Energia eoliană în tranziție: Reciclarea ca o oportunitate, mai degrabă decât o problemă – Ce se întâmplă de fapt cu turbinele eoliene după ce nu mai sunt funcționale?

Mitul energiei eoliene demontat: De ce palele vechi ale rotorului nu mai reprezintă o problemă a deșeurilor

Această întrebare îi privește atât pe susținătorii, cât și pe criticii energiei eoliene. După aproximativ 20-25 de ani, turbinele eoliene ajung la sfârșitul duratei lor de viață economice. Reciclarea majorității componentelor este deja relativ simplă - oțelul, cuprul și betonul pot fi reciclate folosind procese consacrate. Principala provocare constă în palele rotorului, care sunt fabricate din materiale compozite dificil de separat.

Ce cantități de pale de rotor trebuie reciclate în Germania?

Germania se confruntă cu un val semnificativ de dezafectare a turbinelor eoliene. La începutul anilor 2020/2021, tariful de alimentare pe 20 de ani, prevăzut în Legea privind sursele de energie regenerabilă (EEG), a încetat pentru aproximativ 5.200 de turbine eoliene, urmând ca alte 8.000 de turbine să fie instalate până la sfârșitul anului 2025. Conform estimărilor din industrie, aproximativ 25.000 de pale de rotor vor trebui demontate până în 2030, ceea ce corespunde la aproximativ 400.000 de tone de material.

Aceste materiale constau în mare parte din plastic armat cu fibră de sticlă (GFRP), un material compozit durabil, dar dificil din punct de vedere tehnic pentru reciclare. Palele rotorului reprezintă doar aproximativ 5% din greutatea totală a unei turbine eoliene, în timp ce până la 90% din celelalte componente pot fi deja returnate în circuitele de reciclare consacrate.

Ce procese specifice de reciclare există deja?

Industria a dezvoltat patru căi principale de reciclare, dintre care unele sunt deja stabilite la scară industrială:

Procesul mecanico-termic utilizează fabricile de ciment ca situri de reciclare. Companii precum Holcim au implementat deja concepte de succes. În acest proces, palele rotorului sunt mai întâi mărunțite; fibrele de sticlă înlocuiesc agregatele, iar componentele din rășină furnizează energie pentru procesul de producție a cimentului. Această metodă este deja scalabilă industrial și consacrată din punct de vedere economic.

Până de curând, fabrica de ciment Lägerdorf a Holcim GmbH din Schleswig-Holstein folosea pale de turbine eoliene mărunțite ca și combustibil alternativ. Această reciclare termică reduce emisiile de CO2 prin înlocuirea combustibililor fosili. Utilizarea a 1.000 de tone de plastic armat cu fibră de sticlă (FRP) reciclat poate economisi până la 450 de tone de cărbune, 200 de tone de cretă și 200 de tone de nisip.

Cum funcționează reciclarea chimică pentru palele rotorului?

Procesele de reciclare chimică, cum ar fi piroliza și solvoliza, sunt încă în curs de dezvoltare, dar prezintă abordări promițătoare. Aceste procese separă materialele compozite în componentele lor de bază, permițând recuperarea fibrelor de sticlă și a rășinilor.

Piroliza este potrivită în special pentru separarea fibrelor din matricele polimerice termorezistente. În acest proces, structurile compozite din fibre cu pereți groși ale palelor rotorului sunt tratate la temperaturi ridicate într-o atmosferă inertă. După o prelucrare corespunzătoare, fibrele recuperate pot fi reutilizate în aplicații industriale.

Proiectul de cercetare RE_SORT dezvoltă noi tehnologii de piroliză special concepute pentru structuri compozite din fibre cu pereți groși, cu grosimi ale pereților de până la 150 mm, cum ar fi cele întâlnite în palele rotorului. Pe lângă fibrele reciclate, uleiurile și gazele de piroliză rezultate pot fi utilizate și industrial.

Ce înseamnă „proiectare pentru reciclare” pentru palele rotorului moderne?

Industria eoliană lucrează deja la pale de rotor care sunt în esență reciclabile pentru turbinele viitoare. Siemens Gamesa a dezvoltat o soluție numită RecyclableBlade, care este disponibilă comercial din 2022.

Aceste lame reciclabile utilizează o tehnologie specială de rășină care permite recuperarea completă a materialelor la sfârșitul duratei lor de viață. Imersiunea într-o soluție acidă ușoară face ca rășina să se dizolve la temperaturi ridicate, permițând separarea fibrei de sticlă, a rășinii, a lemnului și a metalului pentru reutilizare în alte industrii.

Primul proiect comercial offshore care utilizează aceste pale de rotor reciclabile a fost implementat în 2022 la parcul eolian Kaskasi din Germania. RWE, operatorul, utilizează acum și 132 de pale reciclabile în cadrul proiectului de la Sofia.

Ce rol joacă Vestas în economia circulară?

Vestas urmărește o abordare sistematică pentru atingerea obiectivului său de turbine cu zero deșeuri până în 2040. Compania lucrează la două inițiative paralele: DecomBlades pentru palele rotorului existente și CETEC pentru soluții viitoare de economie circulară.

Proiectul CETEC (Economie Circulară pentru Compozite Epoxidice Termosetice) dezvoltă o metodă de reciclare chimică care descompune rășinile epoxidice în componentele lor de bază. Acestea pot fi apoi reutilizate în producția de noi pale de rotor, creând un sistem complet circular.

În prezent, turbinele Vestas sunt reciclabile în proporție de 85%. Reciclabilitatea palelor urmează să fie crescută la 50% până în 2025 și la 100% până în 2030.

Ce abordări creative de reciclare creativă există?

Pe lângă procesele industriale de reciclare, apar proiecte inovatoare de reciclare creativă care transformă direct palele de rotor scoase din uz în noi aplicații. Compania olandeză BladeMade transformă palele de rotor în mobilier stradal, locuri de joacă, stații de autobuz și infrastructură.

Aceste aplicații utilizează proprietățile unice ale palelor rotorului: sunt extrem de durabile, rezistente la intemperii, la vandalism și au un design distinctiv. O singură lamă de rotor poate fi tăiată în segmente pentru diverse aplicații - secțiunea cea mai rezistentă este utilizată ca structură portantă, vârful ca bancă, iar secțiunile rotunjite ca jardiniere.

De exemplu, 200 de pale de rotor pot fi folosite pentru a construi un kilometru de barieră fonică. Aceste proiecte economisesc până la 90% emisii de CO2 în comparație cu materialele convenționale și conferă palelor rotorului o durată de viață de 50 până la 100 de ani.

Cât material se pierde de fapt prin abraziune?

Abraziunea palelor rotorului este un subiect frecvent discutat, dar impactul său este gestionabil. Conform Fraunhofer IWES, eroziunea are ca rezultat o pierdere de material de aproximativ 0,1 până la 5 kg per paletă de rotor pe an, în funcție de locație, acoperire și sarcina vântului.

Aceste valori sunt comparabile cu alte sisteme tehnice – o anvelopă de camion pierde aproximativ 2 kg de material la fiecare 10.000 km parcurși. Instalațiile offshore sunt supuse unor reglementări de mediu deosebit de stricte, inclusiv documentație și inspecții regulate.

Fraunhofer IWES dezvoltă metode de testare pentru evaluarea diferitelor sisteme de acoperire și lucrează la pelicule și vopsele optimizate pentru a minimiza pierderile legate de eroziune, îmbunătățind în același timp proprietățile aerodinamice.

Nou: Brevet din SUA – Instalați parcuri solare cu până la 30% mai ieftin și cu 40% mai rapid și mai ușor – cu videoclipuri explicative! - Imagine: Xpert.Digital

Nucleul acestui progres tehnologic constă în îndepărtarea deliberată de montarea convențională cu cleme, care a fost standardul timp de decenii. Noul sistem de montare, mai eficient din punct de vedere al timpului și al costurilor, abordează acest aspect cu un concept fundamental diferit și mai inteligent. În loc să se fixeze modulele în puncte specifice, acestea sunt introduse într-o șină de susținere continuă, de formă specială, și fixate în siguranță. Acest design asigură că toate forțele - fie că sunt sarcini statice din zăpadă, fie sarcini dinamice din vânt - sunt distribuite uniform pe întreaga lungime a cadrului modulului.

Mai multe informații aici:

• Clic în loc de șurub: Acest sistem ingenios construiește parcuri solare cu 40% mai rapid și revoluționează tranziția energetică

Ce standarde și norme reglementează reciclarea energiei eoliene?

Prin intermediul DIN SPEC 4866, industria a creat primul său standard uniform pentru demontarea și reciclarea sustenabilă a turbinelor eoliene. Această specificație a fost elaborată în 2020 de 25 de experți din industrie, știință și agenții guvernamentale și definește cerințele pentru întregul proces de demontare.

RDRWind eV (Asociația Industrială pentru Realimentare, Demontare și Reciclare a Turbinelor Eoliene) a inițiat acest standard și lucrează acum la un standard DIN complet, precum și la o marcă de calitate pentru procesele de demontare. Acest lucru are scopul de a crea transparență și comparabilitate în ceea ce privește calitatea, cerințele de siguranță și compatibilitatea cu mediul.

Cum se dezvoltă infrastructura de reciclare?

Infrastructura de reciclare este extinsă continuu. Companii precum neocomp GmbH din Bremen operează deja instalații de tocat deșeuri cu capacități de până la 120.000 de tone de GRP pe an. Aceste instalații pot gestiona cu ușurință cantitățile generate și procesează deja aproximativ 30.000 de tone anual.

Inițiative europene precum proiectul DecomBlades pun în comun expertiza de-a lungul întregului lanț valoric. Zece parteneri de proiect lucrează împreună la comercializarea tehnologiilor de reciclare durabile pentru palele rotorului.

Ce se întâmplă mai exact cu materialele reciclate?

Materialele reciclate au diverse aplicații. Fibrele de sticlă provenite din reciclarea mecanică sunt utilizate ca înlocuitor de nisip în producția de ciment, în timp ce componentele organice servesc drept înlocuitor de cărbune. Aceste metode de coprocesare înlocuiesc direct materiile prime fosile.

Procesele de reciclare chimică produc produse de calitate superioară. Fibrele recuperate pot fi reutilizate în aplicații compozite din fibre după o prelucrare corespunzătoare. Uleiurile de piroliză sunt utilizate ca materii prime chimice, în timp ce gazele de piroliză pot fi utilizate pentru producerea de energie.

Procesul Siemens Gamesa RecyclableBlade permite chiar și recuperarea materialelor în calitatea lor originală. Componentele separate – rășină, fibră de sticlă și lemn – pot fi utilizate în produse noi, cum ar fi carcasele sau carcase pentru monitoare, fără nicio pierdere de calitate.

Ce provocări rămân?

În ciuda progreselor, provocările rămân. Procesele de reciclare chimică se află încă în etapele pilot și de scalare și trebuie să își dovedească viabilitatea industrială. Viabilitatea economică a diferitelor procese depinde în mare măsură de infrastructura regională și de prețurile materiilor prime.

Instalațiile offshore prezintă provocări logistice suplimentare, deoarece palele rotorului trebuie mai întâi transportate la țărm. Coordonarea dintre diversele părți interesate – de la operatorii de centrale și companiile de dezafectare până la firmele de reciclare – necesită procese standardizate.

Cum se va dezvolta reciclarea în viitor?

Tendința este în mod clar spre o economie circulară. Producători precum Siemens Gamesa și Vestas și-au stabilit obiective obligatorii pentru turbine complet reciclabile – Siemens Gamesa până în 2040, iar Vestas, de asemenea, până în 2040.

Se cercetează noi materiale bazate pe resurse regenerabile. Oamenii de știință lucrează la materiale ușoare, bazate pe bio, fabricate din fibre de cânepă și ulei de semințe de cânepă pentru viitoarele pale de rotor. Acestea ar putea simplifica fundamental reciclarea.

Agenția Europeană de Mediu lucrează la o interdicție la nivel european a depozitării palelor de rotor în gropile de gunoi, ceea ce ar impune reutilizarea, reciclarea sau recuperarea tuturor palelor scoase din uz. Acest lucru ar crea stimulente suplimentare pentru soluții inovatoare de reciclare.

Ce aspecte economice sunt relevante?

Reciclarea evoluează de la un factor de cost la o oportunitate de afaceri. Companii precum Holcim utilizează proiectul BLADES2BUILD pentru a accesa noi surse de materii prime, reducând în același timp emisiile de CO2. Prețurile previzibile de eliminare oferă operatorilor de instalații certitudine în planificare.

Proiectele de reciclare creativă demonstrează că se pot crea produse de înaltă calitate din ceea ce este considerat deșeu. BladeMade, de exemplu, poate produce 5% din producția sa totală de locuri de joacă, stații de autobuz și mobilier stradal din pale de rotor reciclate.

Cum se compară Germania la nivel internațional?

Germania joacă un rol de pionier în reciclarea energiei eoliene. DIN SPEC 4866 este considerat un standard internațional de referință și este disponibil în limba engleză. Instituții de cercetare germane precum Fraunhofer IWES și IFAM dezvoltă tehnologii de reciclare de vârf.

Germania este lider în Europa în extinderea energiei eoliene – în prima jumătate a anului 2025, aici au fost instalate noi turbine eoliene cu o capacitate de 2,2 gigawați, mai multe decât în ​​orice altă țară europeană. Acest lucru creează atât o nevoie mai mare de reciclare, cât și un impuls mai puternic al inovației.

Ce înseamnă asta pentru viitorul energiei eoliene?

Aceste evoluții arată că energia eoliană nu este doar prietenoasă cu clima în timpul funcționării, ci poate fi gestionată responsabil și după utilizare. Combinația dintre procesele consacrate de recuperare termică, tehnologiile emergente de reciclare chimică, abordările inovatoare de reciclare creativă și noile dezvoltări complet reciclabile oferă o soluție completă.

Industria investește activ în cercetare și dezvoltare, se stabilesc standarde, iar cadrul de reglementare evoluează către o economie circulară. Ceea ce este considerat în prezent o provocare devine din ce în ce mai mult o oportunitate pentru noi modele de afaceri și lanțuri valorice.

Energia eoliană exemplifică astfel modul în care o industrie își poate asuma proactiv responsabilitatea pentru întregul ciclu de viață al produsului, creând atât beneficii ecologice, cât și economice. Prin urmare, palele rotorului nu mai reprezintă o problemă a deșeurilor, ci devin o materie primă valoroasă pentru viitor.

NOU: Sisteme solare gata de instalare! Această inovație patentată accelerează semnificativ proiectul dumneavoastră de construcție cu panouri solare

Nucleul inovației ModuRack constă în îndepărtarea de fixarea convențională cu cleme. În loc de cleme, modulele sunt introduse și fixate în poziție de o șină de susținere continuă.

Mai multe informații aici:

• NOU: Sisteme solare gata de instalare! Această inovație patentată accelerează semnificativ proiectul dumneavoastră de construcție cu panouri solare

De la fotovoltaice industriale pe acoperișuri la parcuri solare și parcări solare mai mari

☑️ Limba noastră de afaceri este engleza sau germana

☑️ NOU: Corespondență în limba ta maternă!

Konrad Wolfenstein

Eu și echipa mea suntem bucuroși să vă fim la dispoziție în calitate de consilier personal.

Mă puteți contacta completând formularul de contact de aici sau pur și simplu sunându-mă la +49 89 89 674 804 ( München) . Adresa mea de e-mail este: wolfenstein@xpert.digital

Aștept cu nerăbdare proiectul nostru comun.

☑️ Servicii EPC (Inginerie, Achiziții și Construcții)

☑️ Dezvoltare proiecte la cheie: Dezvoltarea proiectelor de energie solară de la început până la sfârșit

☑️ Analiza amplasamentului, proiectarea sistemului, instalare, punere în funcțiune, mentenanță și asistență

☑️ Finanțator de proiect sau intermediar al furnizorilor de capital