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Energia eólica em transição: a reciclagem como oportunidade, e não como problema – O que realmente acontece com as turbinas eólicas depois que elas param de funcionar?

Energia eólica em transição: a reciclagem como oportunidade, e não como problema – O que realmente acontece com as turbinas eólicas depois que elas param de funcionar?

Energia eólica em transição: a reciclagem como oportunidade, não como problema – O que realmente acontece com as turbinas eólicas depois que elas param de funcionar? – Imagem: Xpert.Digital

Da turbina eólica ao parque infantil: a engenhosa segunda carreira das antigas pás de rotor

Mito da energia eólica desmistificado: por que as pás de rotor antigas não são mais um problema de descarte

Essa questão interessa tanto aos defensores quanto aos críticos da energia eólica. Após cerca de 20 a 25 anos, as turbinas eólicas chegam ao fim de sua vida útil econômica. A reciclagem da maioria dos componentes já é relativamente simples – aço, cobre e concreto podem ser reciclados utilizando processos já estabelecidos. O principal desafio reside nas pás do rotor, que são feitas de materiais compósitos difíceis de separar.

Que quantidade de pás de rotor precisam ser recicladas na Alemanha?

A Alemanha enfrenta uma onda significativa de desativação de turbinas eólicas. No início de 2020/2021, o incentivo fiscal de 20 anos, previsto na Lei de Fontes de Energia Renovável (EEG), terminou para aproximadamente 5.200 turbinas eólicas, com outras 8.000 turbinas a serem desativadas até o final de 2025. Segundo estimativas do setor, cerca de 25.000 pás de rotor precisarão ser desmontadas até 2030, o que corresponde a aproximadamente 400.000 toneladas de material.

Esses materiais são compostos principalmente de plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV), um material compósito durável, mas tecnicamente desafiador para reciclagem. As pás do rotor representam apenas cerca de 5% do peso total de uma turbina eólica, enquanto até 90% dos outros componentes já podem ser reinseridos em sistemas de reciclagem existentes.

Que processos específicos de reciclagem já existem?

A indústria desenvolveu quatro principais vias de reciclagem, algumas das quais já estão estabelecidas em escala industrial:

O processo mecânico-térmico utiliza fábricas de cimento como locais de reciclagem. Empresas como a Holcim já implementaram conceitos bem-sucedidos. Nesse processo, as pás do rotor são trituradas; as fibras de vidro substituem os agregados e os componentes da resina fornecem energia para o processo de produção de cimento. Esse método já é escalável industrialmente e economicamente viável.

Até recentemente, a fábrica de cimento da Holcim GmbH em Lägerdorf, Schleswig-Holstein, utilizava pás de turbinas eólicas trituradas como combustível substituto. Essa reciclagem térmica reduz as emissões de CO2 ao substituir combustíveis fósseis. O uso de 1.000 toneladas de plástico reforçado com fibra de vidro reciclado (PRFV) pode economizar até 450 toneladas de carvão, 200 toneladas de giz e 200 toneladas de areia.

Como funciona a reciclagem química de pás de rotor?

Processos de reciclagem química, como pirólise e solvólise, ainda estão em desenvolvimento, mas apresentam abordagens promissoras. Esses processos separam os materiais compósitos em seus componentes básicos, permitindo a recuperação de fibras de vidro e resinas.

A pirólise é particularmente adequada para separar fibras de matrizes de polímeros termofixos. Nesse processo, as estruturas de compósitos de fibras de paredes espessas das pás do rotor são tratadas a altas temperaturas em atmosfera inerte. Após o processamento adequado, as fibras recuperadas podem ser reutilizadas em aplicações industriais.

O projeto de pesquisa RE_SORT está desenvolvendo novas tecnologias de pirólise especificamente para estruturas de compósitos de fibra de paredes espessas, com espessuras de até 150 mm, como as encontradas em pás de rotores. Além das fibras recicladas, os óleos e gases resultantes da pirólise também podem ser utilizados industrialmente.

O que significa "design para reciclagem" para as pás de rotores modernos?

A indústria eólica já está trabalhando em pás de rotor que sejam fundamentalmente recicláveis ​​para turbinas futuras. A Siemens Gamesa desenvolveu uma solução chamada RecyclableBlade, que está disponível comercialmente desde 2022.

Essas lâminas recicláveis ​​utilizam uma tecnologia especial de resina que permite a recuperação completa dos materiais ao final de sua vida útil. A imersão em uma solução ácida suave faz com que a resina se dissolva em temperaturas elevadas, possibilitando a separação de fibra de vidro, resina, madeira e metal para reutilização em outras indústrias.

O primeiro projeto comercial offshore utilizando essas pás de rotor recicláveis ​​foi implementado em 2022 no parque eólico de Kaskasi, na Alemanha. A RWE, operadora do projeto, também está utilizando 132 pás recicláveis ​​no projeto Sofia.

Qual o papel da Vestas na economia circular?

A Vestas está adotando uma abordagem sistemática para atingir sua meta de turbinas com zero resíduos até 2040. A empresa trabalha em duas iniciativas paralelas: DecomBlades, para pás de rotores existentes, e CETEC, para soluções futuras de economia circular.

O projeto CETEC (Economia Circular para Compósitos Termofixos Epóxi) está desenvolvendo um método de reciclagem química que decompõe as resinas epóxi em seus componentes básicos. Estes podem então ser reutilizados na produção de novas pás de rotor, criando um sistema completamente circular.

Atualmente, as turbinas da Vestas são 85% recicláveis. A reciclabilidade das pás deverá aumentar para 50% até 2025 e para 100% até 2030.

Quais são as abordagens criativas de reaproveitamento?

Além dos processos industriais de reciclagem, estão surgindo projetos inovadores de upcycling que transformam diretamente pás de rotor descartadas em novas aplicações. A empresa holandesa BladeMade converte pás de rotor em mobiliário urbano, parques infantis, paradas de ônibus e infraestrutura.

Essas aplicações exploram as propriedades únicas das pás de rotor: elas são extremamente duráveis, resistentes às intempéries, à prova de vandalismo e possuem um design diferenciado. Uma única pá de rotor pode ser cortada em segmentos para diversas aplicações – a seção mais resistente é usada como estrutura de suporte de carga, a ponta como banco e as seções arredondadas como vasos de plantas.

Por exemplo, 200 pás de rotor podem ser usadas para construir um quilômetro de barreira acústica. Esses projetos economizam até 90% das emissões de CO2 em comparação com materiais convencionais e conferem às pás do rotor uma segunda vida útil de 50 a 100 anos.

Qual a quantidade real de material que se perde por abrasão?

A abrasão das pás do rotor é um tema frequentemente discutido, mas seu impacto é administrável. De acordo com o Fraunhofer IWES, a erosão resulta em uma perda de material de aproximadamente 0,1 a 5 kg por pá do rotor por ano, dependendo da localização, do revestimento e da carga de vento.

Esses valores são comparáveis ​​a outros sistemas técnicos – um pneu de caminhão perde cerca de 2 kg de material a cada 10.000 km rodados. As instalações offshore estão sujeitas a regulamentações ambientais particularmente rigorosas, incluindo documentação e inspeções regulares.

O Fraunhofer IWES desenvolve métodos de teste para avaliar diferentes sistemas de revestimento e trabalha na otimização de filmes e tintas para minimizar as perdas relacionadas à erosão, melhorando simultaneamente as propriedades aerodinâmicas.

 

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O cerne desse avanço tecnológico reside no afastamento deliberado da montagem convencional com grampos, padrão há décadas. O novo sistema de montagem, mais rápido e econômico, aborda essa questão com um conceito fundamentalmente diferente e mais inteligente. Em vez de fixar os módulos em pontos específicos, eles são inseridos em um trilho de suporte contínuo com formato especial, sendo mantidos firmemente no lugar. Esse design garante que todas as forças – sejam cargas estáticas da neve ou cargas dinâmicas do vento – sejam distribuídas uniformemente por toda a extensão da estrutura do módulo.

Mais informações aqui:

 

Por que a Alemanha é líder mundial em reciclagem de energia eólica?

Quais são as normas e padrões que regulamentam a reciclagem da energia eólica?

Com a norma DIN SPEC 4866, a indústria criou seu primeiro padrão uniforme para o desmantelamento e reciclagem sustentáveis ​​de turbinas eólicas. Essa especificação foi desenvolvida em 2020 por 25 especialistas da indústria, da ciência e de agências governamentais e define os requisitos para todo o processo de desmantelamento.

A RDRWind eV (Associação Industrial para Repotenciação, Desmantelamento e Reciclagem de Turbinas Eólicas) iniciou esta norma e está agora a trabalhar numa norma DIN completa, bem como numa marca de qualidade para os processos de desmantelamento. O objetivo é criar transparência e comparabilidade relativamente à qualidade, aos requisitos de segurança e à compatibilidade ambiental.

Como está se desenvolvendo a infraestrutura de reciclagem?

A infraestrutura de reciclagem está em constante expansão. Empresas como a neocomp GmbH, em Bremen, já operam instalações de trituração com capacidade para até 120.000 toneladas de resíduos de PRFV (plástico reforçado com fibra de vidro) por ano. Essas instalações conseguem lidar facilmente com as quantidades geradas e já processam aproximadamente 30.000 toneladas anualmente.

Iniciativas europeias como o projeto DecomBlades reúnem conhecimento especializado ao longo de toda a cadeia de valor. Dez parceiros do projeto estão trabalhando juntos na comercialização de tecnologias de reciclagem sustentável para pás de rotores.

O que acontece exatamente com os materiais reciclados?

Os materiais reciclados têm diversas aplicações. As fibras de vidro provenientes da reciclagem mecânica são utilizadas como substituto da areia na produção de cimento, enquanto os componentes orgânicos servem como substituto do carvão. Esses métodos de coprocessamento substituem diretamente as matérias-primas fósseis.

Os processos de reciclagem química produzem produtos de maior qualidade. As fibras recuperadas podem ser reutilizadas em aplicações de compósitos de fibra após processamento adequado. Os óleos de pirólise são utilizados como matéria-prima química, enquanto os gases de pirólise podem ser utilizados para a produção de energia.

O processo RecyclableBlade da Siemens Gamesa permite inclusive a recuperação de materiais em sua qualidade original. Os componentes separados – resina, fibra de vidro e madeira – podem ser utilizados em novos produtos, como gabinetes ou carcaças de monitores, sem qualquer perda de qualidade.

Quais são os desafios que ainda persistem?

Apesar dos progressos, ainda existem desafios. Os processos de reciclagem química ainda estão em fase piloto e de ampliação, e precisam comprovar sua viabilidade industrial. A viabilidade econômica dos diferentes processos depende fortemente da infraestrutura regional e dos preços das matérias-primas.

As instalações offshore apresentam desafios logísticos adicionais, uma vez que as pás do rotor precisam primeiro ser transportadas para terra. A coordenação entre as diversas partes interessadas – desde os operadores das usinas e empresas de descomissionamento até as empresas de reciclagem – exige processos padronizados.

Como se desenvolverá a reciclagem no futuro?

A tendência é claramente rumo a uma economia circular. Fabricantes como a Siemens Gamesa e a Vestas estabeleceram metas vinculativas para turbinas totalmente recicláveis ​​– a Siemens Gamesa até 2040 e a Vestas também até 2040.

Estão sendo pesquisados ​​novos materiais baseados em recursos renováveis. Cientistas estão trabalhando em materiais leves de base biológica, feitos de fibras de cânhamo e óleo de semente de cânhamo, para futuras pás de rotor. Esses materiais poderiam simplificar fundamentalmente a reciclagem.

A Agência Europeia do Ambiente está a trabalhar numa proibição em toda a Europa do aterro de pás de rotores, o que exigiria que todas as pás desativadas fossem reutilizadas, recicladas ou recuperadas. Isto criaria incentivos adicionais para soluções inovadoras de reciclagem.

Quais aspectos econômicos são relevantes?

A reciclagem está deixando de ser um fator de custo para se tornar uma oportunidade de negócio. Empresas como a Holcim estão utilizando o projeto BLADES2BUILD para acessar novas fontes de matéria-prima e, ao mesmo tempo, reduzir suas emissões de CO2. Preços de descarte previsíveis proporcionam aos operadores das fábricas maior segurança no planejamento.

Os projetos de upcycling demonstram que produtos de alta qualidade podem ser criados a partir do que é considerado lixo. A BladeMade, por exemplo, consegue produzir 5% de sua produção total de playgrounds, pontos de ônibus e mobiliário urbano a partir de pás de rotor recicladas.

Como a Alemanha se compara internacionalmente?

A Alemanha desempenha um papel pioneiro na reciclagem da energia eólica. A norma DIN SPEC 4866 é considerada uma referência internacional e está disponível em inglês. Instituições de pesquisa alemãs, como o Fraunhofer IWES e o IFAM, estão desenvolvendo tecnologias de reciclagem de ponta.

A Alemanha lidera a expansão da energia eólica na Europa: no primeiro semestre de 2025, foram instaladas novas turbinas eólicas com capacidade de 2,2 gigawatts, mais do que em qualquer outro país europeu. Isso gera uma necessidade maior de reciclagem e um impulso de inovação mais forte.

O que isso significa para o futuro da energia eólica?

Esses avanços demonstram que a energia eólica não só é amiga do clima durante a sua operação, como também pode ser gerida de forma responsável após o seu uso. A combinação de processos consolidados de recuperação térmica, tecnologias emergentes de reciclagem química, abordagens inovadoras de upcycling e novos desenvolvimentos totalmente recicláveis ​​oferece uma solução abrangente.

O setor está investindo ativamente em pesquisa e desenvolvimento, padrões estão sendo estabelecidos e o arcabouço regulatório está evoluindo rumo a uma economia circular. O que atualmente é considerado um desafio está se tornando cada vez mais uma oportunidade para novos modelos de negócios e cadeias de valor.

A energia eólica exemplifica, portanto, como uma indústria pode assumir proativamente a responsabilidade por todo o ciclo de vida do produto, criando benefícios tanto ecológicos quanto econômicos. As pás do rotor, consequentemente, deixam de ser um problema de resíduos e se tornam uma matéria-prima valiosa para o futuro.

 

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