Energetyka wiatrowa w okresie przejściowym: recykling jako szansa, a nie problem – Co właściwie dzieje się z turbinami wiatrowymi po ich wycofaniu z eksploatacji? – Zdjęcie: Xpert.Digital
Od turbiny wiatrowej do placu zabaw: pomysłowa druga kariera starych łopat wirnika
Mit o energetyce wiatrowej obalony: dlaczego stare łopaty wirnika nie są już problemem odpadów
To pytanie dotyczy zarówno zwolenników, jak i krytyków energetyki wiatrowej. Po około 20–25 latach turbiny wiatrowe kończą swoją żywotność ekonomiczną. Recykling większości komponentów jest już stosunkowo prosty – stal, miedź i beton można poddać recyklingowi przy użyciu sprawdzonych procesów. Największym wyzwaniem są łopaty wirnika, wykonane z materiałów kompozytowych, które trudno rozdzielić.
Jakie ilości łopat wirnika należy poddać recyklingowi w Niemczech?
Niemcy stoją w obliczu fali wycofywania z eksploatacji turbin wiatrowych. Na przełomie roku 2020/2021 20-letnie taryfy gwarantowane na mocy ustawy o odnawialnych źródłach energii (EEG) wygasły dla około 5200 turbin wiatrowych, a do końca 2025 roku wygasło kolejnych 8000 turbin. Według szacunków branży, do 2030 roku konieczne będzie zdemontowanie około 25 000 łopat wirnika, co odpowiada około 400 000 tonom materiału.
Materiały te składają się głównie z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (GFRP), trwałego, ale technicznie trudnego do recyklingu materiału kompozytowego. Łopaty wirnika stanowią zaledwie około 5 procent całkowitej masy turbiny wiatrowej, podczas gdy nawet 90 procent pozostałych komponentów można już zwrócić do ugruntowanych systemów recyklingu.
Jakie konkretne procesy recyklingu już istnieją?
Branża opracowała cztery główne ścieżki recyklingu, z których niektóre są już stosowane na skalę przemysłową:
Proces mechaniczno-termiczny wykorzystuje cementownie jako miejsca recyklingu. Firmy takie jak Holcim wdrożyły już udane koncepcje. W tym procesie łopaty wirnika są najpierw rozdrabniane; włókna szklane zastępują kruszywa, a składniki żywiczne dostarczają energię do procesu produkcji cementu. Ta metoda jest już skalowalna przemysłowo i ekonomicznie ugruntowana.
Do niedawna cementownia Lägerdorf należąca do Holcim GmbH w Szlezwiku-Holsztynie wykorzystywała rozdrobnione łopaty turbin wiatrowych jako paliwo zastępcze. Ten recykling termiczny zmniejsza emisję CO2 poprzez zastąpienie paliw kopalnych. Wykorzystanie 1000 ton poddanego recyklingowi tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) pozwala zaoszczędzić do 450 ton węgla, 200 ton kredy i 200 ton piasku.
Jak działa recykling chemiczny łopat wirnika?
Procesy recyklingu chemicznego, takie jak piroliza i solwoliza, są wciąż w fazie rozwoju, ale wykazują obiecujące podejście. Procesy te rozdzielają materiały kompozytowe na ich podstawowe składniki, umożliwiając odzysk włókien szklanych i żywic.
Piroliza jest szczególnie odpowiednia do oddzielania włókien od matryc polimerowych termoutwardzalnych. W tym procesie grubościenne struktury kompozytów włóknistych łopat wirnika są poddawane obróbce w wysokich temperaturach w atmosferze obojętnej. Po odpowiednim przetworzeniu odzyskane włókna mogą być ponownie wykorzystane w zastosowaniach przemysłowych.
Projekt badawczy RE_SORT opracowuje nowe technologie pirolizy, przeznaczone specjalnie do grubościennych struktur kompozytowych z włókien o grubości ścianki do 150 mm, takich jak te stosowane w łopatkach wirników. Oprócz włókien pochodzących z recyklingu, powstałe oleje i gazy pirolityczne mogą być również wykorzystywane przemysłowo.
Co oznacza „projektowanie z myślą o recyklingu” w przypadku nowoczesnych łopat wirnika?
Branża wiatrowa już pracuje nad łopatami wirnika, które zasadniczo nadają się do recyklingu i mogą być wykorzystywane w przyszłych turbinach. Siemens Gamesa opracował rozwiązanie o nazwie RecyclableBlade, które jest dostępne na rynku od 2022 roku.
Te ostrza RecyclableBlades wykorzystują specjalną technologię żywicy, która pozwala na całkowity odzysk materiałów po zakończeniu ich żywotności. Zanurzenie w łagodnym roztworze kwasu powoduje rozpuszczenie żywicy w wysokich temperaturach, umożliwiając oddzielenie włókna szklanego, żywicy, drewna i metalu w celu ponownego wykorzystania w innych gałęziach przemysłu.
Pierwszy komercyjny projekt offshore z wykorzystaniem tych nadających się do recyklingu łopat wirnika został wdrożony w 2022 roku na farmie wiatrowej Kaskasi w Niemczech. RWE, operator, wykorzystuje obecnie 132 łopaty RecyclableBlades również w projekcie Sofia.
Jaką rolę odgrywa Vestas w gospodarce o obiegu zamkniętym?
Vestas systematycznie dąży do osiągnięcia celu, jakim jest produkcja turbin bezodpadowych do 2040 roku. Firma pracuje nad dwiema równoległymi inicjatywami: DecomBlades dla istniejących łopat wirnika i CETEC dla przyszłych rozwiązań gospodarki o obiegu zamkniętym.
Projekt CETEC (Gospodarka o obiegu zamkniętym dla termoutwardzalnych kompozytów epoksydowych) opracowuje metodę recyklingu chemicznego, która rozkłada żywice epoksydowe na ich podstawowe składniki. Następnie mogą one zostać ponownie wykorzystane w produkcji nowych łopat wirnika, tworząc w pełni obiegowy system.
Obecnie turbiny Vestas nadają się do recyklingu w 85%. Do 2025 roku recykling łopat ma wzrosnąć do 50%, a do 2030 roku do 100%.
Jakie są kreatywne podejścia do recyklingu?
Oprócz przemysłowych procesów recyklingu, pojawiają się innowacyjne projekty upcyklingu, które bezpośrednio przekształcają wycofane z eksploatacji łopaty wirników w nowe zastosowania. Holenderska firma BladeMade przetwarza łopaty wirników w elementy małej architektury, place zabaw, przystanki autobusowe i infrastrukturę.
Zastosowania te wykorzystują unikalne właściwości łopat wirnika: są one niezwykle trwałe, odporne na warunki atmosferyczne, wandalizm i charakteryzują się wyjątkową konstrukcją. Pojedyncze łopaty wirnika można ciąć na segmenty do różnych zastosowań – najmocniejsza część służy jako konstrukcja nośna, końcówka jako ławka, a zaokrąglone sekcje jako donice.
Na przykład, z 200 łopat wirnika można zbudować ekran akustyczny o długości jednego kilometra. Projekty te pozwalają zaoszczędzić do 90% emisji CO2 w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi i wydłużają żywotność łopat wirnika o 50 do 100 lat.
Ile materiału faktycznie tracimy na skutek ścierania?
Ścieranie łopat wirnika jest często omawianym tematem, ale jego wpływ można kontrolować. Według Fraunhofer IWES, erozja powoduje utratę około 0,1 do 5 kg materiału na łopatę wirnika rocznie, w zależności od lokalizacji, powłoki i obciążenia wiatrem.
Wartości te są porównywalne z innymi systemami technicznymi – opona ciężarówki traci około 2 kg materiału na każde 10 000 km. Instalacje offshore podlegają szczególnie surowym przepisom ochrony środowiska, obejmującym dokumentację i regularne kontrole.
Instytut Fraunhofer IWES opracowuje metody testowe służące ocenie różnych systemów powłokowych oraz pracuje nad optymalizacją folii i farb w celu zminimalizowania strat spowodowanych erozją, a jednocześnie poprawy właściwości aerodynamicznych.
Nowość: Patent z USA – instaluj parki słoneczne do 30% taniej, o 40% szybciej i łatwiej – z filmami instruktażowymi!
Nowość: Patent z USA – Instaluj parki słoneczne do 30% taniej, o 40% szybciej i łatwiej – z filmami instruktażowymi! - Zdjęcie: Xpert.Digital
Istotą tego postępu technologicznego jest celowe odejście od konwencjonalnego mocowania zaciskowego, które od dziesięcioleci jest standardem. Nowy, bardziej efektywny czasowo i ekonomicznie system montażu rozwiązuje ten problem, bazując na zupełnie nowej, bardziej inteligentnej koncepcji. Zamiast zaciskać moduły w określonych punktach, są one umieszczane w ciągłej, specjalnie ukształtowanej szynie nośnej i bezpiecznie utrzymywane na miejscu. Taka konstrukcja gwarantuje równomierne rozłożenie wszystkich sił – zarówno obciążeń statycznych od śniegu, jak i obciążeń dynamicznych od wiatru – na całej długości ramy modułu.
Więcej informacji tutaj:
Dlaczego Niemcy są światowym liderem w recyklingu energii wiatrowej
Jakie normy i standardy regulują recykling energii wiatrowej?
Norma DIN SPEC 4866 to pierwsza jednolita norma branżowa dotycząca zrównoważonego demontażu i recyklingu turbin wiatrowych. Specyfikacja ta została opracowana w 2020 roku przez 25 ekspertów z branży, nauki i administracji rządowej i określa wymagania dotyczące całego procesu demontażu.
RDRWind eV (Stowarzyszenie Branżowe ds. Regeneracji, Demontażu i Recyklingu Turbin Wiatrowych) zainicjowało tę normę i obecnie pracuje nad pełną normą DIN oraz znakiem jakości dla procesów demontażu. Ma to na celu zapewnienie przejrzystości i porównywalności w zakresie jakości, wymogów bezpieczeństwa i zgodności z normami środowiskowymi.
Jak rozwija się infrastruktura recyklingu?
Infrastruktura recyklingowa jest stale rozbudowywana. Firmy takie jak neocomp GmbH w Bremie posiadają już zakłady rozdrabniania o wydajności do 120 000 ton odpadów GRP rocznie. Zakłady te z łatwością radzą sobie z ilością odpadów i przetwarzają już około 30 000 ton rocznie.
Europejskie inicjatywy, takie jak projekt DecomBlades, łączą wiedzę specjalistyczną w całym łańcuchu wartości. Dziesięciu partnerów projektu współpracuje nad komercjalizacją zrównoważonych technologii recyklingu łopat wirnika.
Co dokładnie dzieje się z materiałami poddanymi recyklingowi?
Materiały pochodzące z recyklingu mają różnorodne zastosowania. Włókna szklane pochodzące z recyklingu mechanicznego są wykorzystywane jako substytut piasku w produkcji cementu, a składniki organiczne jako substytut węgla. Te metody współprzetwarzania bezpośrednio zastępują surowce kopalne.
Procesy recyklingu chemicznego pozwalają uzyskać produkty o wyższej jakości. Odzyskane włókna mogą być ponownie wykorzystane w kompozytach włóknistych po odpowiednim przetworzeniu. Oleje pirolityczne są wykorzystywane jako surowce chemiczne, a gazy pirolityczne mogą być wykorzystywane do produkcji energii.
Proces Siemens Gamesa RecyclableBlade pozwala nawet na odzysk materiałów w ich pierwotnej jakości. Oddzielone komponenty – żywica, włókno szklane i drewno – można wykorzystać w nowych produktach, takich jak obudowy czy monitory, bez utraty jakości.
Jakie wyzwania pozostają?
Pomimo postępów, wyzwania pozostają. Procesy recyklingu chemicznego wciąż znajdują się w fazie pilotażowej i skalowania i muszą udowodnić swoją wykonalność przemysłową. Ekonomiczna opłacalność różnych procesów w dużym stopniu zależy od regionalnej infrastruktury i cen surowców.
Instalacje morskie stwarzają dodatkowe wyzwania logistyczne, ponieważ łopaty wirnika muszą najpierw zostać przetransportowane na ląd. Koordynacja między różnymi interesariuszami – od operatorów elektrowni i firm likwidacyjnych po firmy recyklingowe – wymaga standaryzacji procesów.
Jak będzie rozwijał się recykling w przyszłości?
Trend wyraźnie zmierza w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym. Producenci tacy jak Siemens Gamesa i Vestas wyznaczyli sobie wiążące cele dotyczące w pełni recyklingowalnych turbin – Siemens Gamesa do 2040 roku, Vestas również do 2040 roku.
Trwają badania nad nowymi materiałami opartymi na zasobach odnawialnych. Naukowcy pracują nad biomateriałami lekkimi, wykonanymi z włókien konopnych i oleju konopnego, które będą wykorzystywane w przyszłych łopatach wirników. Mogłyby one fundamentalnie uprościć recykling.
Europejska Agencja Środowiska pracuje nad wprowadzeniem ogólnoeuropejskiego zakazu składowania łopat wirników na wysypiskach, co oznaczałoby, że wszystkie wycofane z eksploatacji łopaty będą ponownie wykorzystywane, poddawane recyklingowi lub odzyskiwane. Stworzyłoby to dodatkowe zachęty do innowacyjnych rozwiązań w zakresie recyklingu.
Które aspekty ekonomiczne są istotne?
Recykling ewoluuje od czynnika kosztowego do szansy biznesowej. Firmy takie jak Holcim wykorzystują projekt BLADES2BUILD, aby uzyskać dostęp do nowych źródeł surowców, jednocześnie redukując emisję CO2. Przewidywalne ceny utylizacji dają operatorom zakładów pewność planowania.
Projekty upcyklingu dowodzą, że z odpadów można tworzyć wysokiej jakości produkty. Na przykład firma BladeMade może wytwarzać 5% swoich placów zabaw, przystanków autobusowych i elementów małej architektury miejskiej z odzyskanych łopat wirników.
Jak Niemcy wypadają na tle międzynarodowym?
Niemcy odgrywają pionierską rolę w recyklingu energii wiatrowej. Norma DIN SPEC 4866 jest uznawana za międzynarodową normę odniesienia i jest dostępna w języku angielskim. Niemieckie instytuty badawcze, takie jak Fraunhofer IWES i IFAM, opracowują wiodące technologie recyklingu.
Niemcy są europejskim liderem w rozwoju energetyki wiatrowej – w pierwszej połowie 2025 roku zainstalowano tu nowe turbiny wiatrowe o mocy 2,2 gigawata, więcej niż w jakimkolwiek innym kraju europejskim. Stwarza to zarówno większe zapotrzebowanie na recykling, jak i silniejszy impuls dla innowacji.
Co to oznacza dla przyszłości energetyki wiatrowej?
Te osiągnięcia pokazują, że energia wiatrowa jest nie tylko przyjazna dla klimatu w trakcie eksploatacji, ale także może być zarządzana w sposób odpowiedzialny po jej wykorzystaniu. Połączenie sprawdzonych procesów odzysku ciepła, nowych technologii recyklingu chemicznego, innowacyjnych metod upcyklingu oraz w pełni nadających się do recyklingu nowych rozwiązań oferuje kompleksowe rozwiązanie.
Branża aktywnie inwestuje w badania i rozwój, ustanawiane są standardy, a ramy regulacyjne ewoluują w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym. To, co obecnie postrzegane jest jako wyzwanie, staje się coraz bardziej szansą dla nowych modeli biznesowych i łańcuchów wartości.
Energetyka wiatrowa jest przykładem tego, jak branża może proaktywnie wziąć odpowiedzialność za cały cykl życia produktu, przynosząc korzyści zarówno ekologiczne, jak i ekonomiczne. Łopaty wirników nie są już problemem odpadów, lecz stają się cennym surowcem na przyszłość.
Spójrz, ten drobny szczegół pozwala zaoszczędzić do 40% czasu instalacji i obniżyć koszty nawet o 30%. Pochodzi z USA i jest opatentowany.
NOWOŚĆ: Gotowe do montażu systemy solarne! Ta opatentowana innowacja znacznie przyspiesza realizację Twojego projektu budowy instalacji fotowoltaicznej
Istotą innowacji ModuRack jest odejście od konwencjonalnego mocowania zaciskami. Zamiast zacisków, moduły są wkładane i utrzymywane na miejscu za pomocą ciągłej szyny nośnej.
Więcej informacji tutaj:
Twój partner w rozwoju biznesu w branży fotowoltaicznej i budowlanej
Od przemysłowych instalacji fotowoltaicznych na dachach po parki słoneczne i większe parkingi słoneczne
☑️ Naszym językiem biznesowym jest angielski lub niemiecki
☑️ NOWOŚĆ: Korespondencja w Twoim ojczystym języku!
Konrad Wolfenstein
Ja i mój zespół chętnie będziemy do Państwa dyspozycji jako osobisty doradca.
Możesz się ze mną skontaktować, wypełniając formularz kontaktowy tutaj wolfenstein@xpert.digital:lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 7348 4088 965. Mój adres e-mail to
Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.
