili: Siemens Gamesa entro il 2040, Vestas entro il 2040.
Sono in fase di ricerca nuovi materiali basati su materie prime rinnovabili. Gli scienziati stanno lavorando a materiali leggeri di origine biologica, ricavati da fibre di canapa e olio di semi di canapa, per le future pale dei rotori. Questi potrebbero semplificare radicalmente il riciclaggio.
L'Agenzia Europea dell'Ambiente sta lavorando a un divieto a livello europeo sullo smaltimento delle pale dei rotori, che imporrebbe il riutilizzo, il riciclaggio o il recupero di tutte le pale dismesse. Ciò creerebbe un ulteriore incentivo per soluzioni di riciclaggio innovative.
Quali aspetti economici sono rilevanti?
Il riciclo si sta evolvendo da fattore di costo a opportunità di business. Aziende come Holcim stanno sfruttando nuove fonti di materie prime con il progetto BLADES2BUILD, riducendo al contempo le emissioni di CO2. La prevedibilità dei costi di smaltimento offre ai gestori degli impianti la sicurezza di pianificazione.
I progetti di upcycling dimostrano che è possibile creare prodotti di alta qualità da presunti rifiuti. BladeMade, ad esempio, può produrre il 5% della produzione totale di parchi giochi, pensiline degli autobus e arredo urbano utilizzando pale di rotori riciclate.
Come si colloca la Germania nel confronto internazionale?
La Germania sta assumendo un ruolo pionieristico nel riciclaggio dell'energia eolica. La norma DIN SPEC 4866 è considerata un punto di riferimento internazionale ed è disponibile in inglese. Istituti di ricerca tedeschi come Fraunhofer IWES e IFAM stanno sviluppando tecnologie di riciclaggio all'avanguardia.
La Germania è all'avanguardia in Europa nell'espansione dell'energia eolica: nella prima metà del 2025 sono state costruite qui nuove turbine con una capacità di 2,2 gigawatt, più che in qualsiasi altro Paese europeo. Ciò sta creando sia una maggiore necessità di riciclo che una più forte dinamica di innovazione.
Cosa significa questo per il futuro dell'energia eolica?
Questi sviluppi dimostrano che l'energia eolica non solo è rispettosa del clima durante il suo funzionamento, ma può anche essere gestita in modo responsabile dopo il suo utilizzo. La combinazione di processi di riciclo termico consolidati, tecnologie emergenti di riciclo chimico, approcci innovativi di upcycling e nuovi sviluppi completamente riciclabili offre una soluzione completa.
Il settore sta investendo attivamente in ricerca e sviluppo, si stanno definendo standard e il quadro normativo si sta evolvendo verso un'economia circolare. Quella che oggi è ancora considerata una sfida sta diventando sempre più un'opportunità per nuovi modelli di business e catene del valore.
L'energia eolica è quindi un esempio di come un'industria possa assumersi proattivamente la responsabilità dell'intero ciclo di vita del prodotto, creando vantaggi sia ecologici che economici. Le pale del rotore non sono più un problema di rifiuti, ma stanno diventando una preziosa materia prima per il futuro.
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